Engineering und Architekturen – Basis digitaler Innovation

Softwarebasierte Systeme sind das Rückgrat moderner Infrastrukturen. Fehlerhafte Software kann nicht nur wirtschaftliche Schäden verursachen, sondern auch die Sicherheit von Menschen gefährden. Fraunhofer FOKUS entwickelt hochwertige Architekturen und Methoden zur modellbasierten Entwicklung und Qualitätssicherung sicherheitskritischer Systeme mit dem Fokus auf Effizienz, Sicherheit und Interoperabilität.

Die folgenden Technologien und Kompetenzen beschreiben zentrale Bausteine, die in unseren Anwendungsfelder entlang von Entwurf, Entwicklung, Integration und Betrieb zum Einsatz kommen.

Technologien und Kompetenzen für forschungsnahe Beratung und Entwicklung

Softwaretesten & Qualitätssicherung

Systematisches Testen stellt Softwarequalität sicher und minimiert technische Risiken. Moderne Testverfahren ermöglichen zuverlässige Systeme und Zertifizierungsprozesse.

  • Modellbasierte Testentwicklung & Testautomatisierung
  • Fuzzing zur Prüfung auf Fehlertoleranz und Stabilität
  • Testdesign für funktionale Sicherheit (Safety)
  • Qualitätsbegleitung über den Entwicklungszyklus

Modellbasierte Entwicklung & Tool-Integration

Modellbasierte Methoden automatisieren Entwicklung und erhöhen Nachvollziehbarkeit. Integrierte Toolchains sichern Konsistenz und Qualität komplexer Systeme.

  • Entwicklung modellbasierter Software- und Systemarchitekturen
  • Integration heterogener Werkzeuge mit ModelBus®
  • Qualitätsanalyse und Metriken mit Metrino
  • Automatisierung von Entwicklungsaufgaben und Konsistenzsicherung

Formale Verifikation & Sicherheitsarchitekturen

Mathematisch fundierte Verfahren belegen Korrektheit sicherheitskritischer Systeme. Architektur‑Optimierungen erhöhen Robustheit in regulierten Domänen.

  • Entwicklung und Anwendung formaler Verifikationsmethoden
  • Beratung zu Spezifikationen und automatisierten Verifikationsprozessen
  • Optimierung von Sicherheits- und Systemarchitekturen
  • Einsatz in Safety- und Security-relevanten Domänen

Testautomatisierung & Standardisierung

Automatisierte Testtechniken und internationale Standards sichern Interoperabilität. Sie ermöglichen verlässliche Software in Kommunikations‑ und KI‑Anwendungen.

  • Modellbasierte Testfallgenerierung mit TTCN-3 und UML Testing Profile (UTP)
  • Entwicklung und Anwendung von Teststandards (z. B. ETSI, ISO, AUTOSAR)
  • Testautomatisierung für Kommunikationssysteme und KI-basierte Anwendungen

Microservices & serviceorientierte Architekturen

Modulare Architekturen unterstützen Skalierung und Wiederverwendung. Microservices erleichtern Integration, Wartbarkeit und kontinuierliche Weiterentwicklung.

  • Microservice- und Cloud-Plattformen
  • Entwicklung komponentenbasierter SOA-Architekturen
  • Architekturmanagement und Geschäftsprozessmodellierung
  • Begleitung von Ausschreibungen und Systemeinführungen

Smart City & IoT-Architekturen

Vernetzte, sichere und offene Architekturen für digitale Städte: IKT-Referenzarchitekturen für urbane Räume und sichere IoT-Systeme fokussieren auf Interoperabilität, Datenschutz und Standardisierung.

  • Smart City-Referenzarchitekturen (z. B. oupPLUS)
  • Integration offener Schnittstellen und Datenstandards
  • Entwicklung von und Zertifizierungsmethoden für IoT-Architekturen (Security-by-Design)

KI-gestützte Softwareentwicklung

KI‑Methoden automatisieren Entwicklungs‑ und Testschritte und steigern Effizienz. Validierung und Risikoanalysen fördern zuverlässige, nachvollziehbare Softwareprozesse.

  • Automatisierung von Entwicklungs- und Testprozessen mit GenAI
  • Integration von ML in sicherheitskritische Architekturen
  • Validierung und Zertifizierung von KI-Systemen
  • Risikoanalysen und Absicherung von KI-gestützten Anwendungen

Architekturen für kritische Infrastrukturen

Robuste Softwarearchitekturen erfüllen höchste Anforderungen an Sicherheit und Verfügbarkeit und unterstützen verlässliche Systeme in KRITIS‑Bereichen.

  • Entwicklung und Validierung sicherheitskritischer Softwarearchitekturen
  • Anwendung von AUTOSAR-Standards in Automotive und Bahn
  • Unterstützung bei funktionaler Sicherheit (Safety) und Security
  • Begleitung über den gesamten Entwicklungszyklus

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