Military watercraft with sensors

Description of equivalent WO 2021144206 A1

0001Militärisches Wasserfahrzeug mit Sensoren

0002B e s c h r e i b u n g

0003Gebiet

0004Die Erfindung betrifft ein militärisches Wasserfahrzeug, insbesondere ein militäri sches Wasserfahrzeug mit Sensoren zur Erfassung von Messwerten.

0005Hintergrund

0006Militärische Wasserfahrzeuge sind oftmals hochkomplexe Systeme, die für spezifi sche Einsatzzwecke entwickelt wurden und über eine Vielzahl von Komponenten teils unterschiedlicher Hersteller verfügen. Im Vergleich zu zivil genutzten Wasser fahrzeugen zeichnen sich militärische Wasserfahrzeuge oftmals durch eine ver gleichsweise kleine Stückzahl, hohe Komplexität, hohe Anzahl an verwendeten Fahrzeugkomponenten und hohe Schutzbedürftigkeit von fahrzeugbezogenen Da ten aus. Die Zusammensetzung der Fahrzeugkomponenten ist also oftmals sehr heterogen und es ist angesichts der Vielzahl und Integrationsdichte an Komponen ten und Herstellern nicht immer möglich, das Zusammenspiel der einzelnen Kom ponenten für jedes denkbare Einsatzszenario umfassend zu testen. Hinzu kommt die Tendenz der Hersteller der Fahrzeugkomponenten, Messwerte, die durch kom ponenteninterne Sensoren erfasst wurden, geheim zu halten um zu verhindern, dass Dritte dieses Wissen nutzen könnten, um die Fahrzeugkomponente nachzu bauen oder zu „hacken“. Diese Umstände stellen also erhebliche technische Hemmnisse für eine Integration der Fahrzeugkomponenten von militärischen Wasserfahrzeugen dar.

0007Die deutsche Patentanmeldung DE 102008025803 A1 beschreibt eine Schiffs brennkraftmaschine mit einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung und/oder Rege lung des Betriebs der Schiffsbrennkraftmaschine. Die Steuerungseinrichtung be stimmt auf Grundlage der Position des Schiffs Sollbetriebsparameter für die Schiffs brennkraftmaschine.

0008Die deutsche Patentanmeldung DE 102011 086355 A1 beschreibt ein Waffensys tem zur Objektabwehr, insbesondere zum Einsatz auf Handelsschiffen, umfassend: mindestens eine Rohrwaffe, eine Schussauslösungs-Einrichtung, ein Sensorsystem zum Erfassen von Daten, insbesondere Umgebungs- und/oder Ziel-Daten, und ein Autorisierungssystem. Das Autorisierungssystem ist dabei dazu eingerichtet, die Schussauslösungs-Einrichtung abhängig von dem Empfang eines Freigabesignals freizugeben oder zu sperren.

0009Die deutsche Patentanmeldung DE 31 50 895 A 1 beschreibt ein Kampfschiff mit über elektronische Steuergerate verbundenen Anlagen. Bei dem Kampfschiff mit steuernden und gesteuerten Anlagen sind elektronische Steuergeräte vorgesehen, die aus von der zugeordneten steuernden Anlage kommenden Rohinformationen Steuersignale für die zugeordneten gesteuerten Anlagen bilden. Die elektronischen Steuergeräte weisen für jede zugeordnete gesteuerte Anlage eine Korrekturstufe zur Modifizierung dar gebildeten Steuersignale in Abhängigkeit von einem Bettungs fehler der betreffenden gesteuerten Anlage und/oder der das Steuergerat beauf schlagenden steuernden Anlage auf. Es sind weiter Speicher für die Bettungs fehlerwerte in Abhängigkeit von der Horizontalwinkellage der gesteuerten Anlage und/oder der steuernden Anlage vorgesehen.

0010Die US-Patentanmeldung US 2008 / 0 120 620 A 1 beschreibt die Verwendung ei ner „offenen Softwarearchitektur“ für die Navy-Flotte.

0011Die US-Patentanmeldung US2018/0304969A1 beschreibt ein Schiff mit einem Pro peller montiert an einer drehbaren Welle und ein Verfahren zur Umwandlung der Leistung einer rotierenden Welle in Schub um das Schiff über das Wasser zu trei ben. Das Verfahren umfasst die Beschaffung von Messwerten, die für die Wellen leistung beschreibend sind, eine Schätzung zweier überschüssigen Wellenleistun gen verursacht durch Verschmutzung des Propellers und durch Verschmutzung des Schiffsrumpfes, und Ausgabe eines Hinweises auf die Propellerreinigung und/oder Rumpfreinigung in Abhängigkeit von den geschätzten überschüssigen Wellenleis tungen.

0012Die US-Patentanmeldung US2019/0176945A1 beschreibt eine Bewegungssteue rung eines Schiffes in einer Art und Weise, die Leistung und Geräuschemission op timal ausgleicht.

0013Die US-Patentanmeldung US 2006 / 0058929 A 1 beschreibt ein Verfahren zum Verifizieren eines Kontrollsystems eines Schiffes, in dem das Steuersystem in sei nem Betriebszustand Sensorsignale von Sensoren empfängt und als Antwort Steu ersignale an Aktoren sendet, um eine gewünschte Position, Geschwindigkeit, Kurs oder anderes beizubehalten.

0014Die US-Patentanmeldung US 2018 / 0356826 A 1 beschreibt ein System und Ver fahren zur Erleichterung von Entscheidungen auf einem Wasserfahrzeug. Das Ver fahren umfasst: Erfassung von Umgebungsdaten der Umgebung, in der sich das Wasserfahrzeug befindet; Erzeugung einer Vielzahl von digitalen Modellen, die je weils eine Auswirkung der Umwelt auf eine entsprechende Fähigkeit des Wasser fahrzeugs modellieren; unter Verwendung der Umweltdaten und der digitale Model le, Modellieren einer Auswirkung der Umgebung auf die Fähigkeiten des Wasser fahrzeugs und Erstellen einer Risikobewertung für eine ausgewählte Aktion.

0015Die Veröffentlichung ANDO, Hideyuki: Smart ship application platform project (SSAP Project). In: Sea Japan 2014, Environmental Technology Seminar, 11. April 2014, 11 S. URL: https://www.mlit.go.jp/common/001039009.pdf tabgerufen am 2020-07-20] beschreibt Anwendungsdienste im Kontext eines „Smart Ships“, um einen optimalen Schiffsbetrieb im Hinblick auf Sicherheit und Energieeffizienz zu erreichen. Zusammenfassung

0016Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes militärisches Wasser fahrzeug zur Verfügung zu stellen.

0017Die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben werden jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die im Folgenden aufgeführten Ausfüh rungsformen sind frei miteinander kombinierbar, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen.

0018In einem Aspekt betrifft die Erfindung ein militärisches Wasserfahrzeug.

0019Das militärische Wasserfahrzeug beinhaltet mehrere Fahrzeugkomponenten, die jeweils ein oder mehrere Sensoren beinhalten. Zumindest einige der Fahrzeugkom ponenten gehören zu einem Waffensystem, einer Antriebseinheit und einem Navi gationssystem. Die Sensoren sind zur Erfassung von Messwerten ausgebildet, wo bei die Messwerte Betriebszustände der Fahrzeugkomponente, die den die Mess werte erfassenden Sensor beinhaltet, und/oder Zustände des Wasserfahrzeugs o- der seiner Umgebung angeben.

0020Das militärische Wasserfahrzeug beinhaltet ferner eine Datenbank. In der Daten bank ist eine Historie von Messwerten der Sensoren in Verbindung mit einem Zeit stempel persistent und geschützt gespeichert.

0021Das militärische Wasserfahrzeug beinhaltet ein elektronisches Automatisierungs system. Das Automatisierungssystem ist ausgebildet zur automatischen und/oder semi-automatischen Steuerung von zumindest einer der Fahrzeugkomponenten in Echtzeit in Abhängigkeit von den Messwerten und/oder in Abhängigkeit von einer Nutzereingabe eines Nutzers, die in Antwort auf eine Ausgabe der Messwerte über eine Benutzerschnittstelle erfolgt.

0022Dies kann vorteilhaft sein, da ein derart ausgebildetes Wasserfahrzeug die von den Sensoren erfassten Messdaten in zweifacher Weise nutzt: zum einen werden die Messdaten dazu verwendet, direkt oder indirekt das Automatisierungssystem und damit dessen Kontrolle über einzelne Fahrzeugkomponenten zu beeinflussen. Bei spielsweise können die erfassten Messwerte direkt als Input an das Automatisie rungssystem weitergeleitet werden. Zusätzlich oder alternativ dazu können die Messwerte oder zumindest einige von diesen einem Nutzer angezeigt werden, so- dass dieser auf Basis dieser Messwerte entscheiden kann, wie das Automatisie rungssystem bedient werden muss. Eine erste Verwendung der jeweils aktuell gülti gen Messdaten besteht also in der Beeinflussung der Steuerung der Wasserfahr zeugkomponenten in Echtzeit. Zum anderen werden die Messdaten zusätzlich in einer Datenbank gespeichert. Dies geschieht so, dass der zeitliche Verlauf der Er zeugung der Messdaten (die „Historie“ der Messwerte) der Datenbank entnehmbar ist, z. B. anhand der Zeitstempel (vorzugsweise UTC bzw. standortunabhängig und eindeutig), die jeweils den Zeitpunkt der Erfassung eines Messwerts angeben. Dass die Messdaten persistent in einer Datenbank gespeichert werden erlaubt es, auto matisch mit der Zeit eine Datenbasis zu erschaffen, durch deren Analyse komplexe Abhängigkeiten und Wechselwirkungen mehrerer Fahrzeugkomponenten bzw. de ren Zuständen (Temperatur Motor, Drehzahl Turbine, Vibration eines Ruders) unter Berücksichtigung von Umgebungsparametern (Temperatur, Luftfeuchte, Druck, Tie fe, geographische Position) in Erfahrung gebracht werden können. Beispielsweise kann der Inhalt der Datenbank als Trainingsdatensatz verwendet werden, um einen Machine-Learning Algorithmus auf Basis dieser Daten zu trainieren. Im Ergebnis können also verborgene , nicht offensichtliche oder technisch indirekt erkennbare Zusammenhänge und Wechselwirkungen ermittelt werden, und das im Prinzip auf eine für jedes Fahrzeug individuelle Weise, was besonders im militärischen Bereich mit geringen Stückzahlen und vielen Sonderanfertigungen von hoher Relevanz ist.

0023Die Messwerte werden geschützt in der Datenbank gespeichert, was bedeutet, dass diese mittels sicherheitstechnischer Maßnahmen vor dem Zugriff durch Unberech tigte geschützt sind, z.B. durch Verschlüsselung oder Verhinderung von anonymem Zugriff durch Vergabe von Zugriffsrechten.

0024Somit ist es möglich, im Prinzip sämtliche auf einem Wasserfahrzeug anfallenden Messwerte, die von verschiedenen Fahrzeugkomponenten und von verschiedenen Herstellern kommen können, digital zu erfassen und sowohl für die Kontrolle des Fahrzeugs in Echtzeit zu verwenden als auch zur nachträglichen Analyse einer His torie der von den Sensoren (egal ob in der Automation verfügbar oder nicht) eines Wasserfahrzeugs erfassten digitalen Messwerte. Die Betreiber des Wasserfahr zeugs haben also die Möglichkeit, auf Basis der in der Datenbank gespeicherten Historie und optional unter der Verwendung eigener Analysetools wertvolles Wissen über ein individuelles Wasserfahrzeug zu erlangen, auch wenn die Daten von einer komplexen, heterogenen Umgebung aus Fahrzeugkomponenten und Sensoren ver schiedener Hersteller stammen. Da die Messwerte verschiedener Sensoren ver schiedener Fahrzeugkomponenten in einer einzigen Datenbank gespeichert wur den, sind diese den verschiedensten multivariaten Analysen zugänglich, wie diese z.B. im Kontext von Big-Data verwendet werden. Der Zeitstempel, der z.B. als UTC Zeitstempel ausgebildet sein kann, erlaubt es, die verschiedenen Messwerte ein deutig zueinander und optional auch zu den Zeitpunkten, an welchen Steuerbefehle an Fahrzeugkomponenten oder Sub-Komponenten gesendet wurden, in Beziehung zu setzen.

0025Ausführungsformen der Erfindung ermöglichen also eine einheitliche Verwendung und Analyse aller anfallenden/erfassbaren digitalen Daten, die bei den immer kom plexer werdenden Plattformen, Anlagen und Systemen an Bord eines militärischen Wasserfahrzeugs anfallen bzw. erfasst werden können, und ermöglichen dadurch eine reibungsfreie Integration, Installation, Inbetriebnahme und langjährigen Betrieb des Fahrzeugs und seiner Komponenten.

0026Ausführungsformen der Erfindung können insbesondere im militärischen Bereich hilfreich sein, da die Detailkenntnisse der Nutzer von einzelnen Fahrzeugkompo nenten oft gering oder in militärischen Belastungssituationen nicht zuverlässig ab rufbar sind. Tendenziell werden die Fahrzeuge und Komponenten immer komplexer und die Besatzungsstärke immer geringer (bis hin zu einer Besatzungsstärke von Null, was einer völlig autonomen Fahrzeugsteuerung entspricht). Die Erfassung und Speicherung der Sensordaten in der Datenbank kann diese Nachteile kompensie ren. Nach Ausführungsformen der Erfindung umfasst das Wasserfahrzeug mehrere (mindestens zwei) zu einem Rechnerverbund miteinander vernetzte Computer, die im Verbund als Host so Zusammenarbeiten, dass zumindest eine Instanz der Da tenbank bereitgestellt wird. Es ist auch möglich, dass einige oder alle Daten der Da tenbank in redundanter Weise auf den mehreren Computersystemen gespeichert sind, z.B. indem mehrere Instanzen der Datenbank einschließlich einiger oder aller Daten der Datenbank auf den mehreren Computern erzeugt werden.

0027Nach Ausführungsformen umfasst das Wasserfahrzeug eine Containerverwaltungs software die konfiguriert ist zur automatisierten Bereitstellung, Skalierung und Ver waltung („Orchestrierung“) mindestens eines Containers auf mindestens einem der Computer auf eine Weise, dass dieser mindestens eine Computer als Hostsystem für den mindestens einen Container dient, wobei der zumindest eine Container Pro gramme, die innerhalb dieses Containers laufen von Programmen, die außerhalb dieses Containers laufen, isoliert. Vorzugsweise orchestriert die Containerverwal tungssoftware mehrere Container auf einem oder mehreren Computern.

0028Das Wasserfahrzeug umfasst nach Ausführungsformen der Erfindung mehrere zu einem Rechnerverbund miteinander vernetzte Computer und eine Containerverwal tungssoftware. Die Containerverwaltungssoftware ist konfiguriert zur automatisierten Bereitstellung, Skalierung und Verwaltung („Orchestrierung“) mehrerer (mindestens zwei) Container auf den mehreren Computern auf eine Weise, dass die Computer jeweils als Hostsystem für ein oder mehrere Container dienen, wobei die Container (des gleichen Host-Computersystems wie auch unterschiedlicher Host- Computersysteme) voneinander isoliert sind.

