Resilienz (Ingenieurwissenschaften)
Resilienz (von lateinisch resilire: zurückspringen, abprallen, nicht anhaften) bezeichnet in den Ingenieurwissenschaften[1] die Fähigkeit von technischen Systemen, bei Störungen bzw. Teil-Ausfällen nicht vollständig zu versagen, sondern wesentliche Systemdienstleistungen aufrechtzuerhalten. In einem Teil der Literatur wird Resilienz weiter verstanden. Dort geht es um die Realisierung eines neuen Systemzustands, der gegenüber dem Ausgangszustand ein sogar verbessertes Systemverhalten aufweist. So verstanden, beinhaltet Resilienz eine inhärente Lern- und Entwicklungsfähigkeit von Systemen.[2]
Konzepte
In der Allgemeinen Systemtheorie bezeichnet Resilienz die Fähigkeit eines komplexen Systems, trotz massiver externer oder interner Störungen wieder in den Ausgangszustand zurückzukehren. Technische Systeme werden dann als resilient bezeichnet, wenn sie auch beim Auftreten innerer und äußerer Ausfälle und Störungen die angeforderten Systemleistungen aufrechterhalten.[3][4]
Hieraus hat eine Gruppe um Arnim von Gleich das Leitkonzept „Resiliente Systeme“ abgeleitet. Es orientiert den Entwurf und die Gestaltung technischer Systeme auf die Vermeidung größerer Systemzusammenbrüche.[4] Zur Bewältigung dieser Aufgabe sind Strukturen (sozio-)technischer Systeme zu stärken. Dazu ist ein neuartiges Verständnis der Ingenieurwissenschaften im Sinne eines „Resilience Engineering“ erforderlich;[5] zugleich wird eine interdisziplinäre Offenheit und Verknüpfung mit anderen relevanten Wissenschaften wie den Wirtschafts- und Gesellschaftswissenschaften gefordert.[6]
Methoden
Mögliche Methoden zur Schaffung von Resilienz sind
- Verteilte Systeme
- Redundanzplanung
- Adaptive Systeme
- Adaptive Programmierung
- Steuerung unter Verwendung von KI
Beispiele
- Unterbrechungsfreie Stromversorgung sorgt für Energie bei Ausfall der primären Stromversorgung.
- Flugzeugtriebwerke – Obwohl ein Triebwerk für die Flugfähigkeit genügt, sind zwei gefordert.
- Im Schiffbau werden Schiffe in durch Schotts getrennte Sektionen unterteilt um bei einem Leck ein Kentern zu verhindern.
- Das Internet hat seine Wurzeln im DARPA-Netz, das bei Störung von Kommunikationswegen alternative Wege bieten sollte.
Siehe auch
Literatur
- Klaus Thoma: Resilien-Tech: »Resilience-by-Design«: Strategie für die technologischen Zukunftsthemen, Herbert Utz Verlag, 2014
- Nariman Valizadeh, Conrad R. Zorn, Asaad Y. Shamseldin. Evaluating the technical resilience of stormwater systems to flooding. Stormwater Conference (2016)
- Susara E. van der Merwe, Reinette Biggs, Rika Preiser. A framework for conceptualizing and assessing the resilience of essential services produced by socio-technical systems. Ecology and Society 23:2:12 (2018)
Weblinks
- Resiliente Wertschöpfung (Fraunhofer IPA)
- Sozio- technische Resilienz (ETH Zürich)
- Resilienz von Gebäuden und Siedlungen im Klimawandel (Symposium 2015)
Einzelnachweise
- ↑ B. Scharte, K. Thoma: Resilienz - Ingenieurwissenschaftliche Perspektive. In: http://www.emi.fraunhofer.de/en.html . Fraunhofer EMI. Abgerufen am 2. September 2016.
- ↑ Deutschlands Zukunft als Produktionsstandort sichern - Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0. 2. Oktober 2012, abgerufen am 30. Oktober 2020. (Seite 15: Die Smart Factory beherrscht Störeinflüsse)
- ↑ Brand, F.S. (2005): Ecological Resilience and its Relevance within a Theory of Sustainable Development. UFZ-Report 03/2005
- ↑ a b Gleich, A. von; Gößling-Reisemann, S.; Stührmann, S.; Woizescke, P. (2010): Resilienz als Leitkonzept – Vulnerabilität als analytische Kategorie. In: Fichter, K.; Gleich, A. von; Pfriem, R.; Siebenhüner, B. (Hg.) (2010): Theoretische Grundlagen für erfolgreiche Klimaanpassungsstrategien. nordwest2050-Berichte 1, Bremen/Oldenburg, S. 13–49
- ↑ Entsprechend wird z. T. auch folgende Arbeitsdefinition genutzt: „Resilienz ist die Fähigkeit, tatsächliche oder potenziell widrige Ereignisse abzuwehren, sich darauf vorzubereiten, sie einzukalkulieren, sie zu verkraften, sich davon zu erholen und sich ihnen immer erfolgreicher anzupassen. Widrige Ereignisse sind menschlich, technisch sowie natürlich verursachte Katastrophen oder Veränderungsprozesse, die katastrophale Folgen haben.“ (nach K. Thomas/Resilien-Tech »Resilience-by-Design«: Strategie für die technologischen Zukunftsthemen, S. 17)
- ↑ Scharte, B.; Thoma, K. (2016): Resilienz - Ingenieurwissenschaftliche Perspektive. In: Wink, R., Multidisziplinäre Perspektiven der Resilienzforschung. Wiesbaden: Springer Fachmedien, S. 123–150
