Projektabschluss 2017

Kurzbeschreibung:

Ein moderner hoher Automatisierungsgrad von Produktionsanlagen erlaubt einen wirtschaftlichen Betrieb auch in Hochlohnländern wie Deutschland. Sie reduziert aber die Prozesserfahrung der Bediener und kann in kritischen Situationen zur Informationsüberflutung (sog. Alarmschauer) führen. Bei Kontrollverlust können Menschenleben und Umwelt gefährdet werden und großen Schäden an Vermögensgütern sowie teure Produktionsausfälle folgen.

Ziel des BMBF-Forschungsprojekts FEE ist es daher kritische Situationen im Produktionsumfeld frühzeitig zu erkennen, und durch die Entwicklung von Assistenzfunktionen zur Unterstützung von Anlagenbedienern in kritischen Situation Entscheidungsunterstützung zu geben. Dazu werden mittels der in den Anlagen vorliegenden heterogenen Massendaten geeignete Big-Data-Echtzeit-Methoden entwickelt, um den Bediener frühzeitig zu warnen, mit Assistenzfunktionen und Eingriffsstrategien gezielt zu unterstützen, und proaktives statt reaktives Handeln zu ermöglichen.

Forschungspartner:

• ABB Forschungszentrum Deutschland
• Mess- und Regelungstechnik, Universität Kassel
• Prozessleittechnik, Technische Universität Dresden
• RapidMiner GmbH

Anwendungspartner:

• BASF SE
• INEOS GmbH
• PCK Raffinerie GmbH

Kurzbeschreibung:

Sowohl in der wissenschaftlichen als auch in der praktischen Bearbeitung der Herausforderungen der Industrie 4.0 hat sich herauskristallisiert, dass diese – wie bei anderen soziotechnischen Innovationen – nicht allein aus technischer bzw. technikwissenschaftlicher Perspektive analysiert werden können. Eine der wichtigsten nicht-technischen Perspektiven ist die des Rechts, weil rechtliche Anforderungen einerseits zu einer mensch- und gesellschaftsverträglichen Gestaltung der Industrie 4.0 beitragen, in bestimmten Fällen aber auch wirtschaftlich und sozial nützliche Innovationen hemmen können.

Die aufgeworfenen Rechtsfragen sind dabei äußerst vielschichtig und inzwischen teilweise in der Literatur behandelt worden. Neben übergreifenden Darstellungen finden sich zum Beispiel Arbeiten zum Vertragsrecht, Haftungsrecht, Datenschutzrecht, Datennutzungsbefugnissen, Know-how-Schutz, Arbeitsrecht, TK-Recht und IT-Sicherheitsrecht.

Insgesamt fehlt es jedoch an zweierlei, nämlich

• zum einen an einer konsolidierten Erfassung des Ist-Stands der sehr heterogen und teilweise in Paralleldiskursen geführten Diskussion,

• zum anderen an einer vertieften wissenschaftlichen Bearbeitung der aufgeworfenen Rechtsfragen.

Diese beiden Lücken soll das Projekt schließen. Dazu erstellt die Universität Kassel, Fachgebiet Öffentliches Recht, IT-Recht und Umweltrecht ein Arbeitspapier "Bericht zu den Rechtsfragen der Industrie 4.0“. Darüber hinaus werden in enger Zusammenarbeit mit der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften (acatech) eine wissenschaftliche Tagung vorbereitet und deren Beiträge in einem Tagungsband dokumentiert.

Abschließend werden für den Wissenschaftlichen Beirat der Plattform Industrie 4.0 Handlungsempfehlungen vorbereitet, die sich sowohl an die Politik als auch an die Wirtschaft oder die Wissenschaft richten.