0029Dies kann vorteilhaft sein, da die Integration mehrerer Computer in einen Rechner verbund und die Verwendung einer Containerverwaltungssoftware zur Orchestrie rung mehrerer auf den Computern gehosteten Containern bewirken kann, dass das System und die Bereitstellung der Datenbank und/oder einzelnen Analysemodule hoch performant und dabei auch sehr ausfallsicher ist. Beispielsweise können die Container so orchestriert werden, dass sie die Datenbank oder Teile der Datenbank und/oder ein oder mehrere Analysemodule mehrfach bereitstellen, sodass ein paral- leier Zugriff auf identische Kopien der Daten bzw. Analysemodule möglich ist. Dies erhöht im Hinblick auf die Datenbank die Geschwindigkeit von Lese- und Schreib zugriffen auf die in der Datenbank gespeicherten Messwerte und erhöht die Ausfall sicherheit. Im Hinblick auf die gemäß mancher Ausführungsformen redundant be reitgestellten Analysemodule erhöht dies ebenfalls die Verfügbarkeit (ggf. parallele Durchführung des gleichen Analysetyps) und Ausfallsicherheit der entsprechenden Analysemodule. Beides ist im Kontext eines militärischen Wasserfahrzeugs von ho her Wichtigkeit, denn ein Ausfall der Datenbank und/oder von Softwareprogram men, die in den Containern instanziiert sind, kann zu einem kritischen Datenverlust, Dateninkonsistenzen oder dem Ausfall von Prognose- und Warnfunktionen auf Ba sis aktuell gespeicherter oder in der Vergangenheit gespeicherten Messdaten füh ren. Außerdem ermöglicht die Verwendung von Containern und der Containerma nagementsoftware zur Orchestrierung der Container eine einfache Skalierung des Systems, z.B. wenn im Laufe der Zeit eine deutlich größere (Mess)datenmenge ge speichert und/oder analysiert werden soll und/oder wenn die Anzahl der Software programme, die auf dem Rechnerverbund instanziiert werden soll, mit derzeit grö ßer wird.

0030Die Verwendung von Containern für die Bereitstellung und Isolation von Software applikationen gewährleisten die Trennung und Verwaltung der auf einem Rechner genutzten Ressourcen. Die Verwendung von Containern ermöglicht es, eine Appli kation auf verschiedene Computern und Umgebungen (beispielsweise verschiedene Rechner eines Rechnernetzes, aber auch auf Rechnern unterschiedlichen Typs wie z.B. Entwicklung, QA, Produktion) zu instanziieren. Weiterhin werden Updates ver einfacht.

0031Gemäß Ausführungsformen ist jeder der Container dahingehend zugriffsbeschränkt, dass er nur auf einen bestimmten, ihm allein zugewiesenen Speicherbereich des Hauptspeichers sowie auf native Anwendungen (z.B. native Datenbanken) zugreifen kann.

0032Gemäß manchen Ausführungsformen werden nur die Analysemodule innerhalb von Containern gehostet während die Datenbank als native Datenbank auf einem der Computer betrieben wird. Entsprechende Ausführungsformen der Erfindung können den Vorteil haben, dass der Zugriff auf die in der Datenbank gespeicherten Daten durch die in den Containern instanziierten Analysemodule erleichtert werden kann.

0033Gemäß anderen Ausführungsformen sind zumindest einige der Container so konfi guriert, dass eine virtuelle Vernetzung zwischen einigen der Containern vorliegt, sodass die in einem Container instanziierten Analysemodule auf den Inhalt von ei ner Datenbanken, die innerhalb von einem mit dem eigenen Container vernetzten Containern instanziiert ist, zugreifen kann. Entsprechende Ausführungsformen kön nen den Vorteil haben, dass ein Nutzer, z.B. über die Containerverwaltungssoft ware, sehr genau und feingranular festlegen kann, welche Analysemodule innerhalb welcher Container auf die Inhalte anderer Container zugreifen können. Beispiels weise ist es möglich, dass ein erster Container eine erste Datenbank mit den Messwerten der Sensoren S1 , S12 und S37 beinhaltet und ein zweiter Container eine zweite Datenbank mit den Messwerten der Sensoren S17 und S35. Die Senso ren S1 , S12 und S37 kommen von Sensoren des Herstellers H1 , die Messwerte der Sensoren S17 und S35 dagegen von Hersteller H2. Es ist nun möglich, das Compu ternetzwerk bzw. die Container so zu konfigurieren, dass die Analysesoftware A1 des Herstellers H1 in einem dritten Container läuft, der selektiv auf die erste Daten bank im ersten Container zugreifen darf, nicht jedoch auf die Daten der Sensoren des Herstellers H2 in dem zweiten Container. Analog kann die Konfiguration bein halten, dass die Analysesoftware A2 des Herstellers H2 in einem vierten Container läuft, der selektiv auf die zweite Datenbank im zweiten Container zugreifen darf, nicht jedoch auf die Daten der Sensoren des Herstellers H1 in dem ersten Contai ner.

0034Nach Ausführungsformen der Erfindung kann es sich bei den Computern um Server handeln, also um Computer, die ein oder mehrere Programme oder Funktionen (z.B. Analysemodule, Datenbanken, etc.) an externe Entitäten (z.B. andere Server, Analysemodule die auf anderen Servern instanziiert sind, Nutzern, etc.) bereitstel len. Oftmals sind Servercomputer gekennzeichnet durch überdurchschnittlich hohe Rechenkapazitäten und/oder überdurchschnittlich hohe Mengen an verfügbarem Arbeitsspeicher. Nach Ausführungsformen der Erfindung umfasst das militärische Wasserfahrzeug ferner ein oder mehrere Analysemodule, die jeweils dazu ausgebildet sind, eine Analyse von zumindest einem Teil der in der Datenbank gespeicherten Messwerte durchzuführen.

0035Nach Ausführungsformen sind das Automatisierungssystem einerseits und die ein oder mehreren Analysemodule andererseits voneinander operativ entkoppelt. Zu sätzlich oder alternativ dazu sind die ein oder mehreren Analysemodule dazu aus gebildet, ihre jeweiligen Analyse-Funktion ohne Nutzung einer Internetverbindung auszuführen. Gemäß Ausführungsformen sind sowohl das Automatisierungssystem als auch die ein oder mehreren Analysemodule dazu ausgebildet, ihre jeweiligen Steuerungs- oder Analyse-Funktion ohne Nutzung einer Internetverbindung auszu führen.

0036Beispielsweise sind die Analysemodule dazu ausgebildet, die in der Datenbank ge speicherte Historie der Messwerte zu analysieren und auf Basis der Analyse Vor hersagen bezüglich des aktuellen und/oder künftigen Zustands des Wasserfahr zeugs oder seiner Komponenten und/oder eine in technischer oder taktischer Hin sicht sinnvolle Aktion zu berechnen. Insbesondere werden gemäß Ausführungsfor men zunächst Flandlungsempfehlungen berechnet, die dann manuell, halb- oder vollautomatisch umgesetzt werden.

0037Vorzugsweise sind zumindest einige der Analysemodule dazu ausgebildet die Messwerte von zwei oder mehr Sensoren von zwei oder mehr unterschiedlichen Fahrzeugkomponenten und optional zudem einen oder mehreren Umgebungspa rameter (Luftdruck, Wassertemperatur, Tiefe, geographische Position des Fahr zeugs, Strömungsstärke des umgebenden Wassers, etc.) auszuwerten. Dies hat den Vorteil, dass auch Wechselwirkungen die zwischen den Fahrzeugkomponenten und/oder Umgebungsparametern bestehen, durch retrospektive Analyse der Histo rie dieser Messparameter erfassbar sind und für eine Vorhersage künftiger Zustän de und Aktionen verwendet werden können.

0038Die Ausführung der Steuerungs- und/oder Analysefunktion ohne Nutzung einer In ternetverbindung kann vorteilhaft sein, da eine Internetverbindung auf hoher See oftmals nicht zuverlässig verfügbar ist und sogar dann, wenn sie verfügbar ist, im militärischen Bereich in manchen Fällen und für manche Systeme abgeschaltet ist, um die Sicherheit des Systems zu erhöhen und die Detektionswahrscheinlichkeit zu verringern.

0039Die Analyse wird auf den Daten der Datenbank ausgeführt und die Analysemodule sind operativ getrennt von dem Automatisierungssystem. Das bedeutet, dass das Automatisierungssystem nicht durch Operationen für das Lesen und Verarbeiten der Messdaten durch die Analysemodule beeinträchtigt wird. Dies ist vorteilhaft, da das Automatisierungssystem ein Echtzeitsystem ist, das durch die operative Trennung davor geschützt wird, dass die Reaktionsgeschwindigkeit und/oder Responsivität des Automatisierungssystems durch die Ausführung der Analysemodule beeinträch tigt wird. Im militärischen Kontext ist es von großer Wichtigkeit, dass das Automati sierungssystem unmittelbar und in Echtzeit auf aktuelle Gegebenheiten reagieren kann, z.B. um in Gefechtssituationen automatisch die richtigen Schritte einzuleiten um das Wasserfahrzeug zu drehen, zu bremsen, zu beschleunigen, und/oder um defensive oder aggressive Maßnahmen umzusetzen.

0040Nach Ausführungsformen der Erfindung ist die operative Entkopplung realisiert durch eine asynchrone Arbeitsweise von Automatisierungssystem einerseits und den ein oder mehreren Analysemodulen andererseits.

0041Beispielsweise kann die operative Entkopplung beinhalten, dass das Automatisie rungssystem und die Analysemodule so programmiert sind, dass diese unabhängig voneinander arbeiten, also an keiner Stelle das Automatisierungssystem Daten be nötigt und/oder auf Daten wartet, die das Analysemodul bereitstellt.

0042Zusätzlich oder alternativ dazu kann die operative Entkopplung realisiert sein in Form eines asynchronen Schreib- oder Lesezugriff auf die Datenbank durch das Automatisierungssystem oder durch einen operativ mit dem Automatisierungssys tem verbundenen Dienst einerseits und durch die ein oder mehreren Analysemodu le andererseits. Beispielsweise kann die operative Entkopplung beinhalten, dass das Automatisierungssystem aktuelle Messdaten von den Sensoren über einen ers ten Kommunikationskanal direkt empfängt ohne dass vor oder während der Daten- Übertragung über den ersten Kanal die Messdaten in die Datenbank geschrieben werden. Das bedeutet, das Automatisierungssystem erhält die aktuellen Messdaten der Sensoren direkt und unmittelbar nach deren Erfassung von den jeweiligen Sen soren und damit ohne Verzögerung die durch das Schreiben von Messdaten auf einen Datenspeicher auftreten können. Asynchron hierzu werden die Messdaten in die Datenbank geschrieben um die Historien der Messparameter fortzuschreiben. Der Datenkanal über welchen dieser Schreibprozess stattfindet kann auch als zwei ter Kommunikationskanal bezeichnet werden und z.B. ausgebildet sein als eine Vielzahl von Datenbankverbindungen, die von den Sensoren im Hinblick auf die Da tenbank ausgebildet werden. Die Verwendung des ersten Kommunikationskanals und der ein oder mehreren zweiten Kommunikationskanäle bedeutet, dass auch dann, falls beim Schreiben der Messdaten in die Datenbank Engpässe oder Verzö gerungen auftreten sollten, dies nicht zu einer Verzögerung der Weiterleitung der Messdaten an das Automatisierungssystem führt, da die Datenübertragung der Messdaten an das Automatisierungssystem von der Speicherung der Messdaten in der Datenbank zeitlich und operativ entkoppelt ist. In einer weiteren Ausführungs form beinhaltet das Wasserfahrzeug einen Dienst, über welchen das Automatisie rungssystem Daten aus der Datenbank ausliest und/oder Daten, die von dem Au tomatisierungssystem erzeugt wurden, in die Datenbank schreibt. Der Lese- und/oder Schreibzugriff dieses Dienstes ist in diesem Fall von den Lese- /Schreibzugriffen durch die Analysemodule operativ entkoppelt.

0043Zusätzlich oder alternativ dazu kann die operative Entkopplung realisiert sein durch eine Instanziierung des Automatisierungssystems einerseits und der ein oder meh reren Analysemodule andererseits auf unterschiedlichen Computern. Beispielsweise kann die asynchrone Arbeitsweise dadurch realisiert sein, dass das Automatisie rungssystem auf einem oder mehreren ersten Computern gehostet ist und die Da tenbank und die Analysemodule auf einem oder mehreren zweiten Computern. Al ternativ dazu ist es auch möglich, dass dem Automatisierungssystem einerseits und der Datenbank und den Analysemodulen andererseits unterschiedliche CPU und/oder Arbeitsspeicherressourcen eines verteilten Rechnernetzes zugewiesen werden, sodass es ausgeschlossen ist, dass das Automatisierungssystem mit den Analysemodulen um Ressourcen konkurriert. All diese Maßnahmen können vorteilhaft sein, da sie sicherstellen, dass das Auto matisierungssystem bzw. die Echtzeitfähigkeit des Automatisierungssystems durch die Speicherung und Analyse der Historie der Messdaten nicht beeinträchtigt ist.

0044Nach Ausführungsformen der Erfindung umfasst das Wasserfahrzeug mehrere Ana- lysemodule, die in mehreren unterschiedlichen Containern und damit isoliert vonei nander ausgeführt werden.

0045Dies kann vorteilhaft sein, da dies die Ausfallsicherheit, Wartbarkeit und Perfor mance der von den Analysemodulen ausgeführten Analyseverfahren verbessert. Beispielsweise existieren mächtige Programme zur Verwaltung von Containern auf mehreren Computern, die es ermöglichen, durch redundante Erzeugung mehrerer Instanzen eines Analysemoduls innerhalb mehrerer unterschiedlicher Container zu bewirken, dass bestimmte Analysen parallel auf unterschiedlichen Teildatensätzen der Daten der Datenbank und damit besonders schnell ausgeführt werden können. Außerdem sorgt die Erzeugung mehrerer Instanzen des gleichen Analysemoduls dafür, dass sichergestellt ist, dass auch bei Ausfall oder Unerreichbarkeit eines Rechners im Rechnerverbund sofort auf eine andere bereits existierende Instanz des gleichen Analysemoduls umgeschaltet werden kann, das auf einem anderen Rechner läuft, und/oder dass in kurzer Zeit diese andere Instanz in einem neuen Container auf dem anderen Computer erzeugt werden kann. Außerdem ist es mög lich, sehr schnell und flexibel die Anzahl und Verteilung der von ein oder mehreren Analysemodulen erzeugten Instanzen zu erhöhen oder erniedrigen je nachdem was die jeweilige Situation erfordert.

0046Beispielsweise ist in einer sicherheitskritischen militärischen Operation von unterge ordneter Bedeutung, ob ein Analysemodul, welches anhand der zurückgelegten Strecke den nächsten routinemäßigen Servicetermin für das Wasserfahrzeug vor hersagt, ausreichend CPU- und Arbeitsspeicher-Kapazität für seine Arbeit zur Ver fügung hat oder ob dieses Modul überhaupt instanziiert ist. Es kann aber z.B. bei einem kritischen Wendemanöver von hoher Wichtigkeit sein, dass ein anderes Ana lysemodul, das anhand verschiedener material- und strömungsbezogener Messwer te am Ruder, der Turbine und anderen Fahrzeugkomponenten, korrekt berechnen kann, ob Materialbelastungsgrenzen überschritten oder die Stabilität des Schiffes gefährdet ist, alle erforderlichen CPU und Speicherressourcen verfügbar hat, um seine Berechnungen korrekt und schnell durchzuführen.

0047Nach Ausführungsformen der Erfindung wird in jedem der Container maximal eine Instanz von maximal einem der Analysemodule ausgeführt.

0048Dies kann vorteilhaft sein, da hierdurch sichergestellt ist, dass jede Instanz eines Analysemoduls in einem eigenen Container ausgeführt wird. Dies ermöglicht eine höchst feingranulare Orchestrierung der Analysemodule auf der Ebene einzelner Instanzen derselben mithilfe des Containermanagementprogramms.

