Cyber-Physical Systems (CPS)

Cyber-Physical Systems (CPS) sind intelligente Systeme, die eine enge Verknüpfung von physischen Prozessen und digitalen Komponenten aufweisen. CPS integrieren Computertechnologien, Netzwerk- und Kommunikationssysteme, Sensoren, Aktoren und Steuerungsmechanismen, um die Interaktion zwischen der physischen und der digitalen Welt zu ermöglichen. Diese Systeme werden in einer Vielzahl von Anwendungen und Branchen eingesetzt, wie zum Beispiel in der Automobilindustrie, der Energieversorgung, der Fertigung, der Medizintechnik und der Umweltüberwachung.

Einige Hauptmerkmale von Cyber-Physical Systems sind:

• Komplexität: CPS bestehen aus einer Vielzahl von Hardware- und Softwarekomponenten, die eng miteinander interagieren und koordiniert werden müssen, um eine zuverlässige und effiziente Systemleistung zu gewährleisten.
• Echtzeitverarbeitung: CPS müssen in der Lage sein, Daten in Echtzeit zu verarbeiten und darauf zu reagieren, um angemessene Steuerungs- und Regelungsentscheidungen zu treffen. Dies erfordert leistungsfähige Rechen- und Kommunikationsressourcen sowie geeignete Algorithmen und Softwarearchitekturen.
• Autonomie: CPS sind oft in der Lage, autonom und selbstständig Entscheidungen zu treffen und Aktionen auszuführen, um ihre Ziele zu erreichen. Sie können sich auch an veränderte Umweltbedingungen anpassen und ihr Verhalten entsprechend modifizieren.
• Konnektivität: CPS sind häufig vernetzt und kommunizieren mit anderen Systemen oder Diensten, um Informationen auszutauschen und kooperative Aktionen durchzuführen. Dies erfordert robuste und sichere Kommunikationsprotokolle und -standards.

Da Cyber-Physical Systems in kritischen Infrastrukturen und Anwendungen eingesetzt werden, sind Sicherheit, Zuverlässigkeit und Datenschutz zentrale Anliegen. Um diese Anforderungen zu erfüllen, müssen CPS-Entwickler und -Betreiber geeignete Technologien, Methoden und Richtlinien einsetzen, um potenzielle Bedrohungen und Risiken zu identifizieren und zu minimieren.

Beispiele für Cyber-Physical Systems sind autonome Fahrzeuge, Smart Grids, intelligente Transportsysteme, Robotiksysteme und Industrie 4.0-Anwendungen.