Kurzbeschreibung:

Ziel des Vorhabens „Multisensoriell gestützte Erfassung von Straftätern in Menschenmengen bei komplexen Einsatzlagen“ (Muskat) ist die Erhöhung der quantitativen und qualitativen Beweissicherung sowie die Verbesserung der Gefahrnabwehr durch effizienteren Einsatz der Polizeikräfte bei Straftaten im Rahmen von Großveranstaltungen mit erhöhtem Gefährdungspotential. Dazu zählen auch sog. "Risikospiele" in den deutschen Fußball-Ligen. Jene „Risikospiele“, bei denen die Bundes- und Landespolizeien in den vergangenen Jahren eine deutlich steigende Tendenz zur Begehung von Gewaltstraftaten aus der anonymen Menschenmenge heraus beobachten konnte, zählen zu den besonders problematischen Einsatzlagen. In Muskat soll daher exemplarisch am Beispiel von Polizeieinsätzen bei Fußballspielen, von der Anreise über die Bahnhöfen bis zum Stadion, die Sicherheit der Bürger durch eine effiziente Aufklärung, schnelle Identifizierung von Straftätern in Menschenmengen, qualitative Beweissicherung und unmittelbare strafrechtliche Verfolgung erforscht und mittels eines Demonstrators umgesetzt werden.

Muskat verfolgt die Vision, eine zielgenauere und differenziertere Systemlösung zur Unterstützung polizeilicher Eingriffsmaßnahmen gegen Störer und Straftäter unter Einhaltung aller Grundrechte zu schaffen. Hierbei will Muskat den Schutz von Bahnreisenden, Fans im Stadion, unbeteiligten Bürgern, Fangruppen und Polizeibeamten deutlich erhöhen. Um den grundsätzlichen Anspruch des Bürgers, nicht unbegründet Adressat einer polizeilichen Maßnahme zu werden, Rechnung zu tragen, wird das Projekt Muskat von Beginn an durch ethische Studien begleitet und rechtsverträglich gestaltet.

Die "Projektgruppe verfassungsverträgliche Technikgestaltung" (provet) im Zentrum für Informationstechnik-Gestaltung der Universität Kassel ist verantwortlicher Partner für die Rechtsforschung in Muskat und legt damit den wesentlichen Grundstein für die Praxistauglichkeit und Rechtsverträglichkeit des anvisierten Systems. Das Ziel der rechtsverträglichen Gestaltung soll erreicht werden, indem zunächst eine grundlegende juristische Einordnung von Muskat sowie die Konkretisierung abstrakter rechtlicher Vorgaben erfolgt. Durch die Anwendung der Methode KORA (Konkretisierung rechtlicher Anforderungen) werden daraus für das Einsatzszenario konkrete technische Gestaltungsvorschläge abgeleitet. Diese Aufgabe wird in enger Zusammenarbeit und ständigem Austausch mit den anderen Projektpartnern bewältigt. Flankierend werden daraus Vorschläge für die Fortentwicklung des Rechtsrahmens für den polizeilichen Einsatz der Kamera-Cluster erarbeitet.

Das Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) zu dem Themenfeld „Zivile Sicherheit – Schutz und Rettung bei komplexen Einsatzlagen“ im Rahmen des Programms „Forschung für die zivile Sicherheit 2012 - 2017“.

Projektpartner :

• OSB:
  Frauenhofer Institut für OptronikDr.
  Frank Pagel (Projektkoordinator)
• provet:
  Projektgruppe verfassungsverträgliche Technikgestaltung im Zentrum für Informationstechnik-Gestaltung der Universität Kassel
  Prof. Dr. Roßnagel
• BPolD BP:
  Direktion Bundesbereitschaftspolizei
  Karl-Heinz Schenk
• IMST:
  IMST GmbH
  Frank Meyering
• LZPD NRW :
  Landesamt für Zentrale Polizeiliche Dienste Nordrhein-Westfalen
  Arno Langanke
• DB: Deutsche Bahn AG
  Susanne Kufeld
• IZEW: 
  Universität Tübingen, Internationales Zentrum für Ethik in den Wissenschaften
  Prof. Dr. Ammicht-Quinn, Regina

Kurzbeschreibung:

