Ein cyber-physisches System, engl. „cyber-physical system“ (CPS), bezeichnet den Verbund informatischer, softwaretechnischer Komponenten mit mechanischen und elektronischen Teilen, die über eine Dateninfrastruktur, wie z. B. das Internet, kommunizieren. Ein cyber-physisches System ist durch seinen hohen Grad an Komplexität gekennzeichnet. Die Ausbildung von cyber-physischen Systemen entsteht aus der Vernetzung eingebetteter Systeme durch drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsnetze. Die Begriffsbildung folgt dem Bedarf an einer neuen theoretischen Grundlage für die Erforschung und Entwicklung großer, verteilter, komplexer Systeme, wie zum Beispiel der Weiterentwicklung des deutschlandweiten Stromnetzes, hin zu einem intelligenten Stromnetz,[1] oder die Konstruktion neuartiger Industrieproduktionsanlagen,[2][3][4] die sich hoch dynamisch an die jeweiligen Produktionserfordernisse anpassen können.
Insbesondere im anglo-amerikanischen Raum wird eine Theoriebildung zum Begriff „cyber-physisches System“ vorangetrieben, hier steht eine klare Abgrenzung des Begriffes gegenüber anderen Trends und Entwicklungsrichtungen komplexer informations- und kommunikationstechnischer Systeme im Vordergrund.[16] In weiteren akademischen Untersuchungen stehen die sich ergebenden Herausforderungen der Systemkonstruktion im Blickpunkt.[17] Zu den Herausforderungen zählen:[16]
Komplexitätsreduktion und Entwicklung von stabilisierenden Steuerungsarchitekturen für cyber-physische Systeme
Verteilte Sensornetzwerke
Erschließung von Wissen und Erkenntnissen aus dem System heraus
Behandlung der Problematik der Interaktionskomplexität
Verlässliche Integration von Standardkomponenten in cyber-physische Systeme
Handhabbarkeit des Zusammenflusses von Sensorik, Aktorik und Steuerung
Im Rahmen der „Hightech-Strategie für Deutschland“ der Bundesregierung[14] werden Untersuchungen zur Weiterentwicklung von industriellen Produktionsanlagen und Produktionsprozessen gefördert. Ziel dieser Aktivitäten ist es, bereits intensiv informatikgestützte Industriezweige bei der Einführung und Nutzung weitverzweigter Netzwerkstrukturen für die eingesetzten eingebetteten Systeme zu unterstützen. Dieses geschieht zum Beispiel durch die Förderung der Spitzencluster „it’s OWL – Intelligente Technische Systeme OstWestfalenLippe“[19] sowie „MicroTEC Südwest – The Cluster for Smart Solutions“.[20]
Manfred Broy: Cyber-Physical Systems: Innovation durch softwareintensive eingebettete Systeme . Springer, Berlin/Heidelberg 2010, ISBN 978-3-642-14498-1.
acatech (Hrsg.): Cyber-Physical Systems: Innovationsmotoren für Mobilität, Gesundheit, Energie und Produktion (acatech POSITION). Springer. Berlin/Heidelberg 2012, ISBN 978-3-642-27566-1.
K. Einwich (Hrsg.): 9. Workshop Cyber-Physical Systems – Enabling Multi-Nature Systems (CPMNS). Fraunhofer Verlag, 2012, ISBN 978-3-8396-0398-7.
P. Marwedel: Embedded System Design: Embedded Systems Foundations of Cyber-Physical Systems. Springer, 2010, ISBN 978-94-007-0256-1. (englisch)
E. Geisberger, M. Broy: agendaCPS – Integrierte Forschungsagenda Cyber-Physical Systems, acatech Studie. acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften e. V., München/Garching 2012.
↑S. Karnouskos: Cyber-Physical Systems in the Smart Grid. (PDF; 79 kB). In: Industrial Informatics (INDIN), 2011 9th IEEE International Conference on. Juli 2011. Abgerufen am 5. September 2012.