0049Der Umstand, dass die einzelnen Analysemodule dank deren Ausführung in ge trennten Containern voneinander operativ isoliert sind ist im Kontext eines militäri schen Wasserfahrzeugs besonders vorteilhaft: beispielsweise können die Analyse module von verschiedenen Herstellern von Fahrzeugkomponenten stammen. So kann zum Beispiel ein erstes Analysemodul vom Hersteller einer Turbine bereitge stellt werden und dazu ausgebildet sein, Messwerte bezüglich der Drehzahl, Tem peratur und Vibrationsverhalten einer vom gleichen Hersteller stammenden Turbine mit Sensoren für Drehzahl, Temperatur und Vibrationszustand der Turbine zu ana lysieren. Die Analyse kann verschiedenen Zwecken dienen: zum Beispiel, um fest zustellen, ob kritische Systemzustände erreicht wurden, die zum Erlöschen der Her stellergarantie führen und/oder die eine Inspektion oder eine Überholung der Turbi ne erforderlich machen. Die Analyse kann aber auch dazu dienen, zu untersuchen, wie die einzelnen Messwerte voneinander abhängen, also ob die Turbine zum Bei spiel innerhalb verschiedener Drehzahlbereiche unterschiedliche Vibrationsmuster zeigt. Ein zweites Analysemodul kann zum Beispiel vom Hersteller eines Motors bereitgestellt werden und dazu ausgebildet sein, Messwerte bezüglich der aktuellen Motortemperatur, des aktuellen Energieverbrauchs des Motors oder sonstiger mo torbezogener Messwerte zu analysieren. Die Analyse kann ebenfalls verschiedenen Zwecken dienen wie z.B. der Feststellung des Erreichens oder Überschreitens ei nes kritischen Motorzustands, was zum Erlöschen der Herstellergarantie führen und/oder die eine Inspektion oder eine Überholung des Motors erforderlich machen könnte. Die Analyse kann aber auch dazu dienen, zu untersuchen, wie die einzel nen Messwerte voneinander abhängen, also ob der Motor zum Beispiel innerhalb verschiedener Temperaturbereiche unterschiedliche Vibrationsmuster und/oder Leistungskurven zeigt. Sowohl der Hersteller der Turbine als auch der Hersteller des Motors wie auch letztlich der Betreiber des Wasserschiffes selbst profitieren davon, dass die Analysemodule der verschiedenen Hersteller voneinander getrennt sind, denn dadurch ist es ausgeschlossen, dass Softwareprogramme von Dritten beabsichtigterweise oder unbeabsichtigterweise mit einem bestimmten Analysemo dul interagieren und dieses dazu zum Absturz bringen oder zu einer fehlerhaften Funktionsausführung führen. Gerade im militärischen Bereich muss ständig damit gerechnet werden, dass vermeintlich vertrauenswürdige Software in Wirklichkeit Schadsoftware enthält, die dazu bestimmt ist, den Betrieb von Fahrzeugen bzw. Fahrzeugkomponenten zu stören und/oder Informationen bezüglich der Funktions weise der Fahrzeugkomponenten unberechtigterweise in Erfahrung zu bringen. Be stimmte Personen oder Organisationen könnten ein Interesse daran haben zu er fahren, wie eine bestimmte Fahrzeugkomponente arbeitet und/oder zu bewirken, dass eine Fahrzeugkomponente unzuverlässig oder fehlerhaft arbeitet und dadurch z.B. langfristig wichtige Funktionen des Wasserfahrzeugs kurzzeitig oder dauerhaft ausschaltet. Dies kann gemäß Ausführungsformen der Erfindung dadurch verhin dert werden, dass die einzelnen Analysemodule isoliert voneinander jeweils inner halb eines eigenen Containers ausgeführt werden.

0050Außerdem erleichtert die Ausführung von genau einer Instanz eines Analysemoduls pro Container die Orchestrierung der Container zum Beispiel zum Zwecke des Load-Balancing, Upscaling oder Downscaling, da der Ressourcenverbrauch eines Containers weitgehend identisch ist bzw. stark korreliert mit dem Ressourcenver brauch des in diesem Container instanziierten Analysemoduls.

0051Nach Ausführungsformen der Erfindung ist die Containerverwaltungssoftware dazu konfiguriert, die Erzeugung von Containern, die Instanziierung und das Beenden der Analysemodulen (innerhalb dieser Container) so zu orchestrieren, dass ein oder mehrere der folgenden Wirkungen eintreten: - bei Ausfall oder Unerreichbarkeit einer der Computer automatisch auf einem an deren der Computer die Container und die Analysemodule gestartet werden, die durch den Ausfall oder die Unerreichbarkeit des einen Computers nicht mehr vorhanden oder erreichbar sind; hierdurch kann die Robustheit der Analysefunk tionalität eines Wasserfahrzeugs gegenüber Ausfällen einzelner Rechner erhöht werden; Gerade im militärischen Bereich muss damit gerechnet werden, dass in Kampfsituationen Bestandteile des Wasserfahrzeugs wie z.B. einzelne Rechner und/oder Netzwerkverbindungen innerhalb eines Rechnerverbunds zerstört oder beschädigt werden oder zumindest kurzfristig ausfallen; durch die Fähigkeit der Containerverwaltungssoftware, in solchen Situationen eine neue Instanz des ausgefallenen Analysemoduls zu erzeugen, ist also besonders vorteilhaft; und/oder

0052- bei Überschreiten einer maximalen Zahl der aktuell auf den Computern laufenden Instanzen eines der Analysemodule automatisch eine dieser Instanzen zu been den und/oder einen der Container, der eine Instanz dieses Analysemoduls bein haltet, zu löschen oder auf einen anderen Computer zu verschieben; dies kann vorteilhaft sein, da sicherstellt, dass nicht benötigte CPU- und Speicher- Ressourcen automatisch freigegeben werden, wenn sie für analytische Tätigkei ten aktuell nicht mehr benötigt werden; umso schneller können diese freien Res sourcen im Notfall für lebenswichtige Systeme bereitgestellt werden; die „maxi male Zahl“ kann z.B. eine Zahl sein, die in einer Konfiguration der Containerma nagementsoftware manuell oder automatisch spezifiziert wurde. Maximal bedeu tet, dass eine Überschreitung dieses Werts als unerwünscht angesehen wird und eine bestimmte Folge oder Aktion induziert, die vorzugsweise dazu geeignet ist, die Zahl der Instanzen zu reduzieren; und/oder

0053- bei Überschreiten einer vordefinierten maximalen Rechenlast eines der Computer automatisch zumindest einen auf diesem Computer gehosteten Container samt der darin laufende Analysemodulinstanz auf einen anderen der Computer zu mig rieren; die Containerverwaltungssoftware kann also Load-Balancing Funktionen durchführen; und/oder - bei Unterschreiten einer vordefinierten minimalen Rechenlast eines der Computer automatisch zumindest einen auf einem anderen der Computer gehosteten Con tainer samt der darin laufende Analysemodulinstanz auf diesen Computer zu mig rieren; die Containerverwaltungssoftware kann also Load-Balancing Funktionen durchführen; in manchen Ausführungsformen kann dieser eine Computer zur Energieeinsparung deaktiviert oder in den Schlafmodus versetzt werden; und/oder

0054- bei Überschreiten einer vordefinierten maximalen Rechenlast eines der Computer automatisch zumindest einen auf diesem Computer gehosteten Container samt der darin laufende Analysemodulinstanz zu identifizieren (z.B. Container mit höchstem CPU/Speicher Verbrauch oder Container der eine Instanz eines be stimmten Analysemoduls beinhaltet), eine Kopie dieses identifizierten Containers samt darin laufenden Analysemodul auf mindestens einem weiteren der Compu ter zu instanziieren; und Analysen unter Einbeziehung zumindest der Analyse modulinstanz in dem identifizierten Container und der weiteren instanziierten Analysemodulinstanz parallel auszuführen; die Containerverwaltungssoftware kann also Upscaling Funktionen durchführen; und/oder

0055- bei Unterschreiten einer vordefinierten minimalen Rechenlast eines der Computer automatisch zumindest einen auf einem anderen Computer gehosteten Container samt der darin laufende Analysemodulinstanz zu identifizieren (z.B. Container mit höchstem CPU/Speicher Verbrauch), eine Kopie dieses identifizierten Containers samt darin laufenden Analysemodul auf diesen einen Computer zu instanziieren; und Analysen unter Einbeziehung zumindest der Analysemodulinstanz in dem identifizierten Container und der weiteren instanziierten Analysemodulinstanz pa rallel auszuführen; die Containerverwaltungssoftware kann also Load-Balancing Funktionen durchführen; und/oder

0056- bei Unterschreiten einer vordefinierten minimalen Rechenlast eines der Computer automatisch zumindest einen der auf diesem einen Computer gehosteten Con tainer zu löschen; die Containerverwaltungssoftware kann also Downscaling- Funktionen durchführen. Dies kann vorteilhaft sein, da hierdurch der Verbrauch an CPU und Arbeitsspeicher- Ressourcen besser auf die Computer des Rechnerverbunds verteilt und eine besse re Reaktionszeit erreicht werden kann. Außerdem kann eine bedarfsgerechte Ska lierung der Container und der darin instanziierten Analysemodule erreicht werden.

0057Nach Ausführungsformen ist zumindest einigen der Analysemodule jeweils ein Teil der Daten der Datenbank spezifisch zugewiesen. Die Teile der Daten sind auf eine Weise geschützt gespeichert, dass nur dasjenige Analysemodul auf diese lesend und/oder schreibend zugreifen kann, welches diesem Teil der Daten zugewiesen ist.

0058Beispielsweise kann die Zuweisung derart erfolgen, dass ein Analysemodul, das von einer bestimmten Firma entwickelt wurde, die auch eine Fahrzeugkomponente hergestellt hat oder mit den Fierstellern in einer vertraglichen Beziehung steht, Zu griff auf Messdaten hat, die von Sensoren dieser Fahrzeugkomponente erfasst und gespeichert werden, nicht jedoch auf die Messdaten der Sensoren anderer Fahr zeugkomponenten.

0059Gemäß eines weiteren Beispiels erfolgt die Zuweisung derart, dass ein Analysemo dul, das von einer bestimmten Firma entwickelt wurde, die auch mehrere Fahrzeug komponenten hergestellt hat oder mit den Fierstellern dieser Komponenten in einer vertraglichen Beziehung besteht, Zugriff auf die Messdaten hat, die von Sensoren dieser mehreren Fahrzeugkomponenten erfasst und gespeichert wurden. Auf die Messdaten der Sensoren anderer Fahrzeugkomponenten hat das Analysemodul keinen Zugriff.

0060Gemäß eines weiteren Beispiels erfolgt die Zuweisung derart, dass ein Analysemo dul, das von einer bestimmten Firma entwickelt wurde, die auch ein oder mehrere Fahrzeugkomponenten hergestellt hat oder mit den Fierstellern dieser ein oder meh reren Fahrzeugkomponenten in vertraglicher Beziehung steht, Zugriff auf die Mess daten hat, die von den Sensoren dieser ein oder mehreren Fahrzeugkomponenten erfasst und gespeichert wurden und zusätzlich Zugriff auf Messdaten hat, die als allgemein (für jedes Analysemodul des Wasserfahrzeugs) frei zugänglich in der Da tenbank gespeichert wurden. Die Analysemodule von Wasserfahrzeugen gemäß Ausführungsformen der Erfin dung können den Messdaten der Datenbank gemäß einer beliebigen Kombination der hier beschriebenen Beispiele sein.

0061Die verschiedenen Formen der spezifischen Zuweisung von Messdaten und Analy semodulen kann vorteilhaft sein, da die Hersteller von Fahrzeugkomponenten dadurch sicherstellen können, dass nur Analysemodule, denen dieser Hersteller vertraut, Zugriff auf die von den Sensoren diese Fahrzeugkomponente erzeugten Messdaten haben. Die Anbringung von Sensoren verschiedenen Typs auf und/oder in Fahrzeugkomponenten eines militärischen Wasserfahrzeuges durch den Herstel ler der jeweiligen Komponente hat den Vorteil, dass wichtige Zustandsparameter der Fahrzeugkomponente wie zum Beispiel Temperatur, Vibrationsverhalten, Belas tungsparameter, Umgebungs-Parameter, etc. verfügbar gemacht werden. Diese Messdaten sind für den Hersteller der Fahrzeugkomponenten relevant, zum Beispiel für Test-, Entwicklungs- und Reparaturzwecke und zur Feststellung von Garantiefäl len. Die Messdaten sind aber auch für den Betreiber des Wasserfahrzeugs (zum besseren Verständnis der Arbeitsweise der Fahrzeugkomponente und/oder zum besseren Verständnis von Wechselwirkungen der Fahrzeugkomponente mit ande ren Komponenten oder Umgebungs-Parametern) relevant.

0062Für den Hersteller einer Fahrzeugkomponente und/oder den Betreiber des Fahr zeugs ergibt sich das Problem, dass die Preisgabe sämtlicher Messwerte gegebe nenfalls Aufschluss über die Arbeitsweise und interne Komponentenzustände gibt, welche firmenintern bleiben sollten, zum Beispiel um Mitbewerbern den Nachbau zu erschweren und/oder um zu verhindern, dass Angreifer die Fahrzeugkomponente gezielt manipulieren können. Ein Hersteller von Fahrzeugkomponenten hat daher an sich kein Interesse daran, dass die Messdaten bezüglich dieser Fahrzeugkom ponente offengelegt werden. Dies verhindert gegenwärtig eine Integration der Messdaten der Sensoren in verschiedene Fahrzeugkomponenten, was für den Be treiber militärischer Wasserfahrzeuge in sicherheitstechnischer Hinsicht ein Nachteil ist, denn viele technisch relevante Effekte, wie zum Beispiel ein bestimmtes Verhal ten eines Ruders, einer Turbine oder einer sonstigen komplexen Komponente des Wasserfahrzeugs, ergeben sich erst aus dem komplexen Zusammenwirken mehre- rer Fahrzeugkomponenten, die jeweils unterschiedliche interne Zustände aufweisen können.

0063Die beschriebene IT-Architektur wonach einzelnen Analysemodulen bestimmte Tei le der Messdaten der Datenbank so zugewiesen sind, dass die Module selektiv nur auf die ihnen explizit zugewiesenen Teile zugreifen können, nicht aber generell auf alle in der Datenbank gespeicherten Messdaten, kann vorteilhaft sein, da auf Basis dieser IT Architektur der Betreiber des militärischen Wasserfahrzeugs den Lieferan ten bzw. Herstellern der jeweiligen Fahrzeugkomponenten (einschließlich deren Sensoren) zusichern kann, dass die von den Sensoren erfassten Messdaten nur bestimmten Analysemodulen zugänglich sind, die von beiden Seiten als vertrau enswürdig angesehen und akzeptiert wurden. Es wird also eine IT-Architektur ge schaffen, die den Herstellern militärischer Fahrzeugkomponenten ermöglicht, sen sible Messdaten auf eine sichere Weise nur an bestimmte Analysemodule zur Ver fügung zu stellen. Das Risiko, dass ein Mitbewerber oder Angreifer die Messdaten verwendet, um eine Fahrzeugkomponente nachzubauen oder anzugreifen kann al so ausgeschlossen werden.