Immer häufiger verlagern insbesondere Unternehmen Geschäftsprozesse und Daten in Cloud-Umgebungen. Daher steigen die Anforderungen an Qualität, Datenschutz und Datensicherheit solcher Angebote. Der Rückgriff auf Zertifikate ist nicht nur in der IT-Branche ein bewährtes Mittel, um die Einhaltung von Standards und die Durchführung von internen Qualitätsprozessen nachzuweisen. Zertifikate fördern Transparenz und ermöglichen dem Kunden den einfachen Vergleich zwischen verschiedenen Anbietern. Allerdings ist die Gültigkeitsdauer von regelmäßig ein bis drei Jahren bei einem derart im Wandel und in der Fortentwicklung befindlichen Gebiet wie dem der Cloud-Dienste und der zugrundeliegenden Technologien zu lang. Ungeachtet rechtlicher oder tatsächlicher Veränderungen suggerieren Zertifikate über die gesamte Gültigkeitsdauer einen hohen Sicherheitsstandard.
Das Projekt NGCert hat darum zum Ziel, der Dynamik von Cloud-Diensten mit einer dynamischen Zertifizierungslösung zu begegnen. Mit einem dynamischen Zertifizierungsverfahren lassen sich sehr viel genauere Aussagen über die Erfüllung der jeweiligen Anforderungen treffen. Auf Basis von Standards, wie etwa CSA oder ISO-Normen, sollen dabei kontinuierlich und (teil)automatisiert die Anforderungen eines Zertifikats überprüft werden, um einen stets aktuellen Systemzustand abbilden zu können. So soll der Aussagegehalt von Zertifikaten und damit das Vertrauen der Nutzer in selbige erhöht werden.
Aus rechtswissenschaftlicher Perspektive besteht Forschungsbedarf hinsichtlich Datenschutz und Datensicherheit bei der Zertifizierung von Cloud-Diensten. Bislang mangelt es an Vorschlägen für eine konkrete rechtliche Rahmensetzung für eine solche Zertifizierung. Schwerpunkte der Forschungsarbeit der Projektgruppe verfassungsverträgliche Technikgestaltung werden die Dynamik und die (Teil-)Automatisierbarkeit von Prüfungsschritten betreffen. Erforscht werden sollen zudem Rechtswirkungen eines solchen Zertifikats sowie Rechtsfolgen seiner fehlerhaften Erteilung. Die Projektgruppe verfassungsverträgliche Technikgestaltung hat sich zum Ziel gesetzt, nicht nur die rechtliche Zulässigkeit dynamischer Zertifizierungsverfahren für Cloud-Dienste zu überprüfen, sondern darüber hinaus konkrete Vorschläge für eine bestmögliche rechtskonforme Gestaltung zu erarbeiten.
Das Projekt NGCert wird im Rahmen der Hightech-Strategie der Bundesregierung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) zusammen mit vier weiteren Projekten im Forschungsfeld „Sicheres Cloud Computing“ gefördert, um das Innovationspotenzial der Spitzenforschung im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologien auszubauen.
Projektpartner:

• Fraunhofer-Institut für Angewandte und Integrierte Sicherheit 
  Herr Mario Hoffmann
• Technische Universität München Fakultät Informatik
  Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik (I 17)
  Herr Dr. Michael Schermann
• Universität zu Köln Wirtschafts- und Sozialwissenschaftliche Fakultät
  Fachgruppe Betriebswirtschaftslehre
  Juniorprofessur für Wirtschaftsinformatik und Information Systems Quality
  Herr Prof. Dr. Ali Sunyaev
• EuroCloud Deutschland   
  Herr Andreas Weiss
• Fujitsu Technology Solutions GmbH
  Herr Volker Wiedmer
• Anstalt für Kommunale Datenverarbeitung in Bayern (AKDB) 
  Herr Michael Diepold

Kurzbeschreibung:

Die in Deutschland angestrebte Reduktion der Treibhausgasemissionen durch starken Ausbau der erneuerbaren Energien und die damit einhergehende Zunahme der Komplexität stellt die Stromnetze in der Zukunft vor große Aufgaben.
 
