Rückblick auf das MOSAIK Statustreffen im September 2021

Nachdem wir bedingt durch die Pandemie drei unserer MOSAIK Statustreffen remote per Videokonferenz durchgeführt haben, war es uns als Konsortium bei dem letzten Statusmeeting vom 15. bis zum 16. September 2021 endlich wieder möglich, uns persönlich zu sehen. Stattgefunden hat das Treffen in Magdeburg, organisiert von dem Team der Otto-von-Guericke-Universität. 

Zur Erinnerung: MOSAIK heißt das am 1. Mai 2019 gestartete Projekt, welches vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Bereich „Konstruktionsprinzipien und Laufzeitmethodik für dynamische IT-Systeme“ gefördert und Ende Juli 2022 beendet wird. Das über drei Jahre laufende interdisziplinäre Projekt hat sich zum Ziel gesetzt, Methoden der Selbstorganisation zu erforschen, um Szenarien im Internet der Dinge (IoT) dezentralisiert umsetzen zu können. Das Konsortium wird von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) geleitet, die Projektpartner sind die Robert Bosch GmbH, die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), das Team der NETSYNO Software GmbH, sowie FESTO als assoziierter Partner.

Ziele des MOSAIK Projekts

Der Grundgedanke im MOSAIK Projekt ist es, Intelligenz aus den digitalen und technischen Akteuren herauszunehmen und in die Umgebung zu verlagern, inspiriert durch das Prinzip der Stigmergie. Stigmergie ist ein Konzept zur Beschreibung einer besonderen Form der Koordination von Kommunikation in einem dezentral organisierten System, das eine große Anzahl von Individuen umfasst. Dabei kommunizieren die Individuen des Systems nicht unmittelbar, sondern nur indirekt miteinander, indem sie ihre lokale Umgebung modifizieren. Stigmergie wurde zuerst in der Natur beobachtet. Beispielsweise kommunizieren Ameisen bei der Futtersuche indirekt miteinander, indem sie entlang ihrer Straßen Pheromone hinterlassen. Eine Ameisen-Kolonie ist somit ein stigmergisches System.

Aufbauend auf dieser Idee sollen Akteure über einfache Steuerungslogik die in der Umgebung hinterlegten Affordanzen (die von einem Gegenstand – offensichtlich vorhandene oder tatsächlich gegebene – angebotene Gebrauchseigenschaft für Subjekte) abarbeiten, wodurch dezentral ein vorgegebenes Gesamtziel erreicht wird.

Aus Anwendersicht soll die erforschte Methodik zur Reduktion von Komplexität in der Entwicklung und im Betrieb von IT-Systemen beitragen. Dabei soll die Plattform nicht von einem einzigen Unternehmen betrieben werden, sondern aus einer Menge von Technologiestandards und Konventionen bestehen, welche die digitale Teilhabe einer großen Zahl von unterschiedlichsten Firmen ermöglichen. 

Neben der Erforschung der Methodik sind weitere Ziele von MOSAIK die Entwicklung einer Laufzeitumgebung als Open Source Angebot und Vorarbeiten zur Standardisierung der Methodik sowie deren prototypischer Einsatz in der Praxis.

Das MOSAIK Statusmeeting am 15. und 16. September 2021

Wir als Konsortium treffen uns nach wie vor alle zwei Wochen zu unserem Bi-Weekly – einer  Videokonferenz, in der wir uns zu aktuellen Aufgaben, unserem Arbeitsstand sowie Fragen austauschen. Für einen intensiveren Austausch und detaillierte Updates zu den einzelnen Arbeitspaketen kommen wir alle paar Wochen zu einem Statusmeeting zusammen, das jeweils von einem der teilnehmenden Projektpartner organisiert bzw. “gehostet” wird. Dieses Mal haben wir uns in Magdeburg getroffen, genau genommen im großen Saal des Otto-von-Guericke-Museums, direkt an der Elbe. #