0064Der Betreiber des militärischen Wasserfahrzeugs profitiert davon, dass die Messda ten einer Vielzahl von Fahrzeugkomponenten gemäß Ausführungsformen der Erfin dung nur an ausgewählte, vertrauenswürdige Analysemodule bereitgestellt werden: Hersteller von Fahrzeugkomponenten im militärischen Bereich tendierten bisher dazu, Messdaten von Sensoren der von diesen Herstellern erzeugten Fahrzeug komponenten allenfalls intern zu erfassen und nur von Fahrzeugkomponenten internen Recheneinheiten zu analysieren, ohne die Messdaten nach außen preiszu geben oder gar über einen längeren Zeitraum zu speichern. Dank der IT-Architektur von Wasserfahrzeugen gemäß Ausführungsformen der Erfindung können die Her steller von Fahrzeugkomponenten nun auf die Komponenten-internen Rechenein heiten zur geheimen Analyse der Messdaten verzichten, da die Messdaten mehre rer Sensoren und Fahrzeugkomponenten zwar in einer Datenbank zentral gespei chert werden, dennoch aber nicht jedes Analysemodul beliebig auf diese Daten zu greifen kann. Einige aktuell verfügbare Automatisierungssysteme für militärische Wasserfahrzeu ge bieten zwar ebenfalls Zugriff auf Sensordaten mehrerer Sensoren, jedoch nur auf die jeweils gültigen Ist-Werte von Einzelsystemen, die nicht oder nur wenig prakti kabel nutzbare historische Profile und Trends der Messwerte über einen längeren Zeitraum enthält. Aufgrund der Echtzeit-Anforderungen an solche Automatisie rungssysteme hatte man bisher davon Abstand genommen, die knappen Ressour cen des Automatisierungssystems von Wasserfahrzeugen durch rechenintensive Analysen umfangreicher historischer Datenbestände zu belasten. Dank der verteil ten Vorhaltung der Analysemodule in mehreren Containern in einem vom Automati onssystem losgelösten Rechnerverbund ist es jedoch gemäß Ausführungsformen der Erfindung möglich, auch komplexe Analysen durchzuführen, teilweise auch in Echtzeit, und diese bereitzustellen, ohne dass die Echtzeitfähigkeit des Automatisie rungssystems beeinträchtigt wird. Das Problem, dass Hersteller von Fahrzeugkom ponenten mit integrierten Sensoren die von diesen erfassten Messwerte aus ver schiedenen Gründen nicht preisgeben wollen bzw. können wurde durch eine IT- Architektur überwunden, die sicherstellt, dass nur ausgewählte Analysemodule mit den entsprechenden Rechten auf die Messwerte zugreifen können. Somit wurde eine IT-Architektur geschaffen, die besonders vorteilhaft im Kontext der spezifischen Gegebenheiten militärischer Wasserfahrzeuge ist.

0065Nach Ausführungsformen der Erfindung sind mehrere der Analysemodule jeweils einer der Fahrzeugkomponenten spezifisch zugewiesen und sind dazu konfiguriert, zumindest die Messwerte, die von den ein oder mehreren Sensoren dieser einen Fahrzeugkomponente, der sie zugewiesen sind, erfasst werden, direkt oder indirekt (über die Datenbank) zu empfangen, zu analysieren und das Ergebnis der Analyse auszugeben. Unter einem indirekten Empfang über die Datenbank ist gemeint, dass die von den Sensoren erfassten Messwerte zunächst in die Datenbank geschrieben werden und in einem zweiten Schritt dann das Analysemodul auf die in der Daten bank gespeicherten Messwerte zugreift. Dieser indirekte Empfang über die Daten bank hat den Vorteil, dass die Analysemodule keine Schnittstelle aufweisen müs sen, um von einem bestimmten Sensor Messdaten empfangen zu können. Gemäß einer Ausführungsform besitzen die ein oder mehreren Sensoren Schreib rechte auf die Datenbank und sind dazu ausgebildet, die Messwerte in geeignetem Format in der Datenbank zu speichern. Beispielsweise können die Sensoren über eine Netzwerkschnittstelle verfügen und so konfiguriert sein, dass sie die erfassten Messwerte kontinuierlich in die Datenbank schreiben.

0066Gemäß anderer Ausführungsformen sind die Sensoren dazu konfiguriert, die von ihnen erfassten Messwerte zunächst in einem lokalen flüchtigen oder nicht flüchtigen Datenspeicher des Sensors zu speichern. Eine weitere Komponente des Wasserfahrzeugs (z.B. das Automatisierungssystem, eines der Analysemodule oder eine sonstige Software) liest die lokal gespeicherten Messdaten und schreibt sie in die Datenbank, sodass die Analysemodule nun über die Datenbank auf die Mess werte zugreifen können.

0067Nach Ausführungsformen der Erfindung ist zumindest eines der mehreren Analy semodule, die einer der Fahrzeugkomponenten zugewiesen ist, dazu ausgebildet, eine Analyse durchzuführen, welche beinhaltet:

0068- eine Erkennung aktueller oder künftiger kritischer Zustände der einen Fahrzeug komponente; und/oder

0069- eine Vorhersage der Zeit des Eintretens eines kritischen Zustands der einen Fahrzeugkomponente; und/oder

0070- dem automatischen Identifizieren von ein oder mehreren Umgebungs- Parametern und/oder Fahrzeugkomponenten-Parametern, die ursächlich für ei nen kritischen Zustand der einen Fahrzeugkomponente sind; und/oder

0071- eine Berechnung einer Flandlungsempfehlung an einen Menschen in Bezug auf die eine Fahrzeugkomponente; und/oder

0072- eine Berechnung eines Steuerbefehls an die eine Fahrzeugkomponente zur au tomatischen Durchführung des Steuerbefehls.

0073Dies kann vorteilhaft sein, da die ein oder mehreren Analysemodule dazu verwen det werden können, nicht nur retrospektiv einzelne Korrelationen und Zusammen- hänge zu erkennen, sondern auf Basis der in der Datenbank gespeicherten Historie von Messdaten mehrerer Sensoren auch dazu verwendet werden können, tech nisch und/oder taktisch kritische Situationen in oder auf dem Wasserfahrzeug vor herzusagen sowie auch Handlungsanweisungen und Steuerbefehle vorherzusagen, die dazu beitragen können, die kritische Situation zu vermeiden oder abzumildern. Die Analysemodule können somit Funktionen übernehmen, die bisher ausschließ lich von dem Automatisierungssystem wahrgenommen wurden. Während das Au tomatisierungssystem typischerweise wenig flexibel ist, da es typischerweise Mess werte einer vordefinierten Anzahl von Sensoren einer vordefinierten Menge an Fahrzeugkomponenten integriert, ist die Verwendung von Analysemodulen in Er gänzung zum Automatisierungssystem vorteilhaft, da die Analysemodule gemäß Ausführungsformen der Erfindung innerhalb einer IT-Architektur instanziiert sind, die auf Basis von Containervirtualisierung und automatischer Containerorchestrierung hochverfügbar, robust und leicht skalierbar ist und die die Messdaten der Fahrzeug komponenten auf sichere Weise vor Zugriff durch unberechtigte Dritte schützt.

0074Nach Ausführungsformen der Erfindung beinhalten die Sensoren von zumindest einer der Fahrzeugkomponenten zumindest einen kryptographischen Verschlüsse lungsschlüssel. Eines der Analysemodule ist der zumindest einen Fahrzeugkompo nente zugeordnet und beinhaltet einen zu diesem kryptographischen Verschlüsse lungsschlüssel korrespondierenden Entschlüsselungsschlüssel. Bei den beiden „korrespondierenden“ Schlüsseln des Sensors und des Analysemoduls kann es sich um einen geheimen, „symmetrischen“ kryptographischen Schlüssel handeln, der sowohl zur Ver- als auch Entschlüsselung der Messwerte verwendet wird. Alternativ dazu kann es sich bei den beiden korrespondierenden Schlüsseln um ein asymmet risches kryptographisches Schlüsselpaar handeln, wobei der von dem Sensor ver waltete und gespeicherte Schlüssel ein öffentlicher kryptographischer Schlüssel (Verschlüsselungsschlüssel) ist und wobei der von dem Analysemodul verwaltete und sicher gespeicherte Schlüssel ein privater kryptographische Schlüssel (Ent schlüsselungsschlüssel) ist. Die Sensoren der zumindest einen Fahrzeugkompo nente sind dazu ausgebildet, zumindest einige der von ihnen erfassten Messwerte in verschlüsselter Form in der Datenbank zu speichern und/oder direkt an das der zumindest einen Fahrzeugkomponente zugewiesene Analysemodul zu übermitteln. Das zumindest eine Analysemodul ist dazu konfiguriert, die zumindest einigen Messwerte mit dem Entschlüsselungsschlüssel zu entschlüsseln und die entschlüs selten Daten zu analysieren.

0075Gemäß Ausführungsformen der Erfindung haben alle Sensoren, die in oder an der selben Fahrzeugkomponente angebracht sind, den gleichen öffentlichen Verschlüs selungsschlüssel. Gemäß anderen Ausführungsformen der Erfindung haben alle Sensoren von zumindest einer der Fahrzeugkomponenten des Fahrzeugs einen eigenen öffentlichen Schlüssel, der sich vom öffentlichen Schlüssel der anderen Sensoren dieser Fahrzeugkomponente unterscheidet.

0076Dies kann vorteilhaft sein, da die Verwendung von Verschlüsselungsverfahren ein besonders hohes Maß an Sicherheit dafür bietet, dass die Messdaten von Sensoren einer bestimmten Fahrzeugkomponente ausschließlich von berechtigten Analyse modulen gelesen und interpretiert werden können.

0077Nach Ausführungsformen der Erfindung beinhalten die Sensoren von zumindest einer der Fahrzeugkomponenten einen Signierschlüssel. Der Signierschlüssel ge hört vorzugsweise zu einer PKI eines Fierstellers dieser Fahrzeugkomponente. Ei nes der Analysemodule ist der zumindest einen Fahrzeugkomponente zugeordnet und beinhaltet einen zu diesem Signierschlüssel korrespondierenden Signaturprüf schlüssel. Die Sensoren der zumindest einen Fahrzeugkomponente sind dazu aus gebildet, zumindest einige der von ihnen erfassten Messwerte mit dem Signier schlüssel zu signieren und diese in signierter Form in der Datenbank zu speichern und/oder direkt an das der zumindest einen Fahrzeugkomponente zugewiesene Analysemodul zu übermitteln. Das zumindest eine Analysemodul ist dazu konfigu riert, die zumindest einigen Messwerte mit dem Signaturprüfschlüssel zu prüfen und die signierten Daten nur dann zu analysieren, wenn die Signaturprüfung ergibt, dass die Signatur valide ist.

0078Dies kann vorteilhaft sein, da hierdurch der Betreiber des Wasserfahrzeugs davor geschützt wird, dass ein Angriff auf die Stabilität und Integrität des militärischen Wasserfahrzeugs dadurch erfolgt, dass eine manipulierte Fahrzeugkomponente und/oder manipulierte Sensoren falsche Analysen und Prognosen erzeugt. Insbe- sondere dann, wenn diese Analysen und Prognosen automatisch in entsprechende Steuerbefehle umgesetzt werden, besteht die Gefahr, dass durch eine derartige Manipulation das Wasserfahrzeug kurzfristig oder langfristig beschädigt oder nicht mehr einsatzfähig gemacht wird. Beispielsweise kann ein bestimmtes Analysemodul normalerweise dazu verwendet werden, auf Basis von GPS Positionsdaten, der ak tuellen Rotationszahl der Turbine und einem aktuellen Winkel des Steuerruders den künftigen Kurs für die nächsten 5 km vorherzusagen. Ein manipulierter Win kelsensor des Steuerruders kann falsche Winkeldaten liefern, die dazu führen, dass der Kurs des Wasserfahrzeugs falsch berechnet wird. Dies kann dazu führen, dass das Schiff sich faktisch auf einem anderen Kurs befindet als dem vorhergesagten und auf Grund aufläuft oder mit Felsen kollidiert. Diese Gefahr kann dadurch beho ben werden, dass die Sensoren die von Ihnen erzeugten Messdaten signieren, wo bei die Signatur auf eine vertrauenswürdige Instanz, zum Beispiel einen bestimmten Hersteller, verweist. Dadurch, dass das Analysemodul die Signatur der Messdaten prüft, bevor es diese verwendet, kann ausgeschlossen werden, dass manipulierte Sensoren und/oder manipulierte Fahrzeugkomponenten Fahrzeug und Besatzung bedrohen.

0079Nach Ausführungsformen der Erfindung sind eines oder mehrere der Analysemodu- le jeweils dazu konfiguriert, ihr Ergebnis der Analyse an einen Nutzer und/oder an das Analysesystem auszugeben und/oder in der Datenbank zu speichern.

0080Beispielsweise können die Ergebnisse auf einem Bildschirm angezeigt, mittels eines Druckers ausgedruckt und/oder per Lautsprecher ausgegeben werden. Zusätzlich oder alternativ dazu können die Ergebnisse an eine Software oder Hardwarekom ponente ausgegeben werden, zum Beispiel an das Automatisierungssystem.

0081Dies kann vorteilhaft sein, da die Ergebnisse die Daten einer Vielzahl von Sensoren einer Vielzahl von Fahrzeugkomponenten und/oder Umgebungsparameter integrie ren und hierbei nicht nur aktuelle Messwerte, sondern auch die Historie der Mess werte berücksichtigen können. Da die Analysemodule als einzelne, isolierte Soft ware Module implementiert sind, sind Anzahl und Zusammensetzung der Analyse module leicht an sich im Laufe der Lebenszeit des Fahrzeugs möglicherweise än- dernde Zusammensetzung der Fahrzeugkomponenten anpassbar. Die Analyseer gebnisse der Analysemodule stellen somit eine Quelle für Systemdiagnosen und Steuerbefehle dar, welche die Funktionen des Automatisierungssystems auf beson ders flexible Weise ergänzen. Je nach Art des Analyseergebnisses und Implemen tierung können die Analyseergebnisse Flandlungsempfehlungen an einen Nutzer sein, wobei die Flandlungen von dem Nutzer bzw. manuell ausgeführt werden müs sen. Es kann sich auch um Flandlungsempfehlungen handeln, die automatisch von den Fahrzeugkomponenten ausgeführt werden können und deren Ausführung vom Nutzer lediglich nochmals manuell bestätigt werden muss. Es kann sich auch um Steuerbefehle handeln, die direkt und ohne den Nutzer einzubeziehen direkt von den Analysemodulen an das Automatisierungssystem gegeben werden und dieses dazu veranlassen, automatisch die in den Befehlen spezifizierte Aktion auszuführen, z.B. eine Abluftklappe zu öffnen, den Winkeln eines Ruders zu korrigieren, etc.

0082Nach Ausführungsformen der Erfindung ist zumindest eines der Analysemodule da zu ausgebildet, eine Analyse (z.B. Korrelationsanalyse, Machine-Learning (ML) ba sierten Vorhersage, regelbasierte Vorhersage, etc.) auf den Messwerten mehrerer (mindestens zwei) unterschiedlicher Sensoren von mehreren unterschiedlichen Fahrzeugkomponenten durchzuführen. Die Analyse beinhaltet:

0083- eine Erkennung aktueller oder künftiger kritischer Zustände von einer Fahrzeug komponente; und/oder

0084- eine Vorhersage der Zeit des Eintretens eines kritischen Zustands einer Fahr zeugkomponente; und/oder

0085- dem automatischen Identifizieren von ein oder mehreren Umgebungs- Parametern und/oder Fahrzeugkomponenten-Parametern, die ursächlich für ei nen kritischen Zustand einer der Fahrzeugkomponenten sind; und/oder

0086- eine Berechnung einer Handlungsempfehlung an einen Menschen; und/oder

0087- eine Berechnung eines Steuerbefehls an eine der Fahrzeugkomponenten zur automatischen Durchführung des Steuerbefehls. Dies kann vorteilhaft sein, da ML-basierte Verfahren und verschiedene andere For men der Korrelationsanalyse besonders dafür geeignet sind, aus historischen Messwerten mehrerer unterschiedlicher Parameter komplexe, komponentenüber- greifende, lineare wie nichtlineare Abhängigkeiten und Wechselwirkungen zu er kennen und auf Basis dieser erkannten Abhängigkeiten Vorhersagen über aktuelle und künftige Systemzustände zu berechnen.