Viele der Aufgabenstellungen beruhen dabei auf im Kern probabilistische Problemstellungen. Diese können häufig vereinfachend durch deterministische Betrachtungen - Mittelwert und ggf. Worst-Case - angenähert gelöst werden. In wichtigen Aufgabenstellungen muss für belastbare Aussagen aber der probabilistische Problemraum insgesamt untersucht werden. Eine solche Untersuchung des gesamten Problemraums geschieht typischerweise durch eine Monte-Carlo-Simulation. Dieses Verfahren ist aber sehr rechenzeit- und ressourcenaufwändig und bereits bei heutigen Aufgabenstellungen müssen vielfach Vereinfachungen getroffen werden, die die Belastbarkeit der Ergebnisse und insbesondere die Extrapolierbarkeit der Ergebnisse einschränken.
 
Ein typischer Anwendungsfall für solche probabilistische Aufgabenstellungen in der Energiesystemtechnik ist beispielsweise die Netzausbauplanung. Der weitere Umbau der Verteilnetze zu Smart Grids mit mehr volatilen Erzeugern, dezentralen Speichern und intelligenten aktiven Betriebsmitteln im elektrischen Versorgungsnetz führt zu einer zunehmenden Unsicherheit sowohl in der räumlichen Planung (Wo entstehen neue Anlagen?), der Menge (Wie viel neue Anlagen wird es geben?) als auch der zeitlichen Planung (Wie wird die Einspeise- und Nachfrage-Charakteristik der Anlagen im Hinblick auf zeitliche Gradienten, sowie Maximal- und Minimalwerte zukünftig aussehen?). Diese und ähnliche Unsicherheiten müssen jeweils durch Wahrscheinlichkeitsverteilungen modelliert werden, wodurch alle potentiell vorkommenden Szenarien für den Ausbau erneuerbarer Energie entstehen.
 
In der Regel werden dabei aber viele dieser Berechnungen aufgrund gleicher oder doch sehr ähnlicher Eingangsdaten redundant sein. Daher sind neue, effiziente probabilistische Methoden notwendig, um den gesamten Lösungsraum für die Netzausbauplanung abbilden zu können. Daher sollen im Projekt PrIME Methoden für probabilistische Aufgabenstellungen in der Energiesystemtechnik betrachtet und grundlagenorientiert entwickelt werden. Die Methodenentwicklung soll sich exemplarisch an typischen probabilistischen Anwendungsfällen aus der Energiesystemtechnik orientieren, um eine hohe Praxisrelevanz für die Ergebnisse der grundlagenorientierten Forschung sicherzustellen. Solche Methoden bieten dann ein großes Anwendungspotenzial, sowohl in der Netzplanung als auch in der Netzbetriebsführung (bspw. Day-Ahead-Congestion-Forecast, DACF).
 
Als Teil eines Konsortiums bestehend aus Fraunhofer IEE, dem Fachgebiet e²n der Universität Kassel sowie einigen assozierten Netzbetreibern stellt das Fachgebiet Intelligente Eingebette Systeme die Anwendbarkeit sowie Weiterentwicklung der möglichen Methoden sicher. Die entwickelten Methoden werden mit verschiedenen Netzberechnungsarten, wie z. B. Lastflussberechnungen, validiert, bewertet und optimiert.

Kurzbeschreibung:

Das Internet der Dinge steht für die Verbreitung digital-vernetzter Alltagsgegenstände in der Wohnung, im Auto oder am Körper. So etablieren sich zunehmend Umgebungen, in denen automatisiert und teils unbemerkt Daten erfasst und gespeichert werden. In dieser Situation stellt das interdisziplinäre Projekt „Smart Environment, Smart Information?“ (SEnSI) die Frage, wie Nutzer*innen angemessen über die Datenerhebung und -verarbeitung in solchen Umgebungen informiert werden können. Ziel ist die Entwicklung alternativer Informationskonzepte, die neue Strategien des Verbraucher*innen- und Datenschutzes erproben.

Im Zuge fortschreitender Digitalisierung werden immer mehr Gebrauchsgegenstände mit Sensoren und Funkverbindungen ausgestattet, um dann mit dem Internet verbunden und untereinander vernetzt zu werden. Solche Gegenstände bilden das sogenannte „Internet der Dinge“ und in der Folge Umgebungen, in denen die Erfassung von Daten allgegenwärtig und damit unübersichtlicher wird. Dieses „Ubiquitous Computing“ macht es für Nutzer*innen teils schwer nachvollziehbar, welche Daten erhoben, gespeichert oder verarbeitet werden. Darüber hinaus kann unklar sein, welche Folgen sich aus der Übermittlung und Auswertung dieser Daten ergeben.

