Die Forschungsgruppe Cyber-Physical Systems entwickelt und untersucht Technologien für die Realisierung komplexer autonomer Systeme, bei denen physikalische Komponenten nicht nur innerhalb eines Teil-Systems überwacht und gesteuert sondern auch untereinander vernetzt werden.

Die Gruppe fokussiert dabei auf die Vernetzung von in Produktionsanlagen eingebetteten Systemen mit der Unternehmens-IT. Dabei werden einerseits Kommunikationsstandards – wie z.B: TCP/IP oder OPC-UA – untersucht. Andererseits werden auch abstraktere Schnittstellen betrachtet, die für eine Vielzahl unterschiedlicher eingebetteter Systeme bzw. Produktionsmaschinen eine Anbindung an die IT ermöglichen, ohne dass die Unternehmens-IT speziell an jedes einzelne System angepasst werden muss.

Auch die Auswertung der übertragenen und in der Unternehmens-IT gesammelten Daten gehört zum Bereich der Forschungsgruppe. Hier soll möglichst auf Erkenntnisse aus anderen Arbeitsgruppen des iisys aufgebaut werden.

Die Projekte, die momentan im Rahmen der Gruppe laufen, zeigen, dass das Thema viele Aspekte hat. Deshalb soll im Folgenden anhand eines Beispiels verdeutlicht werden, wie die Arbeitsgruppe den Begriff Cyber- Physical System versteht:
Hierzu soll eine Drehzahlregelung betrachtet werden, die auf der Basis der gemessenen Drehzahl mehr oder weniger Strom für den Antrieb des Motors freigibt, so dass die Ist-Drehzahl möglichst genau der Soll-Drehzahl entspricht. Moderne Regler zeichnen sich dadurch aus, dass sie durch in Software abgelegtes Erfahrungswissen (Heuristiken) gut auf prozessspezifische Störungen reagieren bzw. möglichst automatisch zwischen verschiedenen, im Prozess nötigen Betriebsmodi wechseln können.
Dieses “klassische” Embedded System wird zu einem Cyber-Physical System, indem es über eine Datenverbindung mit anderen Komponenten vernetzt wird. Somit werden Anwendungen darstellbar, bei denen der Regler beispielsweise die durchschnittliche Stromaufnahme des Antriebs meldet und eine übergeordnete Verarbeitungskomponente aus dem Trend der Stromaufnahme einen Wartungsbedarf prognostiziert (Condition Monitoring).
Idealerweise kann die übergeordnete Komponete dabei auf Daten aus einer Vielzahl von Reglern zugreifen und diese mit parallel gemeldeten Merkmalen, wie z.B: Störmeldungen oder Wartungsberichten, korrelieren.
Damit kann das Cyber-Physical System dann auf breiter Datenbasis Prognosen über die künftige Performance oder direkte Handlungsempfehlungen für einen effizienteren Betrieb einzelner Regelkreise liefern.