0088Nach Ausführungsformen der Erfindung sind die Daten der Datenbank in den meh reren Computern verteilt und/oder redundant gespeichert.

0089Dies kann vorteilhaft sein, da die Ausfallsicherheit erhöht wird, falls einer der Rech ner ausfällt oder nicht erreichbar ist. Außerdem erlaubt eine redundante Speiche rung parallelen Zugriff auf Kopien der gleichen Daten und damit eine Beschleuni gung der Abfrage.

0090Nach Ausführungsformen der Erfindung sind die Daten der Datenbank verteilt in verschiedenen Containern verschiedener Rechner gespeichert (die Container sind also auf verschiedenen Rechnern instanziiert, wobei auf einigen Rechnern auch mehrere Container instanziiert sein können). Die Containerverwaltungssoftware ist dazu konfiguriert, die Erzeugung von Containern und die Speicherung, Replikation und Löschung der Daten in den Containern so zu orchestrieren, dass:

0091- im Normalbetrieb die Daten der Datenbank in redundanter Weise so in den meh reren Computern verteilt gespeichert werden, sodass diese bei Ausfall von einem oder mehreren der Computer aus den in den übrigen Computern gespeicherten Daten rekonstruierbar sind; und/oder

0092- bei Ausfall eines der Computer automatisch ein anderer der Computer, auf wel chem eine Kopie derjenigen Teile der Daten, die in dem ausgefallenen Computer gespeichert waren, identifiziert wird, und die auf diesem anderen Computer ent haltenen Daten den Analysemodulen und der Automatisierungssystem bereitge stellt werden (z.B. durch Starten dieses anderen Computers, Freigabe eines Zu griffs auf die Teildaten, etc.); und/oder - bei Ausfall eines der Computer automatisch Neuverteilung zumindest eines Teils der in mehreren Containern redundant und verteilt gespeicherten Daten derart, dass der bisherige Grad der Redundanz der Daten der Datenbank wiederherge stellt wird; und/oder

0093- bei Überschreiten eines vordefinierten maximalen Speicherbedarfs in einem der Computer automatisch zumindest Teile der auf diesem Computer gespeicherten Daten der Datenbank auf einen anderen der Computer zu migrieren oder zu ko pieren; hierfür können z.B. Load-Balancing-Funktionen wie sie z.B. in der Soft ware Kubernetes bereits enthalten sind verwendet werden.

0094Dies kann aus analogen Gründen wie die redundante Instanziierung der Analyse- module auf mehreren Computern vorteilhaft sein. Insbesondere wird die Verfügbar keit und Ausfallsicherheit erhöht und Zugriffszeiten durch parallelen Zugriff verkürzt.

0095Nach Ausführungsformen der Erfindung sind zumindest einige der Rechner des Rechnernetzwerks jeweils in einem eigenen Sicherheitsbehälter enthalten, der feu erfest und/oder druckwellen-robust und/oder wasserdicht ist.

0096Beispielsweise kann der Sicherheitsbehälter aus einem einwandigen oder vorzugs weise mehrwandigen Korpus bestehen. Der Korpus kann z.B. aus Stahl bestehen und eine Tür mit für den Korpus jeweils eigenen Verriegelungsmechanismus bzw. Schloss versehen sein. Vorzugsweise ist der Sicherheitsbehälter wasserdicht und/oder druckwellenstabil. Beispielsweise kann der Korpus Kabeldurchführungs öffnungen an der Rückseite und eine integrierte Kühlung beinhalten um einerseits ein Eindringen von Wasser und/oder Druck und andererseits ein Überhitzen zu vermeiden. Während es sich also bei den „Containern“ um Software bzw. Laufzeit umgebungen für Programme handelt, die auf einem Rechner instanziiert werden, handelt es sich bei den Sicherheitsbehältern um physische Behälter, die ein oder mehrere Rechner beinhalten können.

0097Dies kann vorteilhaft sein, da die Rechner und damit auch die Analyseprogramme und Container im Falle eines Lecks oder einer Detonation (Druckwelle, Feuer) vor Beschädigung geschützt sind. Nach Ausführungsformen der Erfindung umfassen die Rechner des Rechnernetz werks ein oder mehrere erste Rechner und ein oder mehrere zweite Rechne. Die ersten Rechner und die zweiten Rechner sind in unterschiedlichen räumlichen Be reichen des Wasser-fahrzeugs untergebracht, wobei die unterschiedlichen räumli chen Bereiche unterschiedliche Zimmer, unterschiedliche Decks, unterschiedliche durch wasserdichte Schleusentore getrennte Kammern, Steuerbordseite und Back bordseite des Wasserfahrzeugs oder Bugseite und Heckseite des Wasserfahrzeu ges sind.

0098Dies kann vorteilhaft sein, da die Ausfallsicherheit des Wasserfahrzeuges und der Analysemodule erhöht wird: sollten wegen einer Detonation oder einer Havarie be stimmte Bereiche des Schiffs beschädigt werden, sind davon nicht alle Analysemo dule betroffen. Vielmehr kann die Containerverwaltungssoftware auf den Contai nern.

0099In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein System umfassend mindestens zwei militärische Wasserfahrzeuge gemäß einer der hier beschriebenen Ausfüh rungsformen oder Beispiele und ein Computersystem. Das Computersystem bein haltet eine Schnittstelle zum sicheren Import des Inhalts der Datenbanken der min destens zwei Wasserfahrzeuge. Das Computersystem beinhaltet außerdem eine Flottenanalysesoftware. Die Flottenanalysesoftware ist dazu ausgebildet, die Mess werte der Datenbanken der mindestens zwei Wasserfahrzeugen zu analysieren. Die Flottenanalysesoftware ist dazu konfiguriert, automatisch zu erkennen, ob die Messwerte unterschiedlicher Wasserfahrzuge von Fahrzeugkomponenten gleichen Typs erfasst wurden. Die Analyse umfasst:

0100- eine Erkennung desjenigen der Wasserfahrzeuge, dessen Gesamtheit an Fahr zeugkomponenten im besten oder schlechtesten Zustand ist im Hinblick auf zu mindest ein technisches Bewertungskriterium (z.B. Füllstand Tank, Verfügbarkeit von Energieressourcen, Zeit bis zur nächsten Wartung, Indikator der Ausfallsi cherheit, Indikator der Geeignetheit des Wasserfahrzeug für bestimmtes Einsatz szenario; ); und/oder - eine Erkennung kritischer Zustände von einer Fahrzeugkomponente in einem oder mehreren der Wasserfahrzeuge; beispielsweise kann durch Analyse histori scher Messdaten in den Datenbanken der mehreren Wasserfahrzeuge erkannt werden, dass bei einigen wenigen Wasserfahrzeugen eine Kombination aus An stellwinkel des Ruders und der Drehzahl der Turbine, die bei der Mehrzahl der Wasserfahrzeuge unproblematisch war, einen instabilen Zustand des Wasser fahrzeugs bewirkt hat, die manuelles Eingreifen erforderlich gemacht hat, sodass diese wenigen Fahrzeuge zur Inspektion gebracht werden sollten; bestimmte Vib rationsmuster können erkennen lassen, dass eine Fahrzeugkomponente eines bestimmten Wasserfahrzeugs an Materialermüdung leidet oder von Vibrationen und Bewegungen benachbarter Komponenten negativ beeinflusst wird, sodass auch für dieses eine Inspektion empfehlenswert scheint; und/oder

0101- eine Vorhersage der Zeit des Eintretens eines kritischen Zustands einer Fahr zeugkomponente in einem oder mehreren der Wasserfahrzeuge; beispielsweise kann der Zeitpunkt, wann angesichts der anhand der Vibrationswerte ableitbaren Materialermüdung und/oder angesichts der üblichen Wartungsintervalle jedes der Wasserfahrzeuge den nächsten Inspektionstermin hat, sodass dasjenige Fahr zeug, dessen vorhergesagter Inspektionstermin am weitesten in der Zukunft liegt als das geeignetste für einen aktuellen, längeren Einsatz angesehen werden kann; und/oder

0102- dem automatischen Identifizieren von ein oder mehreren Umgebungs- Parametern und/oder Fahrzeugkomponenten-Parametern, die ursächlich für ei nen kritischen Zustand einer der Fahrzeugkomponenten in einem oder mehreren der Wasserfahrzeuge sind; beispielsweise kann die Flottenanalysesoftware er kennen, dass nur diejenigen Schiffe, die in Gewässern mit einer Wassertempera tur von unter 6 °C unterwegs waren, Probleme mit dem Auslösen einer Bewe gung bei einem bestimmten Bauteil hatten, sodass die Vermutung naheliegt, dass die Materialkontraktion bei niedrigen Temperaturen Auslöser für die Prob leme war und das Bauteil nicht geeignet für den Einsatz bei niedrigen Temperatu ren ist. Die Analyse mehrerer Wasserfahrzeuge kann es hier ggf. ermöglichen, Bl

0103Ursachen aufzudecken, die ohne die Daten mehrerer Fahrzeuge auszuwerten, nicht oder wahrscheinlich nicht erkannt worden wären.

0104Bei der Flottenanalysesoftware kann es sich um ein einzelnes, komplexes Applikati onsprogramm handeln oder um eine Kombination mehrerer einzelner Analysepro gramme, die verschiedene Arten von Analysen auf den Historien von Messwerten, die von Sensoren mehrerer Wasserfahrzeuge über einen Zeitraum von mehreren Stunden, Tagen, Wochen, Monaten oder Jahren erfasst wurden, durchführen kön nen.

0105Gemäß mancher Ausführungssysteme beinhaltet das Computersystem, das die Flottenanalysesoftware hostet, auch einen Entschlüsselungsschlüssel und/oder Signaturprüfschlüssel, wobei diese Schlüssel von dem/den Flersteller(n) der Fahr zeugkomponenten oder der Wasserfahrzeuge bereitgestellt werden, falls die Fier steller diese Schlüssel für den Kunden, also den Betreiber des Wasserfahrzeugs, freigeben.

0106Unter einem „militärischen Wasserfahrzeug“ wird hier ein Wasserfahrzeug verstan den, das dazu ausgebildet ist, von Streitkräften zur Erfüllung ihrer Aufgaben ver wendet zu werden. Oftmals haben Fahrzeuge für militärische Zwecke spezifische Anpassungen, z.B. verstärkte Wände oder Böden zum Schutz vor Minen, einen Tarnanstrich, Waffen- und/oder Verteidigungssysteme. Wasserfahrzeuge sind Fahr zeuge, die zur Fortbewegung auf dem oder im Wasser bestimmt sind. Insbesondere kann es sich um ein windbetriebenes oder ein maschinenbetriebenes Wasserfahr zeug handeln, z.B. Segelschiffe, Luftkissenboote, Tragflächenboote, Untersee- Boote, Fregatten, Flugzeugträger, Versorgungsschiffe, etc. Beispielsweise können manche Fregatten zur Seeraumüberwachung, Ubootjagd, Bekämpfung von Über wassereinheiten und Abwehr von Luftangriffen auf das eigene Schiff bzw. den Ver band ausgebildet bzw. ausgerüstet sein. Versorgungsschiffe sind dazu ausgebildet, Einsatzgruppen der Marine, die sich aufgabenorientiert aus unterschiedlichen Schif fen und Booten zusammensetzen können, zu unterstützen. Die logistische Haupt aufgabe eines Versorgungsschiffes besteht in der Versorgung mit Betriebsstoffen, Verbrauchsgütern, Proviant und Munition. Dabei kann ein Versorgungsschiff durch- aus auch mit einem Waffensystem versehen sein, z.B. um feindliche Übergriffe ab zuwehren.

0107Unter einer „Fahrzeugkomponente“ wird hier ein Teil des Wasserfahrzeugs verstan den, das in seiner Gesamtheit zumindest eine bestimmte Funktion erfüllt. Eine Fahrzeugkomponente kann ein Bauteil, also ein Einzelteil eines technischen Kom plexes sein, oder ein System aus mehreren Bauteilen, die in Ihrer Gesamtheit diese Funktion erfüllen. Typischerweise werden alle Bestandteile einer bestimmten Fahr zeugkomponente als Einheit in ein Fahrzeug verbaut. Beispielsweise können eine Ruderanlage, eine Radaranlage, ein Waffensystem, eine Motoreinheit, eine Steuer einheit etc. jeweils eine Fahrzeugkomponente darstellen.

0108Unter einem „Sensor“, auch als Detektor, (Messgrößen- oder Mess-)Aufnehmer o- der (Mess-)Fühler bezeichnet, ist ein technisches Bauteil, das bestimmte physikali sche oder chemische Eigenschaften (physikalisch z. B. Wärmemenge, Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, Schallfeldgrößen, Helligkeit, Beschleunigung oder chemisch z. B. pFI-Wert, lonenstärke, elektrochemisches Potential) und/oder die stoffliche Be schaffenheit seiner Umgebung qualitativ oder als Messgröße quantitativ erfassen kann. Diese Größen werden mittels physikalischer oder chemischer Effekte erfasst und in ein weiterverarbeitbares elektrisches Signal umgeformt. Dabei kann das wei terverarbeitbare elektrische Signal insbesondere datentechnisch verarbeitbare Da ten umfassen, die eine Repräsentation der Größe darstellt. Das weiterverarbeitbare elektrisches Signal muss dabei nicht unbedingt im Detektor selbst erzeugt werden, sondern kann auch durch an den Detektor angeschlossene Elektronik aus dem Ausgabesignal des Detektors erzeugt werden.

0109Unter einem „Waffensystem“ wird hier ein (oftmals komplexes) technisches Wehr material, insbesondere militärisches Großgerät, verstanden. Ein Bestandteil des Waffensystems ist die eigentliche Waffe. Beispielsweise kann ein Kriegsschiff Waf fen in Form von Luftabwehrflugkörpern in innerhalb eines als Nahbereichsverteidi gungssystem ausgebildeten Waffensystems beinhalten. Insbesondere kann ein Waffensystem ein Verbund einzelner technischer Elemente sein, welche unterei- nander wechselwirken und durch diesen Verbund eine verbesserte Waffenwirkung erzielen oder überhaupt erst ermöglichen.

0110Beispielsweise ist die „Common Remotely Operated Weapon Station“ (CROWS) ein Waffensystem. Ein weiteres Beispiel für ein Waffensystem ist ein Geschütz auf ei ner Selbstfahrlafette oder einem Schiffsdeck. Je nach Ausführungsform wird die Motorleistung des Wasserfahrzeugs sowohl für den Antrieb des Wasserfahrzeugs als auch zum Richten des Geschützes verwendet oder das Waffensystem beinhaltet einen eigenen, unabhängigen Motor zum Ausrichten des Geschützes. Ein Flugab wehrraketensystem ist ein weiteres Beispiel für ein Waffensystem. Die verschiede nen Elemente wie Sensoren (z. B. eine Radaranlage), Steuerstelle und Startanlage des Flugabwehrraketensystems können verschiedene Messdaten erfassen, die zur Überwachung, Statuskontrolle und korrekten Ausrichtung der Radaranlage und/oder der Raketen verarbeitet werden.

0111Unter einer „Antriebseinheit“ wird hier die konstruktive Einheit bezeichnet, die mittels Energieumformung eine Maschine, z.B. eine Schiffsturbine, bewegt. Häufig ist dies ein Motor mit einem eventuell notwendigen Getriebe. Die Antriebseinheit kann einen Drehantriebe oder einen Linearantrieb beinhalten. Die Antriebseinheit kann ihre Energie aus fossilen Quellen (insb. Öl, Erdgas, Kohle), Atomenergie (Kernspaltung), Batteriekraft und anderen Energieträgern beziehen.