In dieser Situation analysiert das rechtswissenschaftliche, soziologische und pädagogische Forschungsprojekt die normativen und sozialen Bedingungen für Informationskonzepte im Internet der Dinge. Die Frage ist, wie Nutzer*innen über ihre Beteiligungsrechte und die Prozesse der Datenverarbeitung informiert werden können, ohne dabei über- oder unterfordert zu werden. Im Fokus der Projektarbeit stehen insbesondere drei Szenarien der Nutzung des Internets der Dinge: Smart Car, Smart Home und Wearables. Ziel ist die Entwicklung von Vorschlägen zur Regulierung des Internets der Dinge.

Im soziologischen Teil des Projekts wird analysiert, welche Menschenbilder und Konzepte demokratischer Legitimierung mit unterschiedlichen Modellen der Auskunft einhergehen. Die soziologische Theorie wird hier aufzeigen, welche Paradigmen hinter verschiedenen Informationsmodellen stehen und welche Folgen mit der Wahl bestimmter technischer Mittel verbunden sind.

Aus rechtswissenschaftlicher Sicht werden zunächst die normativen Rahmenbedingungen der Informations- und Auskunftspflichten untersucht. Mit der Datenschutz-Grundverordnung, die ab Mai 2018 in der Europäischen Union gelten wird, liegt eine neue Rechtsgrundlage für Datenverarbeitungen vor. Diese gilt es im Allgemeinen und ganz speziell im Hinblick auf die drei Szenarien Smart Car, Smart Home sowie Fitness-Wearables zu analysieren. Die interdisziplinär entwickelten Vorschläge zur Regulierung des Internets der Dinge sollen abschließend in konkrete Gesetzgebungsvorschläge münden.

Für den pädagogischen Teil und bei der Entwicklung alternativer Informations- und Beteiligungsansätze konzentriert sich das Forschungsvorhaben auf die Bedürfnisse und Kompetenzen Jugendlicher und junger Erwachsener. Diese haben als „Digital Natives“ zwar einen guten Zugang zum Internet der Dinge aber nur wenig explizites Wissen über die Chancen und Risiken dieser Technologien.

Das BMJV-geförderte Drittmittelprojekt „Smart Environment, Smart Information?“ (SEnSI) ist als interdisziplinäres Verbundprojekt angelegt und wird vom 1. Januar 2017 bis zum 31.12.2017 im Wissenschaftlichen Zentrum für Informationstechnik-Gestaltung (ITeG) der Universität Kassel durchgeführt. Die Verbundpartner*innen sind:

Projektpartner: 

• Projektgruppe verfassungsverträgliche Technikgestaltung (provet) (Projektkoordination)
  ITeG, Universität Kassel
  Prof. Dr. Alexander Roßnagel
  Dr. Philipp Richter
  Charlotte Barlag
• Fachgebiet Soziologische Theorie
  ITeG, Universität Kassel
  Prof. Dr. Jörn Lamla
  Fabian Pittroff
  Dr. Andreas D. Schulz

Kurzbeschreibung:

Durch steigende Anforderungen an die Zuverlässigkeit von Produktionsstraßen wird heutzutage auch eine hohe Anforderung an die Instandhaltung von Maschinen und Anlagen gestellt. Bedingt durch hohe Kosten von Fachkräften, fehlende Vernetzung zu Problemlösungsinformationen und hohe Materialkosten für Ersatzteile ist die Instandhaltung z.B. in der Stahlindustrie der drittgrößte Kostenblock und Ursache für mehrere Tage Produktionsausfall jährlich.