Wie die Agenda zeigt, haben wir die beiden Tage des Statustreffens aufgeteilt: Der erste Tag war für unseren internen Hackathon reserviert. Das bedeutet, wir haben zunächst potenzielle Aufgaben und Problemstellungen im Zusammenhang mit mit den noch offenen Arbeitspaketen gesammelt. Im zweiten Schritt wurden verschiedene Teams gebildet, die sich jeweils einem der erarbeiteten Themen widmeten und dieses kollaborativ bearbeiteten. Die Ergebnisse des Hackathons wurden am Ende des Tages im Plenum präsentiert und abschließend dokumentiert.

Abgerundet wurde der Abend durch ein kleines Social Event: Hier haben wir uns für eine Runde Laser Tag entschieden als kleine Teambuildingmaßnahme und Kontrast zur Arbeit am Laptop. Ausklingen ließen wir den Abend mit einem gemeinsamen Abendessen.

Am zweiten Tag standen die aktuellen Arbeitsergebnisse im Fokus. Konkret ging es darum, Updates aus den einzelnen Arbeitspaketen zu präsentieren. Um einen Überblick zu erhalten, wie der Bearbeitungsstand der jeweiligen Arbeitspakete ist, haben die entsprechenden Teams ihre Updates in kurzen Präsentationen vorgestellt. Dabei ging es insbesondere um abgeschlossene Arbeitspakete bzw. Teilaufgaben, um unseren Arbeitsstand zu synchronisieren. Herr Böttge vom Bundesministerium für Bildung und Forschung war am zweiten Tag ebenfalls anwesend, um sich ein Bild über den Projektverlauf zu verschaffen und den Teams konstruktives Feedback für die Weiterarbeit und den Projektabschluss zu geben. 

Zur Erläuterung: Um komplexe Projekte beherrschbar zu machen, ist es wichtig, das große Ganze so herunterzubrechen, dass plan- und kontrollierbare Einheiten – die sogenannten Arbeitspakete – entstehen. Basis hierfür ist der Projektstrukturplan, den wir zu Beginn des MOSAIK Projekts gemeinsam definiert haben. Letztlich ist der Projektstrukturplan die Anleitung, wie die einzelnen Arbeitspakete (ähnlich wie Puzzlestücke) im Projekt zusammengehören, um am Ende ein vollständiges Bild zu ergeben.

Die MOSAIK Arbeitspakete

Im Folgenden wollen wir kurz auf die Arbeitspakete des MOSAIK Projekts eingehen, also womit wir uns auseinandersetzen und wer an den jeweiligen Themen und Aufgaben arbeitet.

AP 1: Bedarfsermittlung, Szenarien und Anforderungen

Hier geht es um die Erhebung und Dokumentation der Bedarfe im Bereich Industrieautomation und Prozessmanagement. Dabei werden Kundenanforderungen sowie Erfolgskriterien für die zu entwickelten Verfahren und Methoden aufgenommen und visualisiert, sodass Anforderungen im Projekt und außerhalb des Projekts verständlich und zugänglich kommuniziert werden können. Außerdem erfolgt ein Abgleich der industriellen Anforderungen in Hinblick auf Gesamtarchitektur sowie der Konzepte von Selbstorganisation.

An diesem Arbeitspaket arbeiten BOSCH, NETSYNO, die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.

AP 2: Vereinheitlichte Technologiestruktur basierend auf der Aktualisierung der Erkenntnisse zum Stand der Technik

Das umfassende Wissen der Projektpartner zum Stand der Technik in den Bereichen Selbstorganisation, Interwoven Systems, Stigmergie, Webtechnologien, Wissensrepräsentation, Prozessmodellierung, Agenten und Simulation wird in dem Arbeitspaket 2 aktualisiert und gesichert. Das bedeutet, alle Konsortialpartner werden auf den gleichen Wissensstand gebracht. Darüber hinaus werden die bei den Projektpartnern vorhandenen Technologien strukturiert und auf einen einheitlichen Stand gebracht, damit die Technologien im weiteren Verlauf des Vorhabens anwendbar sind. 