0112Unter einem „Navigationssystem“ wird hier ein technisches System verstanden, das mit Hilfe von Positionsbestimmung (Satellit, Funk, GSM bzw. inertes oder autono mes System) und Geoinformationen (Topologie-, Straßen-, Luft- oder Seekarten) eine Zielführung zu einem gewählten Ort oder eine Route unter Beachtung ge wünschter Kriterien ermöglicht.

0113Unter einem „Messwert“ wird hier der Wert einer Messgröße, der von einem Sensor geliefert wird. Beispiele für Messwerte sind z.B. eine Temperatur in °C, eine Position in Form einer GPS Koordinatenangabe, eine Rotationsgeschwindigkeit in Umdre hung pro Minute etc. „Messwerte“ werden auch als „Messdaten“ bezeichnet. Unter einer „Datenbank“ wird hier eine Datenstruktur zur strukturierten Speicherung von Daten verstanden. Eine Datenbank kann ein Verzeichnisbaum oder eine Datei sein. Vorzugsweise ist eine Datenbank eine von einem Datenbankmanagementsys tem (DBMS) verwaltete Datenstruktur. Ein DBMS ist ein System zur elektronischen Datenverwaltung, das dazu ausgebildet ist, große Datenmengen effizient, wider spruchsfrei und dauerhaft zu speichern und benötigte Teilmengen in unterschiedli chen, bedarfsgerechten Darstellungsformen für Benutzer und Anwendungspro gramme bereitzustellen. Zur Abfrage und Verwaltung der Daten bietet ein Daten banksystem eine Datenbanksprache an. Die Datenbank kann eine relationale Da tenbank sein. Die Struktur der Daten wird durch ein Datenbankmodell festgelegt.

0114Unter einer „Historie von Messwerten“ wird hier eine Datenmenge verstanden wel che den zeitlichen Verlauf mehrerer Messwerte spezifiziert.

0115Unter einem „Zeitstempel“ wird hier ein Datenwert verstanden, der einen bestimm ten Zeitpunkt spezifiziert, z.B. den Zeitpunkt (Datum und Uhrzeitangabe) wann ein bestimmter Messwert erfasst wurde. Vorzugsweise werden Zeitstempel in der koor dinierten Weltzeit UTC angegeben oder mit Bezug zu dieser. Dies kann möglichen Missverständnissen wegen der global unterschiedlichen Zeitzonen Vorbeugen.

0116Unter dem Ausdruck „persistent gespeichert“ wird hier eine Speicherung von Daten auf einem nicht-volatilen Speichermedium verstanden.

0117Unter dem Ausdruck „geschützt gespeichert“ wird hier eine Speicherung von Daten verstanden, welche technisch sicherstellt, dass nur eine bestimmte Auswahl an Nutzern und/oder Applikationen, die sich als zugriffsberechtigt ausweisen kann, auf die geschützten Daten schreibend und/oder lesend zugreifen kann. Beispielsweise kann der Schutz darin bestehen, die Daten in einem zugriffsgeschützten Bereich zu speichern und/oder die Daten verschlüsselt zu speichern, sodass diese nur von ei nem Programm gelesen werden können, das einen geeigneten Entschlüsselungs schlüssel besitzt

0118Ein „Echtzeitfähiges“ System, z.B. ein echtzeitfähiges Automatisierungssystem, ist ein System, das dazu ausgebildet ist, eine Aufgabe in "Echtzeit" durchzuführen. Das bedeutet, dass das System in der Lage ist, diese Aufgabe fortwährend innerhalb einer vordefinierten maximalen Dauer zu erfüllen. Typischerweise bedeutet dies, dass das genannte Hard- und/oder Softwaresystem einer "Echtzeitbeschränkung" unterliegt, z.B. von Ereignis zu Systemreaktion. Echtzeitprogramme müssen die Reaktion innerhalb bestimmter Zeitvorgaben gewährleisten, die oft als "Fristen" be zeichnet werden. Echtzeit-Antworten werden oft in der Größenordnung von Millise kunden und manchmal Mikrosekunden oder Sekunden verstanden. Ein System, das nicht als Echtzeitbetrieb spezifiziert ist, kann in der Regel keine Antwort innerhalb eines Zeitrahmens garantieren, obwohl typische oder erwartete Antwortzeiten an gegeben werden können.

0119Unter einem „Host“ oder „Host-Com puter“ wird hier ein Computer verstanden, der allein oder in Interoperation mit einem oder mehreren weiteren Computern ein be stimmtes Softwareprogramm (Gast-Softwareprogramm) bereitstellt, also für weitere Programme und/oder Nutzer verfügbar macht. Bei dem Gastprogramm kann es sich um eine Datenbank, ein Applikationsprogramm, einen Service oder sonstige Pro gramme und Programmodule handeln.

0120Unter einem „Container“ wird hier eine Laufzeitumgebung für Softwareprogramme verstanden, welche alle für die Ausführung dieser Softwareprogramme benötigten Systemkomponenten beinhaltet und an diese bereitstellt und welche die innerhalb dieses Containers laufenden Softwareprogramme von Programmen außerhalb des Containers isoliert. Ein Container kann eine virtuelle Maschine sein, die von einem Hypervisor (Programm zur Verwaltung der virtuellen Maschinen) erzeugt und ver waltet werden. Vorzugsweise ist ein Container eine Laufzeitumgebung, die mittels eines Containervirtualisierungsprogramms verwaltet werden kann. Container gemäß diesen Ausführungsformen benötigen typischerweise weniger Ressourcen als virtu elle Maschinen, da sie auf das Starten eines eigenen Betriebssystems verzichten und stattdessen im Kontext des Host-Betriebssystems laufen. Trotzdem sind die Container gegeneinander und vom Host-System abgeschottet, wenn auch nicht so stark, wie bei einer Virtualisierung. Beispielsweise kann die freie Software „Docker“ verwendet werden, um Container zu definieren und Anwendungen mittels Containervirtualisierung voneinander zu isolieren. Docker vereinfacht die Bereitstellung von Anwendungen, weil sich Contai ner, die alle nötigen Pakete enthalten, leicht als Dateien transportieren und installie ren lassen. Docker packt die Anwendung und alle für deren Ausführung benötigten System komponenten in einer einzigen Datei, den sogenannten „Container”. Docker- Container sorgen dafür, dass die Anwendung verlässlich läuft, nachdem sie von einer Umgebung in eine Andere versetzt worden ist. Dies vereinfacht nicht nur das Deployment komplexer Anwendungen auf verschiedenen Computern, sondern auch eine flexiblere Anwendungsinfrastruktur, die sich leichter ändern, erweitern und ska lieren lässt.

0121Containervirtualisierung ist eine Methode, um mehrere Instanzen eines Betriebssys tems (als sog. „Gäste“) isoliert voneinander auf einem Hostsystem zu betreiben. Im Gegensatz zur Virtualisierung mittels eines Hypervisors auf der Basis mehrerer vir tueller Maschinen hat Containervirtualisierung zwar einige Einschränkungen in der Art ihrer Gäste, gilt aber als besonders ressourcenschonend. Containervirtualisie rung basiert auf mehreren Prinzipien, die in einzelne Softwareprodukten zur Contai nervirtualisierung unterschiedlich implementiert sind. Ein Kern davon ist jedoch im mer ähnlich: mehrere Container nutzen einen Kernel gemeinsam und isolieren zu mindest einige der verwendeten Betriebssystemmittel voneinander.

0122Beispielsweise kann das Open-Source-Programm Kubernetes als Containerma nagementprogramm verwendet werden. Bei Kubernetes handelt es sich um eine Software zur Container-Orchestrierung, die es ermöglicht, Anwendungen auf einfa che und effiziente Weise über mehrere Hosts zu orchestrieren. Kubernetes ermög licht eine vereinfachtes oder sogar vollautomatisches Deployment, Betrieb, Wartung und Skalierung von Container-basierten Anwendungen. Gruppen von Hosts, auf denen die Container laufen, werden in Clustern von physischen oder virtuellen Ma schinen zusammengefasst und als Einheit verwaltet. Kubernetes definiert ein Con tainer Runtime Interface (CRI), das Container-Plattformen implementieren müssen, um mittels Kubernetes orchestriert werden zu können. Diese Implementierungen werden auch als „Shims“ bezeichnet. Das macht die Kubernetes Plattform- agnostisch: neben bzw. anstelle von Docker können auch andere Plattformen mit entsprechenden Shims, wie z. B. CRI-0 oder KataContainers verwendet werden.

0123Unter einer „Containerverwaltungssoftware“ wird hier eine Software verstanden, die konfiguriert ist zur automatisierten Bereitstellung, Skalierung und Verwaltung („Or chestrierung“) mehrerer (mindestens zweier) Container auf mehreren Computern auf eine Weise, dass die Computer jeweils als Hostsystem für ein oder mehrere Container dienen, wobei die Container (des gleichen Host-Computersystems wie auch unterschiedlicher Host-Computersysteme) voneinander isoliert sind. Bei den mehreren Containern kann es sich bei komplexen Fahrzeugen um mehrere hundert Container handeln. Beispielsweise kann Kubernetes als Containerverwaltungssoft ware verwendet werden.

0124Unter einem „Analysemodul“ wird hier eine Software verstanden, die dazu ausgebil det ist, mittels einem oder mehrerer unterschiedlicher rechnerischer Verfahren Messdaten von einem oder mehreren Sensoren so zu verarbeiten, dass eine Ant wort auf eine analytische Fragestellung erzeugt wird. Die Software kann ein Skript, ein komplexes Applikationsprogramm, eine Programmbibliothek oder eine Kombina tion von zwei oder mehreren der vorgenannten Möglichkeiten sein. Das rechen technische Verfahren kann eine Heuristik, eine von einem Programmierer explizit spezifizierte Regel, ein mathematischer und insbesondere statistischer Algorithmus, z.B. ein Korrelationsanalyseverfahren, oder ein sonstiges explizit formuliertes Re chenverfahren sein. Das rechnerische Verfahren kann auch ein Verfahren sein, welches nur implizit formuliert ist, z.B. in Form des im Zuge eines Trainingsprozes ses erstellten mathematischen Modells eines Machine-Learning-Programms. Bei spielsweise kann das Modell in der Netzwerkarchitektur und den Gewichten von Netzwerkknoten eines neuronalen Netzwerks spezifiziert sein. Die analytische Fra gestellung kann verschiedene Fragen betreffen, z.B. eine Frage nach dem aktuellen oder für die Zukunft vorhergesagten Zustand einer Fahrzeugkomponente (Parame ter für Vibration, Leitfähigkeit, Elastizität etc. zeigen kritischen Verschleißzustand an?), oder eine Frage beim Zusammentreffen welcher Messparameterwerte ein kri tischer Systemzustand erreicht wurde bzw. in der Zukunft voraussichtlich erreicht wird, die Frage nach der aktuellen und künftigen Verfügbarkeit von Treibstoff oder Verschleißteilen, oder eine Frage nach einer empfohlenen Maßnahme, um einen aktuellen oder künftigen kritischen Zustand des Fahrzeugs oder einer Fahrzeug komponente zu verhindern oder abzumildern.

0125Unter einer „Verschlüsselungsschlüssel“ wird hier ein kryptographischer Schlüssel verstanden, der dazu ausgebildet ist, zur Verschlüsselung von Daten verwendet zu werden. Bei symmetrischen Verfahren, also bei allen klassischen Methoden der Kryptographie und auch bei modernen Algorithmen wie beispielsweise dem Data Encryption Standard (DES) oder seinem Nachfolger, dem Advanced Encryption Standard (AES), verwenden beide Kommunikationspartner denselben (geheimen) Schlüssel sowohl zum Ver- als auch zum Entschlüsseln. Asymmetrische Verfahren, wie beispielsweise das RSA-Kryptosystem, verwenden Schlüsselpaare, die aus ei nem öffentlichen Schlüssel (englisch public key) und einem privaten Schlüssel (engl private key, deutsch auch „geheimer Schlüssel“) bestehen. Der öffentliche Schlüssel ist nicht geheim, er wird zumindest derjenigen Partei bekannt gegeben, die Daten in verschlüsselter Form an den Inhaber des geheimen Schlüssels senden soll. Mit dem öffentlichen Schlüssel können Daten verschlüsselt. Dabei ist es wich tig, dass ein öffentlicher Schlüssel eindeutig einer bestimmten Entität, z.B. einem Benutzer oder einem Analysemodul, zugeordnet werden kann. Um einen Geheim text wieder zu entschlüsseln wird der private Schlüssel benötigt. Im Gegensatz zu symmetrischen Verfahren, bei denen sich mehrere Parteien einen geheimen Schlüssel teilen, verfügt bei asymmetrischen Verfahren nur eine Partei über den privaten (geheimen) Schlüssel. Daher ist es grundlegend, dass der private Schlüs sel nicht aus dem öffentlichen abgeleitet werden kann.

0126Unter einem „Automatisierungssystem“ wird hier ein System zur vollautomatischen oder semiautomatischen Steuerung eines Wasserfahrzeugs verstanden. Die Steue rung erfolgt mittels festgelegten Regeln auf Basis von aktuellen Messwerten von ein oder mehreren Sensoren, die vom Automatisierungssystem in Steuerbefehle umge setzt werden, und/oder erfolgt auf Basis von Steuerbefehlen, die ein Nutzer über eine Nutzer-Schnittstelle eingibt. Vorzugsweise ist das Automatisierungssystem ein echtzeitfähiges Automatisierungssystem. Gemäß Ausführungsformen der Erfindung ist das Automatisierungssystem dazu ausgebildet, nicht nur aktuelle Messwerte und/oder manuell eingegebene Steuerbefehle als Input zu empfangen und das Fahrzeug entsprechend zu steuern, sondern auch Ergebnisse der Analysen von einem oder mehreren der Analysemodule, wobei das Automatisierungssystem die Ergebnisse als Steuerbefehle interpretiert und umsetzt.

0127Unter einem „Rechnerverbund“ oder Computercluster, meist einfach Cluster ge nannt, wird hier eine Anzahl von vernetzten Computern verstanden. Der Verbund kann so konfiguriert sein, dass die Rechenkapazität und/oder die Verfügbarkeit der Computer oder der von diesen bereitgestellten Dienste erhöht wird. Die in einem Rechnerverbund befindlichen Computer (auch „Knoten“) werden auch oft als Server bezeichnet. Gemäß Ausführungsformen der Erfindung hosten die Computer des Rechnerverbunds jeweils ein oder mehrere Container, deren Verteilung auf den Computern von einer Containerverwaltungssoftware orchestriert wird. In den Con tainern können Analysemodule oder andere Programme ausgeführt werden, die z.B. als Dienst implementiert sein können und deren Ergebnisse an bestimmte Fahrzeugkomponenten bereitgestellt werden können. Aufgrund dieser Bereitstel lungsfunktion von Analyseergebnissen können die Computer auch als „Server“ be zeichnet werden.

0128Kurze Beschreibung der Zeichnung

0129Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Zeich nung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

0130Fig. 1A ein Blockdiagramm eines militärischen Wasserfahrzeugs mit mehreren sensorbestückten Fahrzeugkomponenten;

0131Fig. 1B ein System umfassend mehrere militärische Wasserfahrzeuge und einen Computer mit einer Flottenanalysesoftware;

0132Fig. 2 ein Blockdiagramm eines verteilten Computersystems, das zum Speichern und Analysieren von Sensormessdaten verwendet werden kann;

0133Fig. 3 mehrere analysemodul-spezifische asymmetrische kryptographische Schlüsselpaare und deren Verwendung; Fig. 4 Komponenten eines militärischen Wasserfahrzeugs mit mehreren Daten banken und Analysemodulen.