Zielsetzung

Im Rahmen des industriellen Fortschritts zur Industrie 4.0 soll das neue Analysetool "SmarterMaintenance" die Instandhaltung von Prozessanlagen grundlegend optimieren. Durch Auswertung von Sensordaten mit komplexer Data-Mining-Analyse soll dabei selbstlernend ein Zusammenhang zwischen Messwerten detektiert und anhand dessen Predictive Maintenance ermöglicht werden. Weiterhin realisiert ein auf einem semantischen Modell basiertes Text-Mining-Verfahren mit Keyword Extraction und Part-of-Speech-Analyse die automatisierte Auswertung und logische Informationsverknüpfung von Bedienungsanleitungen etc. Das neue Tool soll in der Lage sein die Wartungskosten und die Ausfallzeiten in Fertigungsstraßen um 30 % bis 50 % zu senken.

Das Fachgebiet Wirtschaftsinformatik entwickelt im Rahmen des eigenen Teilprojektes ein Textauswertungsverfahren auf Basis eines semantischen Modells sowie Keyword Extraction- und Part-of-Speech-Analyse-Verfahren. Mit Hilfe dieses Algorithmus wird es möglich sein, maschinelle Probleminformationen mit entsprechenden Lösungsinformationen aus elektronischen Dokumenten zu verknüpfen.

Projektbeteiligte:

• eoda GmbH (https://www.eoda.de/de/)

Kurzbeschreibung:

Moderne IKT ermöglicht eine jederzeitige Kommunikationsbereitschaft und erwartung unabhängig von Ort und Zeit und führt dadurch zu vielfältigen Veränderungen des Kommunikations- und Informationsverhaltens  in der Gesellschaft. Räumliche, zeitliche, kognitive und wirtschaftliche Beschränkungen der Kommunikation und der Information gehen verloren. Dadurch entfallen Erholungszeiten und es besteht die Gefahr einer stark unausgeglichenen Work-Life-Balance mit gravierenden physischen,  psychischen und negativen Auswirkungen auf das Wohlbefinden und die Arbeitsleistung. Die herkömmlichen sozialen Regeln der Kommunikation, wie z.B. Beschränkung der Telekommunikation auf Geschäfts- und Tageszeiten oder der bei herkömmlichen Informationsmedien rein faktisch begrenzte Informationszugang, gelten im modernen Kommunikations- und Informationszeitalter nicht mehr. Dies birgt das Risiko, dass der Einzelne sich überfordert fühlt. Die Teilnahme an Kommunikation und die Verarbeitung von Informationen jederzeit und im gewohnten Umfang kann nicht mehr bewältigt werden, da sie die begrenzte Aufmerksamkeit eines Menschen übersteigt.

Das  Fehlen eines neuen gesellschaftlichen Kommunikationsparadigmas, das die Möglichkeiten moderner IKT berücksichtigt, stellt unsere Gesellschaft vor zahlreiche Fragen: Wie kann der Überflutung mit Informationen sowie den kontinuierlich steigenden Erwartungen an Informiertheit und schnelle Reaktionen begegnet werden? Wie kann durch neue Kommunikationsregeln und technische Lösungen der Beeinträchtigung von Arbeitsleistung und Befindlichkeit von Arbeitnehmern  begegnet  werden? Wie kann eine sinnvolle Abgrenzung beruflicher Kommunikation und Privatleben realisiert werden? Diesen Fragestellungen widmet sich, mit besonderem Fokus auf die wachsende Gruppe der Wissensarbeiter, das Projekt „Social Link“.

Das zentrale Ziel ist die interdisziplinäre Erforschung und Gestaltung eines neuen gesellschaftlichen Kommunikationsparadigmas (Social Link) für eine optimierte Gestaltung der Arbeit von Wissensarbeitern  und die Unterstützung ihrer Work-Life-Balance. Das Projekt vereint verschiedene Perspektiven (juristische, psychologische, ökonomische und technische Perspektiven) die für eine ganzheitliche Bearbeitung der genannten Fragestellungen erforderlich sind.

Projektpartner:

• Marketing und Personalmanagement, TU Darmstadt;
• Multimedia Kommunikation, TU Darmstadt;
• Angewandte Informationssicherheit, Universität Kassel;
• Kommunikationstechnik, Universität Kassel;
• Öffentliches Recht, Umwelt- und Technikrecht, Universität Kassel;
• Wirtschaftspsychologie, Universität Kassel