An diesem Arbeitspaket arbeiten das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz und die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.

AP 3: Entwicklung Konzepte Stigmergie und Selbstorganisation

Dieses Arbeitspaket befasst sich mit den methodischen Grundlagen des Organic Computing. Organic Computing bezeichnet eine interdisziplinäre Forschungsinitiative mit dem Anliegen, ein besseres Verständnis organischer Strukturen zu gewinnen und dem Entwicklungsziel einer organisch strukturierten Informationstechnologie. Ein „organischer Computer“ ist definiert als ein selbst-organisierendes System, das sich den jeweiligen Umgebungsbedürfnissen dynamisch anpasst. Organische Computersysteme haben sog. „Self-x-Eigenschaften“: Sie sind selbst-konfigurierend, selbst-optimierend, selbst-heilend, selbst-erklärend und selbst-schützend. Als Input für das Arbeitspaket 3 werden die Szenarien aus AP 1 und AP 2 genutzt und die entwickelten Methoden werden dann als Input für AP 5 und AP 6 (und teilweise AP 4) vorbereitet. 

An diesem Arbeitspaket arbeiten die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz.

AP 4: Entwicklung Laufzeit- und Simulationsumgebung 

Zur detaillierten Ausführung der einzelnen Komponenten wird eine Laufzeitumgebung entwickelt. Außerdem werden zur Simulation die Szenarien in ausgewählten Simulationsumgebungen dargestellt, simuliert und analysiert. Zur Darstellung und Kommunikation werden entsprechende Darstellungsformen entwickelt.

An diesem Arbeitspaket arbeiten das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz und die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.

AP 5: Umsetzung der Szenarien und Evaluation

Die Szenarien sowie die entwickelten Laufzeit- und Simulationsumgebungen werden zusammengeführt und umgesetzt. Außerdem werden die umgesetzten Szenarien bei den Anwendungspartnern und deren Partnern und Kunden evaluiert und die Ergebnisse dokumentiert.

An diesem Arbeitspaket arbeiten BOSCH, NETSYNO und die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg.

AP 6: Verbreitung und Standardisierung

Das Ziel von Arbeitspaket 6 ist die nachhaltige und praktische Verankerung der entwickelten Methoden und Verfahren auf der Anwenderseite. Dazu werden die Projektergebnisse, inklusive der Ergebnisse der Evaluation aus Arbeitspaket “AP 5 Umsetzung der Szenarien und Evaluation”, zur Verbreitung und Ansprache weiterer Branchen aufbereitet. Der Standardisierungsprozess bezüglich der entwickelten Schnittstellen und Datenrepräsentationen wird gestartet. Es werden passende akademische und praktische Gremien evaluiert, um die Ergebnisse des Projekts einzubringen und diese dort in die bestehenden Prozesse zu implementieren.

An diesem Arbeitspaket arbeiten BOSCH, NETSYNO und die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.

Wie geht es weiter?

Wir befinden uns aktuell in den letzten Zügen des nun schon rund drei Jahre laufenden Forschungsprojekts. Unser Fokus liegt aktuell auf der Zusammenführung unserer Ergebnisse und Entwicklungen sowie deren Evaluation und Verbreitung. Unser nächstes und abschließendes Statustreffen wird am 07. und 08. Juni 2022 in Magdeburg stattfinden.

Haben Sie Fragen?

Sie haben Fragen, Anregungen oder möchten mehr über das MOSAIK-Projekt erfahren? Schreiben Sie uns gern! Sie erreichen unsere Ansprechpartnerin Gianna Reich unter gr@netsyno.com.

Das Projekt MOSAIK wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (Förderkennzeichen: 01|S18070 A-E)