0134Figur 1A illustriert ein Blockdiagramm eines militärischen Wasserfahrzeugs 100 mit mehreren sensorbestückten Fahrzeugkomponenten. Beispielsweise umfassen die Fahrzeugkomponenten ein Antriebsystem 104, das z.B. einen mit Diesel betriebe nen Schiffsmotor mit einem an den Motor gekoppelten Getriebe beinhaltet. In dem Antriebsystem sind mehrere Sensoren zur Messung verschiedener Parameter des Motors und des Getriebes enthalten, darunter auch ein Sensors 112 für die Dreh zahl einer Welle, die mechanisch an das Getriebe gekoppelt ist.

0135Zu den Fahrzeugkomponenten des Wasserfahrzeugs gehört auch ein Navigations system 106 mit einem GPS Sensor 114 zur Bestimmung der aktuellen Position des Fahrzeugs sowie ein Ruder 108 mit einem Lage- oder Winkelsensor zur Bestim mung des aktuellen Winkels des Ruders relativ zur Längsachse des Wasserfahr zeugs. Außerdem ist in dem Fahrzeug eine elektronische Überwachungseinheit 110 mit mehreren Sensoren als weitere Fahrzeugkomponente verbaut, die mehrere Sensoren 118, 120 beinhaltet. Die Sensoren der Komponente 110 ermitteln auto matisch und vorzugsweise kontinuierlich oder wiederholt Fahrzeugs- und Umge bungsparameterwerde. Zu diesen Parametern gehören z.B. Luftdruck, Luftfeuchtig keit, Lufttemperatur, Wassertemperatur, Strömungsstärke des Wassers und/oder sonstige Parameter.

0136Alle oder einige der erfassten Parameter werden unmittelbar nach ihrer Erfassung an ein Automatisierungssystem 124 weitergeleitet. Das Automatisierungssystem ist ein vollautomatisches oder semi-automatisches System zur Überwachung und Kon trolle von internen Zuständen des Wasserfahrzeugs sowie zur Steuerung der Be wegung oder sonstiger Aktionen des Fahrzeugs oder seiner Komponenten. Das Automatisierungssystem ist ein Echtzeitsystem, das dazu ausgebildet ist, die von den Sensoren empfangenen Messwerte und Eingaben von Nutzern über eine Nut zeroberfläche zu verwenden um in Abhängigkeit von diesen das Wasserfahrzeug zu steuern. Mit der Zeit fallen so im laufenden Betrieb des Schiffs eine große Anzahl an Mess daten an, die mit einem Zeitstempel versehen werden, welcher die Zeit der Erzeu gung der Messdaten widerspiegelt. Die Messdaten und deren Zeitstempel werden in einer Datenbank 122 gespeichert und bilden somit eine Historie der für ein oder mehrere Messparameter erfassten Parameterwerte ab. Bei der Datenbank handelt es sich z.B. um eine relationale Datenbank, z.B. PostgreSQL oder MySQL Daten bank, oderz.B. um eine NoSQL-Datenbank.

0137Die Datenbank sowie mehrere Analysemodule zur Analyse der Daten sind in einem Computersystem 126 gespeichert und instanziiert. Das Computersystem 126 kann ein Standalone-, monolithisches Computersystem sein. Vorzugsweise ist es aber ein Rechnernetz, das mehrere Computer umfasst, die zu einer funktionalen Einheit verbunden sind. Ein solches Rechnernetz ist z.B. im Hinblick auf Figur 2 näher be schrieben.

0138Das Wasserfahrzeug beinhaltet außerdem eine Waffensystem 102, welches eben falls Sensoren enthält (nicht gezeigt). Da das Wasserfahrzeug auch aufgrund des Waffensystems als Ziel für gegnerische Kräfte bedeutsam ist und zudem bei einer Fehlsteuerung für die eigene Besatzung als auch für unbeteiligte Dritte eine potenti elle Gefahr darstellt, ist ein sicherer Betrieb des Automatisierungssystems von be sonders hoher Bedeutung. Ein „sicherer Betrieb“ bedeutet hier, dass das Automati sierungssystem wie auch die Daten auf deren Basis es seine Entscheidungen trifft vor Manipulation durch Dritte geschützt sein muss.

0139Beispiel 1: Verbesserte Überwachung und Steuerung einer Ruderanlage

0140Beispielsweise kann es sich bei dem Wasserfahrzeug um ein überseeisches Was serfahrzeug mit einer Ruderanlage, insbesondere einer Doppelruderanlage han deln. Die Ruderanlage verfügt über ein Steuersystem, das dazu ausgebildet ist, die Lage der Ruder zu überwachen und über ein Verstellsystem zu kontrollieren.

0141Derartige Anlagen werden im Stand der Technik nur gemäß SOLAS (International Convention for the Savety of Life At Sea) und damit nur rudimentär überwacht (Sammelalarm). Für militärische Wasserfahrzeuge ist die Präzision der Überwa- chung oft nicht ausreichend: Mit den derzeit verfügbaren Doppel-Ruderanlagen kann es Vorkommen, dass die Ruder nicht synchron auf Ruderlagen-Steuerbefehle reagieren: Zum Beispiel erreicht das Steuerbord-Ruder eine Ruderlage auf den Steuerbefehl schneller als ein zu diesem korrespondierender Ruderlagen steuerbefehl das Backbord-Ruder erreicht. Auch bei Zeitgleichheit des Eintreffens der Befehle kann es sein, dass eine Seite der Ruderanlage den Befehl nicht so schnell umsetzen kann wie die andere Seite. Diese Asynchronität beeinträchtigt die Performance der Ruderplattform und erschwert die präzise Kontrolle weiterer Sys temkomponenten, z.B. des Waffensystems. Die Ursachen für eine asynchrone Be fehlsweiterleitung und/oder Umsetzung könnten vielfältig sein und auf komplexe Weise Zusammenwirken: Unterschiedliche Gleiteigenschaften der Ruderschäfte, alternde Potentiometer in entsprechenden Schaltungen, unterschiedliche Steuer drücke und vieles mehr.

0142Ausführungsformen der Erfindung begegnen diesem Problem wie folgt: Es wird eine Ruderanlage verwendet, die mit einer Vielzahl von Sensoren für mehrere unter schiedliche ruderanlagenspezifische Parameter, hier als „Ruderanlage-Parameter“ bezeichnet, enthält. Zu den Ruderanlage-Parametern gehören zwei oder mehr der folgenden Parameter: Drücke von Ölkreisläufen der Ruderanlage, Spannungen des elektrischen Steuersystems der Ruderanlage, Ströme des elektrischen Steuersys tems der Ruderanlage, Position der Ruder und/oder auftretende Beschleunigungen (insbesondere Vibrationen) an den Ruderschäften. Die Sensoren der Ruderanlage sind dazu konfiguriert, regelmäßig innerhalb vergleichsweise kurzer Zeitintervalle (z.B. mindestens einmal pro Minute, vorzugsweise mindestens 10 mal pro Sekunde) eine Messung eines Ruderanlage-Parameters vorzunehmen, diesen Messwert opti onal zu verschlüsseln und/oder zu signieren und in einer Datenbank in Verknüpfung mit einem Zeitstempel zu speichern. In manchen Ausführungsformen kann die Auf nahmefrequenz des Sensors auch dynamisch an die Gegebenheiten angepasst werden, z.B. Erhöhung der Messfrequenz bei Änderung eines oder mehrerer rele vanter Parameter über einen vordefinierten Grenzwert. Der Zeitstempel kann z.B. den Zeitpunkt angeben wann ein Messwert in die Datenbank gespeichert wird, wo bei dieser Zeitpunkt sehr nahe am Zeitpunkt der Messwerterfassung liegt und daher auch diesen Zeitpunkt zumindest näherungsweise repräsentiert. Auch die Positi- onsdaten der Ruder der Ruderanlage werden von Sensoren als „Ruderanlage- Parameter“ erfasst, sodass es dem Steuersystem ermöglicht wird, festzustellen, ob die Ruder der Ruderlage die Positionen erreicht haben, die sie gemäß der Steuer befehle einnehmen sollen.

0143Zusätzlich zu diesen „Ruderanlage-Parameter“ erfassen mehrere weitere Sensoren innerhalb oder außerhalb der Ruderanlage Umgebungsparameterwerte, z.B. Ge schwindigkeit des Schiffes, Wassertemperatur und/oder Wassertiefe und/oder Be triebszustände weiterer Fahrzeugkomponenten, z.B. eines Pumpsystems. Sollte zum Beispiel die Geschwindigkeit des Schiffes (gemessen z.B. in Metern zurückge legter Strecke pro Sekunde) nicht zur Verfügung stehen, können alternativ die An triebsleistung und/oder Turbinendrehzahl als Indikator der Geschwindigkeit verwen det werden.

0144Ausführungsformen erfassen implizit die Zeiten, die eine Ruderanlage benötigt, bis die Ruder bei gegebenen Umweltbedingungen und beim gegebenen Zustand der Ruderanlage die jeweils gegebenen Steuerbefehle umsetzen und die gewünschten Positionen erreicht haben, denn die Messdaten und vorzugsweise auch die Steuer befehle werden mit Zeitstempeln versehen und in der Datenbank gespeichert.

0145Durch Analyse der Historie dieser Messwerte bzw. Befehle durch ein Analysemodul können somit auf einfache Weise Messwerte und Ruderwerkzustände mit den Zeit punkten in Bezug gesetzt werden, an welchen das Steuersystem Steuerbefehle an das Stellsystem gesendet hat.

0146Gemäß Ausführungsformen wird ein Analysemodul bereitgestellt, welches anhand der erfassten und in der Datenbank gespeicherten und mit Zeitstempeln verknüpft gespeicherten Messwerte von Ruderanlage-Parametern, Umgebungsparametern und Ruderanlage-Steuerbefehlen die Zeiten ermittelt, bis ein Steuerbefehl unter den jeweils herrschenden Bedingungen vollständig von den durch den Befehl betroffe nen Rudern umgesetzt wurde. Die ermittelten Zeiten werden von dem Analysemo dul dazu verwendet, das Senden der Steuerbefehle und/oder den Inhalt der Steuer befehle so anzupassen, dass die Synchronisation der Ruder der Ruderanlage ver bessert wird. Nach Ausführungsformen ist das Analysemodul z.B. dazu konfiguriert, Korrelationen zwischen gemessenen Ruderlegezeiten und Wertebereichen von Ruderanlage- Parametern und Umgebungsparametern zu erkennen. Es werden also eine große Menge an Faktoren berücksichtigt, nicht nur eine aktuelle Abweichung der Ruder position von der Soll-Position, um zu ermitteln, ob und wann ein Ruder eine ge wünschte Position einnehmen wird. Möglicherweise auftretende Asynchronitäten zwischen den Rudern auf Backboard-Seite und auf Steuerboard-Seite können so frühzeitig und sicher erkannt werden und es ermöglichen, frühzeitig zu reagieren und die Steuerbefehle an einzelne Ruder schnell und dynamisch, gemäß bevorzug ter Ausführungsformen in Echtzeit, anzupassen. Eine Vorhersage von Asynchronitä ten erlaubt es außerdem, notwendige Wartungsarbeiten vorherzusagen und erleich tert die diesbezügliche Planung.

0147Das Analysemodul für die verbesserte Steuerung der Ruderanlage kann z.B. an hand der Beschleunigungs- bzw. Vibrationsdaten mögliche Ursachen für Asynchro nitäten identifizieren und an einen Nutzer ausgeben. Hierbei werden jedoch nicht nur die Beschleunigungsdaten (SchwingungenA/ibrationen), sondern auch die an deren Ruderanlage-Parameterwerte und Umgebungsparameterwerte in der Analyse berücksichtigt. Dies kann vorteilhaft sein, da auftretende Schwingungen und Vibrati onen stark von der Wassertiefe, Ruderlage, Seegang, Bewuchs, Schaltungszustän den der Ruderanlage und von der Schiffsgeschwindigkeit abhängen. Ohne Berück sichtigung des Kontexts sind die Beschleunigungsdaten daher oftmals nicht ausrei chend um eine exakte Steuerung der Ruderanlage oder eine exakte Vorhersage des Termins für die nächste nötige Wartung zu ermöglichen. Eine Analyse der Be schleunigungsdaten in Kombination mit den weiteren Ruderanlage-Parametern und Umgebungsparametern ermöglicht es dagegen, Schwingungszustände zu identifi zieren, die etwas über die aktuelle Abweichung einer Ruder-Ist-Position von einer Ruder-Soll-Position oder den aktuellen Materialermüdungszustand der Ruderanlage auszusagen.

0148Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfassen die Fahrzeugkomponenten des Wasserfahrzeugs eine Ruderanlage mit einer Steuereinheit, ein oder mehreren steuerbordseitigen und ein oder mehreren backbordseitigen Rudern. Die Steuerein- heit ist dazu ausgebildet, die Lage und Bewegung der steuerbordseitigen und back bordseitigen Ruder durch das Senden von Steuerbefehlen an die steuerbordseitigen Ruder einerseits und an die backbordseitigen Ruder andererseits zu koordinieren, insbesondere zu synchronisieren. Die Ruderanlage beinhaltet mehrere Sensoren, die zur Erfassung von Ruderanlage-Parameterwerten ausgebildet sind, wobei die Ruderanlage-Parameter zwei oder mehr der folgenden Messparameterwerte um fassen: aktuelle Lage der Ruder, Schwingungen der Ruder, Bewuchs der Ruder (z.B. mittels optischem Sensor oder mit Kraftsensor, der die Kraft in Richtung der Anströmung misst), Schwingungen von Komponenten der Ruderanlage, Schal tungszustände der Ruderanlage.

0149Ein oder mehrere der anderen Fahrzeugkomponenten und/oder der Ruderanlage beinhalten zudem mehrere Sensoren, die zur Erfassung von Umgebungs- Parameterwerten ausgebildet sind, wobei die Umgebungs-Parameter zwei oder mehr der folgenden Messparameterwerte umfassen: Wassertiefe, Seegang, Schiffsgeschwindigkeit.

0150Eines der Analysemodule ist ein Analysemodul für die verbesserte Steuerung der Ruderanlage und ist dazu ausgebildet, die Ruderanlage-Parameterwerte, die Um gebungs-Parameterwerte sowie Zeitdauern zwischen einem Senden der Steuerbe fehle von der Steuereinheit an die jeweiligen Ruder bis zur Umsetzung der Steuer befehle zu analysieren, um Korrelationen zwischen den Zeitdauern, den Ruderanla ge-Parameterwerten, und den Umgebungs-Parameterwerten zu erkennen und/oder um die Koordination der Ruder der Ruderanlage zu verbessern.

0151Beispielsweise kann das Analysemodul für die verbesserte Steuerung der Ruderan lage dazu ausgebildet sein, automatisch festzustellen, dass bei dem gegebenen Seegang und Bewuchs der Befehl an die steuerbordseitigen Ruder 400 Millisekun den früher gesendet werden muss als der zu diesem korrespondierende Steuerbe fehl an die backbordseitigen Ruder. Das Analysemodul sendet ein entsprechendes Kontrollkommando an die Steuereinheit der Ruderanlage und veranlasst hierdurch die Steuereinheit, den Befehl an die steuerbordseitigen Ruder erst nach der besag ten Verzögerung an die backbordseitigen Ruder zu senden. Gemäß Ausführungsformen der Erfindung ist das Analysemodul für die verbesserte Steuerung der Ruderanlage dazu ausgebildet, die Ruderanlage-Parameterwerte, die Umgebungs-Parameterwerte, die Zeitdauern zwischen einem Senden der Steu erbefehle von der Steuereinheit an die jeweiligen Ruder bis zur Umsetzung der Steuerbefehle und zusätzlich Zustands- und/oder Vibrationsparameterwerte zu ana lysieren, die von Sensoren anderer Fahrzeugkomponenten, insbesondere des Mo tors und/oder des Getriebes und/oder einer Radaranlage, erfasst wurden, um Korre lationen zwischen den Zeitdauern, den Ruderanlage-Parameterwerten, den Umge bungs-Parameterwerten und den Zustands- und/oder Vibrationsparameterwerten der anderen Fahrzeugkomponenten zu erkennen und/oder um die Koordination der Ruder der Ruderanlage zu verbessern.

