Abteilung Resilienz maritimer Systeme
Welcher Sicherheitsstatus von maritimen Infrastrukturen wie Offshore-Anlagen, Häfen oder Schiffen bereits erreicht wurde und ob er sich weiter verbessern lässt, sind einige der Fragestellungen, die im Fokus der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten der Abteilung „Resilienz maritimer Systeme“ stehen. Im letzten Jahrhundert hat die Komplexität maritimer Infrastrukturen rasant zugenommen, sie bestehen mittlerweile aus einer Vielzahl von technologischen und sozio-technischen Subsystemen, sind selbst Komponente in übergeordneten Systemen und werden auf vielfältigste Art und Weise durch das Wirken, die Interessen und die Bedürfnisse der Menschen beeinflusst.
Das Institut strebt im Dialog mit den verschiedensten Stakeholdern eine eindeutige Spezifikation von zu erfüllenden Sicherheits- und Schutzzielen für die maritimen Infrastrukturen an. Diese leiten sich aus den originären Aufgaben der Infrastruktur (z. B. resiliente Stromerzeugung) ab, reflektieren die verschiedensten Sicherheitsinteressen (z. B. Verkehrssicherheit im Hafen), oder sind eine vorausschauende Antwort auf sich verändernde Gefährdungslagen (z. B. Klimawechsel, Kriminalität, Terrorismus). Wegen ihrer Komplexität wird die Sicherheit maritimer Infrastrukturen durch technologische, humane, organisatorische als auch regulative, legislative und administrative Faktoren bestimmt, deren Abhängigkeiten und Wechselwirkungen sich nicht durch einfache kausale Beziehungen beschreiben lassen. Auch ist in den Sicherheitsbetrachtungen der Mensch unbedingt zu berücksichtigen. Mit der Weiterentwicklung des Resilienz-Ansatzes, der systemischen Modellierung von Sicherheits- und Schutzaspekten in ihren Abhängigkeiten, Wechselwirkungen und Zeitverhalten, sowie in der Anwendung auf maritime Infrastrukturen, wird das Ziel verfolgt, Betriebs- und Angriffssicherheit effektiv und effizient zu gewährleisten. Mit unseren Analysen und konzeptionellen Entwicklungen sollen maritime Infrastrukturen zukünftig in die Lage versetzt werden, negative Veränderungen frühzeitig und eigenständig zu erkennen, um wirksame Maßnahmen zu initiieren, mit denen sich entstehende Gefährdungen abwehren lassen, potenzielle Schäden minimiert werden sowie ein effizienter Wiederaufbau nach Störfällen realisierbar wird.
Unser junges Team an Wissenschaftler/innen, Ingenieuren/innen sucht für die Umsetzung der geplanten Forschungs- und Entwicklungsarbeiten weitere, engagierte Mitarbeiter/innen (offene Stellen im Institut) sowie Diplomanden/innen und Werkstudenten/innen, die uns bei interessanten Aufgaben unterstützen.
Gruppe Systemanalyse
Die Arbeiten der Gruppe fokussieren sich auf die Analyse von maritimen Infrastrukturen hinsichtlich des erreichten Sicherheits- und Schutzstatus im jeweiligen Gesamtsystem. Dafür werden Modelle der Infrastrukturen auf systemischer, funktionaler wie prozeduraler Ebene entwickelt, mit denen eine qualitative und soweit möglich eine quantitative Beschreibung, Spezifikation und Validierung von zu erreichenden Sicherheitszielen sowohl statistisch als auch mit Hilfe von Echtzeitmonitoren machbar wird. Das Bestimmen dafür geeigneter Key Performance Indicators (KPI), ihre Parametrisierung mit realen Daten sowie ihre Nutzung zur Detektion von bestehenden und sich entwickelnden Gefahren sind analytisch als auch methodisch zu entwickeln. Übergeordnetes Ziel ist es, resilienzkritische Bereiche zu identifizieren sowie technologische als auch soziotechnische Ansätze zur Verbesserung der Resilienz zu bestimmen.
Gruppe Systemdesign
Störungen und Angriffe sind Ereignisse, deren Ursachen sowohl innerhalb als auch außerhalb der Systemgrenzen liegen können und die ein reibungsloses Funktionieren der maritimen Infrastrukturen mit der gewünschten Performanz erschweren oder gar verhindern. Im Mittelpunkt der Entwicklungsarbeiten der Gruppe Systemdesign stehen Konzepte, mit denen es möglich wird, durch geeigneten Einsatz von proaktiven als auch reaktiven Maßnahmen auf systemischer, funktionaler, und prozeduraler Ebene die Resilienz des Infrastruktursystems zu gewährleisten, zu erhalten oder auch an Veränderungen anzupassen. Herausforderungen, die in diesem Kontext gemeistert werden müssen, sind neue Bedrohungen sowie die Interdependenz von verschiedenartigen Bedrohungstypen.
Gruppe Analyse-, Entwicklungs- und Verifikationsumgebung
Maritime Infrastrukturen sind komplexe, technologische als auch soziotechnische Systeme. Sie müssen systemisch, funktional, und prozedural nachgebildet werden, um interne als auch externe Veränderungen – ob gewollt oder ungewollt – in ihren Wechselwirkungen als auch positiven wie negativen Auswirkungen untersuchen zu können. In Zusammenarbeit mit den Gruppen Systemanalyse und Systemdesign muss das aufzubauende Framework die digitalen Zwillinge der betrachteten Infrastrukturen enthalten, auf deren Grundlage verschiedenste Sicherheits- und Schutzaspekte sowohl analytisch als auch konzeptionell nachgebildet und bewertet werden können. In diesem Kontext ist die Entwicklung von parametrisierten Modellen zur Darstellung des Sicherheits- und Schutzstatus (sowohl statistisch als auch in Echtzeit) sowie ihre Verifikation mit realen Daten eine wesentliche Entwicklungsaufgabe. Diese Modelle bilden auch die Basis für die Lageerfassung maritimer Infrastrukturen in (R)echtzeit®.