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2011 | Book

Cyber-Physical Systems — Wandel in Wirtschaft und Gesellschaft Read chapter Read first chapter

Cyber-Physical Systems

Innovationsmotor für Mobilität, Gesundheit, Energie und Produktion

Editor: acatech — Deutsche Akademie der Technikwissenschaften, 2011

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

Book Series : acatech POSITION

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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About this book

Schon heute arbeiten etwa 98 Prozent der Mikroprozessoren eingebettet in Alltagsgegenständen und Geräten, über Sensoren und Aktoren mit der Außenwelt verbunden. Zunehmend werden sie untereinander und in das Internet vernetzt. Die physikalische Welt verschmilzt mit der virtuellen Welt, dem Cyberspace. Es entstehen Cyber-Physical Systems. Zukünftige Cyber-Physical Systems werden in bisher kaum vorstellbarer Weise Beiträge zu Sicherheit, Effizienz, Komfort und Gesundheit der Menschen leisten und tragen damit zur Lösung zentraler Herausforderungen unserer Gesellschaft bei, wie die alternde Bevölkerung, Ressourcenknappheit, Mobilität oder Energiewandel. Deutschland hat die Chance, sich mit innovativen Cyber-Physical Systems im internationalen Wettbewerb einen führenden Platz zu sichern. Welche Voraussetzungen dafür zu schaffen sind und wie Deutschland die technischen, politischen und gesellschaftlichen Hürden auf dem Weg dorthin bewältigen kann, benennt acatech in dieser Stellungnahme.​​

Table of Contents

Frontmatter
1. Cyber-Physical Systems — Wandel in Wirtschaft und Gesellschaft
Zusammenfassung
Informations- und Kommunikationstechnologien sind starke Treiber von Innovationen. Als zwei wesentliche Motoren wirken dabei
  • eingebettete software-intensive Systeme, wie sie sich heute in nahezu allen Produkten und Systemen der Hochtechnologie finden, etwa in Geräten, Fahrzeugen, Flugzeugen, Gebäuden oder Produktionsanlagen, deren Funktionalität sie entscheidend prägen
  • globale Netze wie das Internet und die im World Wide Web verfügbaren Daten und Dienste.
acatech — Deutsche Akademie der Technikwissenschaften, 2011
2. Cyber-Physical Systems — Die physikalische und Die Virtuelle Welt Verschmelzen
Zusammenfassung
Cyber-Physical Systems sind Systeme mit eingebetteter Software (als Teil von Geräten, Gebäuden, Verkehrsmitteln, Verkehrswegen, Produktionsanlagen, medizinischen Prozessen, Logistik-, Koordinations- und Managementprozessen), die
  • über Sensoren unmittelbar physikalische Daten erfassen und durch Aktoren auf physikalische Vorgänge einwirken,
  • erfasste Daten auswerten und speichern und aktiv oder reaktiv mit der physikalischen sowie der digitalen Welt interagieren,
  • über digitale Kommunikationseinrichtungen untereinander sowie in globalen Netzen verbunden sind (drahtlos und/oder drahtgebunden, lokal und/oder global),
  • weltweit verfügbare Daten und Dienste nutzen
  • über eine Reihe dedizierter, multimodaler Mensch-Maschine- Schnittstellen verfügen.
acatech — Deutsche Akademie der Technikwissenschaften, 2011
3. Zukunftspotenzial von Cyber-Physical Systems — 2025
Zusammenfassung
Cyber-Physical Systems leisten Beiträge zu Antworten auf zentrale Herausforderungen unserer Gesellschaft und sind für zahlreiche Branchen und Anwendungsfelder hoch relevant. Unternehmen bieten Cyber-Physical Systems Unterstützung bei der Prozessoptimierung, folglich bei der Kosten- und Zeiteinsparung und außerdem Hilfe beim Energiesparen und damit bei der Verringerung von CO2- Emissionen. Für Privatanwender liegt der Nutzen von Cyber- Physical Systems vor allem in höherem Komfort, etwa in Assistenz für Mobilität, in vernetzter Sicherheit, bei der individuellen medizinischen Versorgung und für ältere Menschen auch im Bereich des betreuten Wohnens.
acatech — Deutsche Akademie der Technikwissenschaften, 2011
4. Herausforderungen Durch Cyber-Physical Systems für Deutschland
Zusammenfassung
Mit der Fortentwicklung der Cyber-Physical Systems sind weitreichende Herausforderungen für Deutschland verbunden, sowohl genereller als auch spezieller Natur. Die umfassende Komplexit ät der Aufgabe zeigt sich technisch, methodisch und fachlich in der Forschung und Entwicklung, dazu in der Nutzung und den Auswirkungen der Cyber-Physical Systems auf Wirtschaft und Gesellschaft. Komplexität zu beherrschen bzw. zu reduzieren sowie die Systeme hochflexibel auszugestalten sind unabdingbare Voraussetzungen für langfristigen den Erfolg der Entwicklung und Nutzung von Cyber-Physical Systems.
acatech — Deutsche Akademie der Technikwissenschaften, 2011
5. Thesen zur Entwicklung von Cyber-Physical Systems in Deutschland
Zusammenfassung
Die Zeit drängt, um sich im Wettbewerb vor allem mit den USA und Asien zu positionieren — der momentan noch existierende Vorsprung für Deutschland bei eingebetteten Systemen kann in wenigen Jahren verloren sein.
acatech — Deutsche Akademie der Technikwissenschaften, 2011
6. Handlungsempfehlungen
Zusammenfassung
Aus den Thesen leiten sich spezifische Handlungsempfehlungen ab.
acatech — Deutsche Akademie der Technikwissenschaften, 2011
7. Anhang
acatech — Deutsche Akademie der Technikwissenschaften, 2011
Backmatter
Metadata
Title
Cyber-Physical Systems
Editor
acatech — Deutsche Akademie der Technikwissenschaften, 2011
Copyright Year
2011
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-642-27567-8
Print ISBN
978-3-642-27566-1
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-27567-8

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