Informatiker und Ingenieure realisieren innovative Funktionen von cyber-physischen Systemen durch die Vernetzung von vormals unabhängigen Systemen. Die Entwicklung dieser Systeme wird schwieriger, weil die Systemkomplexität, die Menge an sicherheitskritischer Software, die Heterogenität der verwendeten Plattformen und der Vernetzungsgrad stetig ansteigen. Jedoch bedienen existierende modellgetriebene Entwicklungsansätze die verschiedenen Bedürfnisse der beteiligten Informatiker und Ingenieure während der verschiedenen Entwicklungsaufgaben nicht effizient genug.

Die Dissertation fokussiert sich auf die Konstruktionsschritte Validierung der Systemintegration, Zuordnung von Systemressourcen und auf die Implementierung. Siestellt einen durchgängig modellgetriebenen Entwicklungsansatz für interagierende cyber-physische Systeme vor, welche durch heterogene, verteilte Software und Hardwareplattformen gekennzeichnet sind. Der entwickelte Ansatz beinhaltet Verfahren für die Systemintegrationsvalidierung mittels „Model-in-the-Loop“ Simulation, die automatische Softwareverteilung, welche durch Entwurfsanforderungenstark beschränkt ist und die generative Softwarekonstruktion.

Dementsprechend stellt der Ansatz die Systemsicherheit in Bezug auf systematische Fehler während der verschiedenen Entwicklungsaufgaben sicher. Er ermöglicht Informatikern und Ingenieuren Entwurfs- und Implementierungsfehler frühzeitig zu entdecken und im Folgenden systematisch zu vermeiden. Hierdurch verbessert der Ansatz die Zuverlässigkeit der Systeme während ihres Betriebs. Die Ergebnisse wurden erfolgreich in den Entwicklungsansatz MechatronicUML integriert und als Open Source Software veröffentlicht (www.mechatronicuml.org).