Software-Factory 4.0

Project Summary

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Software-basierte Systeme spielen bereits heute eine zentrale Rolle in der industriellen Produktion, für die Zuverlässigkeit von Transportsystemen und bei der Nutzung von Informationen und Diensten. Die korrekte Funktionsweise, Effizienz und Sicherheit von Software sind kritische Faktoren, von denen jeder einzelne den Unterschied zwischen finanziellem Gewinn und Verlust ausmachen kann, oft sogar zwischen Leben und Tod. Die rechtzeitige Verfügbarkeit von Software in geeigneter Qualität ist ein entscheidender Erfolgsfaktor für Unternehmen und Wirtschaftsräume sowie eine Notwendigkeit für das Funktionieren des Zusammenlebens in modernen Gesellschaften.

Paradigmenwechsel in der industriellen Produktion (Industrie 4.0) und in der elektronischen Verarbeitung von Informationen (Big Data) sind nur dann realisierbar, wenn sie durch die Entwicklung geeigneter Softwaresysteme unterstützt werden. Auch der rasante technologische Fortschritt, durch den beständig neue Hardware- und Middleware-Plattformen realisiert werden, wird erst durch die Entwicklung von Software wirksam, die mit diesen Plattformen technisch kompatibel ist und deren Vorteile möglichst gut ausnutzt. Der dringende Bedarf an einer besseren Unterstützung der Entwicklung von Software für Innovationsfelder ist erkannt, sowohl auf internationaler als auch auf nationaler Ebene. Beispielsweise sollen im Bereich des High-Performance Computing (HPC) produktivere Programmiermodelle und domänenspezifische Sprachen dazu beitragen, die Software-Entwicklung zu erleichtern, und im Bereich Industrie 4.0 Ansätze zur Anforderungsdefinition und Einführung von Variabilität für den Einsatz in der Automatisierungs- und Produktionstechnik konzeptionell überdacht und weiterentwickelt werden.

Der LOEWE-Schwerpunkt Software-Factory 4.0 verfolgt einen zur Neuentwicklung von Software komplementären Ansatz. Durch die gezielte und weitgehend automatisierte Anpassung existierender Software an neue Anforderungen und veränderte technische Rahmenbedingungen soll eine schnellere Verfügbarkeit geeigneter Software möglich werden. Durch Reengineering ergeben sich Chancen für Kostensenkungen, außerdem kann in Programmen implizit vorhandenes Know-How der ursprünglichen Entwickler weitgehend erhalten werden, auch wenn dieses nicht präzise dokumentiert wurde. Die Granularität von Software-Anpassungen soll flexibel wählbar sein, wodurch ein kontrollierter Umgang mit Risiken möglich wird, die beim Austausch von Softwaresystemen immer latent vorhanden sind.

Im Rahmen des LOEWE-Schwerpunkts Software-Factory 4.0 werden innovative Konzepte, Methoden und Werkzeuge entstehen, die ein gezieltes und weitgehend automatisiertes Reengineering von Software unterstützen. Drei Ziele werden im Fokus der Forschung stehen: die Flexibilisierung spezialisierter Softwaresysteme im Anwendungsfeld Industrie 4.0, die Parallelisierung existierender Software im Anwendungsfeld HPC und die Vereinfachung des Reengineerings in beiden Anwendungsfeldern.

Mit dem Lichtenbergrechner (für den Bereich HPC) und den Lernfabriken (für den Bereich Industrie 4.0) bieten sich an der TU Darmstadt ideale technische Voraussetzungen. Über das Hessische Kompetenzzentrum für Hochleistungsrechnen (HKHLR) werden HPC-Anwender aus ganz Hessen von den Ergebnissen profitieren können. Als Katalysator ermöglicht der LOEWE-Schwerpunkt Verbundprojekte in der Grundlagenforschung und eröffnet Chancen für den Forschungstransfer, beispielsweise über das Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum (MiT 4.0).

Principal Investigators

Prof. Dr.-Ing. Heiko Mantel			Prof. Dr.-Ing. Reiner Anderl
Prof. Dr. Christian Bischof			Prof. Dr. Reiner Hähnle
Prof. Dr.-Ing. Mira Mezini			Prof. Dr. Michael Pradel
Prof. Dr. rer. nat. Andy Schürr			Prof. Dr. Felix Wolf

Partners

Software-Factory 4.0 is associated with the following research partners:

Prof. Dr.-Ing. Thomas Rollmann (Frankfurt University of Applied Sciences)