Herr Zipper, wie sehr ist Ihr Alltag automatisiert?

Da muss ich gar nicht weit denken, sondern kann schon daheim anfangen: Lange Zeit standen Wasser, Strom, Telefon und Heizung für sich allein; heute sieht das schon ganz anders aus. Technische Innovationen machen es möglich, dass vernetzte infrastrukturelle Systeme die bisher nebeneinander betriebenen Einrichtungen ablösen. Modernes Wohnen heisst: Eine Wohnung soll an die individuellen Ansprüche ihrer Bewohner anpassbar sein, aber auch Ressourcen wie Energie und Wasser nachhaltig und effizient einsetzen.

Was bedeutet das für ein solches System?

Um beim Beispiel zu bleiben: Für die Wohnung bedeutet es, dass sie automatisch auf ihre Bewohner und Umgebung reagieren kann. Ist niemand zu Hause, sinkt im Winter sinnvollerweise die Raumtemperatur. Ist es draussen warm genug, braucht nicht geheizt zu werden – und das alles vorausschauend aufgrund der Wettervorhersage. Im Zeitalter des «Internets der Dinge» tauschen Geräte untereinander Daten aus und verarbeiten diese ohne menschliches Zutun. Wenn die häusliche Infrastruktur mit allen Haushaltsgeräten zu einem internetfähigen Gesamtsystem vernetzt wird, ist schliesslich die Rede von «intelligentem Wohnen» in «Smart Homes».

Welche Rolle spielt dabei das Resilience Engineering?

Der Trend der zunehmenden Automatisierung macht das Resilience Engineering zu einer notwendigen Ingenieursdisziplin. Während sich bisherige Ansätze der Risikoanalytik darauf beschränkten, die Entstehung von Fehlern zu verstehen, befasst sich Resilience Engineering mit dem Verständnis, wie komplexe Systeme trotz Störungen ihre Funktionen aufrecht erhalten können. Resilience Engineering umfasst sowohl die vernetzte Technik als auch das menschliche und organisatorische Umfeld – also das gesamte komplexe System.

Wie muss man sich diese umfassende Analyse vorstellen?

Es werden technische, organisatorische und menschliche Variablen mit ihren negativen und positiven Einflüssen auf die Funktionsfähigkeit des Systems in die Untersuchung miteinbezogen. Resilience Engineering blickt dabei stark auf die Bereitstellung von Ressourcen, um kritische Situationen abzufedern, definiert Freiräume, falls sicherheitsrelevante Entscheidungen nötig werden, und baut auf die proaktive Erkennung von Abweichungen auf. Luftfahrt, Gesundheitswesen und die Fertigungsindustrie nutzen bereits seit längerem Ansätze des Resilience Engineerings, beispielsweise zur Analyse von Flugkontrollsystemen oder in der Maschineninstandhaltung.

Und inwiefern bearbeiten Sie am Institut für Nachhaltige Entwicklung dieses Forschungsfeld?

Am Beispiel von «Smart Homes» untersuchen wir, ob durch den Übergang von getrennten zu vernetzten, automatisierten Systemen neben dem erwarteten Nutzen auch unerwartete Risiken entstehen und wie damit umzugehen ist. Wichtig ist, die vernetzte Struktur eines «Smart Homes» mit ihren Sensoren, Geräten, Rechnern und computergestützten Steuerungen, Akteuren, Prozessen und Abhängigkeiten in einem Modell abzubilden. Was geschieht bei einem kurz- oder langfristigen Stromausfall? Was kann ein Hacker-Angriff anrichten? Braucht man ein Notstromaggregat im Haus? Kommt das Wohnsystem mit Störungen oder Eingriffen zurecht? Um diese Fragen zu beantworten, sind Resilienzanalysen der geeignete Weg. Noch stehen unsere Forschungsarbeiten am Anfang. Ziel sind die Entwicklung und Anwendung praxisnaher Methoden zur Analyse komplexer Systeme für Unternehmen und die öffentliche Hand.

Weitere Informationen zum Resilience Engineering am Institut für Nachhaltige Entwicklung.