0152Diesen Merkmalen liegt die Beobachtung zu Grunde, dass auch Fahrzeugkompo nenten das Verhalten und die Steuerbarkeit der Ruderanlage beeinflussen können, die nicht einem explizit steuernden Zusammenhang mit der Ruderanlage stehen. So könnte z. B. eine Radaranlage durch die von einem Antriebs-Dieselmotor bei einer bestimmten Geschwindigkeit erzeugte Frequenz angeregt werden, die zu einer ne gativen Beeinflussung der Ruderanlage führt.

0153Beispielsweise kann die Steuerung in Form von Logik-Regeln implementiert sein. Diese Regeln können neben der hier beschriebenen Steuerung der Ruderanlage auch zur Steuerung anderer Wasserfahrzeugkomponenten verwendet werden. Bei spielsweise kann eine der Logikregeln beinhalten, dass ein Verbrennungsmotor sich nur starten lässt, wenn mindestens ein Abgasweg geöffnet ist. Bei jedem Startvor gang dieses Motors wird diese Regel ausgeführt und je nach Ergebnis der Prüfung ob ein Abgasweg offen ist entweder ein solcher Abgasweg automatisch geöffnet oder der Startvorgang - ggf. begleitet von einer Meldung an den Nutzer - abgebro chen.

0154Beispiel 2: Verbesserte Erkennung und Vorhersage von Verbrauch und Zuständen

0155Umgebungsparameter und zustandsbezogene Parameter von Fahrzeugkomponen ten hängen in komplexer Weise voneinander ab. Wenn beispielsweise die Seewassertemperatur höher ist, arbeiten die Kühlsysteme, die Seewasser zur Kühlung verwenden, anders als bei kaltem Seewasser. Die Stromaufnahme erhöht sich und die für die Stromerzeugung verwendeten Diesel motoren werden stärker belastet. Dies hat dann wiederum Auswirkungen auf War tung und Verschleiß der Aggregate, die durch eine höhere Seewassertemperatur nicht nur höher belastet werden, weil mehr Energie für die Kühlung verwendet wer den muss, sondern zusätzlich schlechter ihre eigene Kühlung realisieren können, da die Maschinen und Kapseln in der Regel ebenso mit Seewasser gekühlt werden wie der Motor selbst. Die Leistungskennwerte von seewassergekühlten Fahrzeugkom ponenten sind daher oftmals schlecht vergleichbar und die Vorhersagen bezüglich ihres Energieverbrauchs mit Unsicherheiten behaftet.

0156Gemäß Ausführungsformen der Erfindung ist eines der Analysemodule dazu konfi guriert, den aktuellen oder künftigen Energieverbrauch und/oder den aktuellen oder künftigen Verschleißgrad einer Fahrzeugkomponente in Abhängigkeit von der Tem peratur des als Kühlwasser verwendeten Umgebungswassers zu berechnen.

0157Mit dieser Datengrundlage können z.B. auch automatisch gleichartige Betriebsmodi des gesamten Wasserfahrzeugs gefunden werden, z.B. Betriebsmodi, die durch die Temperatur des Umgebungswassers definiert sind, um die Bewertung von Messda ten und/oder sonstiger Leistungsparameter des ganzen Wasserfahrzeugs so zu be rücksichtigen, dass nur vergleichbare Betriebsmodi des Fahrzeugs miteinander ver glichen werden.

0158Nach Ausführungsformen ist das eine Analysemodul dazu konfiguriert, die zu ver schiedenen Zeitpunkten gemessene Temperatur dazu zu verwenden, auch automa tisch gleichartige Betriebsmodi des gesamten Wasserfahrzeugs zu identifizieren, die durch eine bestimmte Temperatur oder einen bestimmten Temperaturbereich des Umgebungswassers definiert sind. Das Analysemodul ist dazu konfiguriert, Messda ten und/oder sonstige Leistungsparameter des ganzen Wasserfahrzeugs so zu ana lysieren, dass nur vergleichbare Betriebsmodi des Fahrzeugs miteinander vergli chen werden, um insbesondere den künftigen Energieverbrauch, die aktuell maxi- mal mögliche Reichweite und/oder den aktuellen oder künftigen Verschleißgrad zu berechnen.

0159Weiterhin können durch Analyse von Leistungs- und Zustandsmesswerten, die von Sensoren einer Vielzahl von Fahrzeugkomponenten erfasst und in der Datenbank gespeichert wurden sowie durch Erfassung und Analyse der Nutzungsprofile der einzelnen Fahrzeugkomponenten (die z.B. spezifizieren, wie oft welche ggf. redun danten Fahrzeugkomponenten bei welchen Situationen verwendet werden und/oder wie hoch die Auslastung verschiedener Fahrzeugkomponenten bei unterschiedli chen Bereitschafts- und Nutzungszuständen ist) kann sowohl die Inbetriebnahme ais auch die Nutzungsphase verschiedener Fahrzeugkomponenten verbessert wer den. Diese Erkenntnisse können es ermöglichen, automatisch oder manuell die Be triebsmodi einzelner Fahrzeugkomponenten zu optimieren oder die technischen Eigenschaften einer (neuen) Fahrzeugkomponente zu verbessen.

0160Beispiel 3: Fahrzeuqüberqreifende Analysen

0161Die Erfassung und Speicherung einer Vielzahl an Messwerten über längere Zeit räume hinweg (Messwerthistorie) gemäß Ausführungsformen der Erfindung hat be reits auf der Anwendungsebene erhebliche Vorteile.

0162Weitere erhebliche Vorteile ergeben sich für Systeme, gemäß welchen die Mess- wert-Flistorien mehrerer Parameter, die von mehreren Wasserfahrzeugen erfasst wurden, durch eine Flottenanalysesoftware analysiert wird. Beispielsweise kann zumindest für die Ruderanlage der Fahrzeuge ein Erfassungssystem und Analyse modul entwickelt wurden sein wie für Beispiel 1 beschrieben. Die Ruderanlagen der verschiedenen Fahrzeuge können, müssten aber nicht, typgleich sein (also z.B. vom gleichen Fiersteller stammen). Denn selbst falls sich die Ruderanlagen leicht unterscheiden, können zumindest Subsysteme wie z.B. die einzelnen Sensoren der Ruderanlage oder die Steuereinheit typgleich oder vergleichbar sein. Oftmals ver wenden verschiedene Fiersteller von bestimmten Fahrzeugkomponenten die glei chen, von einem Zulieferer gestellten Bauteile. Durch Import der Datenbanken mit den Messwert-Historien mehrerer Wasserfahr zeuge in eine zentrale und besonders geschützte Datenbank, z.B. innerhalb der sicheren Infrastruktur eines Heimathafens, können also plattformübergreifende Auswertungen vorgenommen werden. Beispielsweise kann zumindest ein Teil der historischen Daten im Zuge des Aufenthalts eines Wasserfahrzeugs im Heimatha fen in die zentrale Datenbank importiert und von der Datenbank des Wasserfahr zeugs gelöscht werden. Dies erhöht die Datensicherheit und reduziert den Spei cherbedarf der Datenbank des Wasserfahrzeugs.

0163Die verschiedenen Datensätze können mehrfach dienlich sein. Die Flottenanaly sesoftware kann z.B. durch Analyse verschiedener Umgebungsparameter wie Luft- und Wassertemperatur, Strömungsverhältnissen etc. feststellen ob die Fahrzeuge bzw. Fahrzeugkomponenten unter vergleichbaren Bedingungen betrieben wurden bzw. solche Fahrzeuge und Komponenten identifizieren, die unter vergleichbaren, d.h., hinreichend ähnlichen, Bedingungen betrieben wurden. Im nächsten Schritt kann die Flottenanalysesoftware dann analysieren und erkennen, ob Fahrzeugkom ponenten eines bestimmten Typs oder Herstellers im Hinblick auf ein oder mehrere Leistungsparameter besser oder schlechter sind als funktionsgleiche Fahrzeugkom ponenten eines anderen Typs oder eines anderen Herstellers. So kann ein bereits aufgetretenes Problem auf der einen Fahrzeugkomponente ggf. auf einer anderen verhindert werden. Weiterhin kann Fahrzeugübergreifend festgestellt werden, wie eine bestimmte Fahrzeugkomponente besser betrieben werden kann oder eben nicht betrieben werden soll, um bestimmte Schäden zu vermeiden.

0164Die von der Flottenanalysesoftware berechneten Handlungsempfehlungen können an einen Nutzer ausgegeben werden um diesen dazu zu veranlassen, Verbesse rungen für eine bestimmte Fahrzeugkomponenten sowie typgleiche oder typähnli che Komponenten vorzunehmen. Gemäß manchen Ausführungsformen können einzelne Analysemodule und/oder die Flottenanalysesoftware dazu konfiguriert sein, auch taktische Empfehlungen aufgrund der Daten der Datenbank(en) zu berechnen und auszugeben. Figur 1B zeigt ein System 150 mit mehreren militärische Wasserfahrzeugen 100, 130, 132. Jedes der Wasserfahrzeuge kann ausgebildet sein als ein Wasserfahr zeug der hier beschriebenen Ausführungsformen. Vorzugsweise gehören die Was serfahrzeuge alle zum gleichen oder zu einem ähnlichen Fahrzeugtyp. Es ist jedoch auch möglich, dass die Wasserfahrzeuge zu unterschiedlichen Fahrzeugtypen ge hören, auch in diesem Fall kann eine Auswertung der Sensordatenhistorien für mehrere Wasserfahrzeuge vorteilhaft sein, z.B. wenn die Fahrzeuge unterschiedli chen Typs einige oder mehrere Fahrzeugkomponenten des gleichen Typs beinhal ten, sodass ein Vergleich der komponentenbezogenen Messwerte zumindest für diese Fahrzeugkomponenten sinnvoll ist.

0165Das System 150 beinhalten außerdem ein Computersystem 134, das z.B. als ein zelner Rechner oder Rechnerverbund ausgebildet sein kann. Das Computersystem beinhaltet eine Schnittstelle 136 zum sicheren Import des Inhalts der Datenbanken der Wasserfahrzeuge 100, 130, 132. Je nach Implementierungsvariante kann die Schnittstelle 136 unterschiedlich implementiert sein. Es kann sich z.B. über eine kabelgebundene Schnittstelle handeln, z.B. auf Basis der Glasfasertechnologie, die eine rasche Übertragung von großen Datenmengen zulässt. In manchen Fällen kann es sich aber auch um eine kontaktlose Schnittstelle handeln, z.B. über eine Schnittstelle einer Funkverbindung, oder um eine USB-Schnittstelle zum Import von Daten auf einem portablen Laufwerk über USB. In jedem Fall sind mehrere techni sche und/oder organisatorische Sicherheitsvorkehrungen getroffen, um sicherzu stellen, dass die Daten während der Übertragung nicht ausgelesen oder manipuliert werden können. Beispielsweise kann die Übertragung nur verschlüsselt über einen Ende-zu-Ende verschlüsselten Datenübertragungskanal erfolgen. Oder es kann ei ne Authentifizierung des die Datenübertragung veranlassenden Nutzers erforderlich sein, z.B. über passwortbasierte und/oder biometrische Authentifizierungsverfahren. Beispielsweise kann das Computersystem 134 und die Schnittstelle 136 zur siche ren Datenübertragung Bestandteil der IT-Infrastruktur eines Heimathafens sein, die dazu genutzt werden kann, die von den Wasserfahrzeugen während ihrer Einsätze automatisch erzeugten Messdaten zu importieren und gesammelt auszuwerten. Die Auswertung der Daten mehrerer Wasserfahrzeuge wird von einer Flottenanaly sesoftware 138 durchgeführt, die auf dem Computersystem 134 instanziiert ist. Die Flottenanalysesoftware analysiert die importierten Messwerte der Datenbanken der Wasserfahrzeugen. Die importierten Daten können z.B. in einer zentralen relationa len Datenbank auf dem Computersystem 134 gespeichert und dort analysiert wer den. Die Flottenanalysesoftware erkennt im Zuge der Analyse automatisch, ob die Messwerte unterschiedlicher Wasserfahrzuge von Fahrzeugkomponenten gleichen Typs erfasst wurden. Diese Information kann hilfreich sein um sicherzustellen, dass die richtigen Messwerte verglichen werden. Ein Temperatursensor eines Motors misst die Motortemperatur, ein Temperatursensor an der Außenseite des Fahrzeugs unterhalb des Wasserspiegels misst die Wassertemperatur. Es ist wichtig, bei der Analyse zu berücksichtigen, von welchem Sensor bzw. von welcher Fahrzeugkom ponente ein Parameterwert „Temperatur“ stammt, denn ein Vergleich ist in der Re gel nur dann sinnvoll, wenn die Messwerte von Sensoren und Komponenten glei chen oder ähnlichen Typs stammen, also z.B. nur die Temperaturwerte für die Komponente „Motor“ miteinander verglichen werden. Vorzugsweise wird auch der Fiersteller bei der Analyse miteinbezogen. Es kann z.B. sein, dass unterschiedliche Fiersteller des gleichen Typs von Fahrzeugkomponente (Motor) den Sensor an leicht unterschiedlichen Positionen anbringen oder unterschiedliche Sensortypen verwenden. In diesem Fall kann die Berücksichtigung der unterschiedlichen Fierstel ler bzw. sonstiger relevanter Umstände dazu beitragen, falsche Analyseergebnisse aufgrund einer fehlerhaften Interpretation kleinerer herstellerbedingter Messwertab weichungen erzeugt werden.

0166Im Zuge der Analyse erkennt die Flottenanalysesoftware dasjenige der Wasserfahr zeuge anhand der importierten Messdaten, welches oder welche der Wasserfahr zeuge im FHinblick auf zumindest ein bestimmtes Zielkriterium optimal oder am schlechtesten beschaffen sind. Bei dem Zielkriterium handelt es sich um ein techni sches Bewertungskriterium wie z.B. dasjenige Fahrzeug mit dem besten Füllstand von Energie und Verschleißteilreserven, dasjenige Fahrzeug mit dem geringsten Wartungsstau und/oder mit der längsten Zeit bis zur Fälligkeit der nächsten Inspek tion. Zusätzlich oder alternativ dazu erkennt die Flottenanalysesoftware kritische Zustände von Fahrzeugkomponenten in einem oder mehreren der Wasserfahrzeu- ge. Beispielsweise kann die Flottenanalysesoftware all diejenigen Fahrzeuge identi fizieren, in welchen Vibrationsparameter darauf hindeuten, dass innerhalb der letz ten 6 Monate in einem Motor z.B. aufgrund von Materialermüdung oder anderer un günstiger Faktoren Temperaturen und/oder Drehzahlwerte gemessen wurden, die als gefährlich für die Fahrzeugkomponente und/oder die Besatzung angesehen werden muss.

0167In manchen Ausführungsformen ist die Flottenanalysesoftware dazu ausgebildet, den Zeitpunkt des Eintretens eines kritischen Zustands einer Fahrzeugkomponente in einem oder mehreren der Wasserfahrzeuge vorherzusagen. Das könnte der Zeit punkt sein, an welchem Energie-, Sauerstoffgas-, oder Lebensmittelvorräte zur Nei ge gehen, an welchem mit einem Versagen eines essentiellen Bauteils aufgrund von Verschleiß zu rechnen ist oder dergleichen.

0168In manchen Ausführungsformen ist die Flottenanalysesoftware außerdem dazu ausgebildet, automatisch ein oder mehrere Umgebungs-Parameter und/oder Fahr- zeugkomponenten-Parameter und deren entsprechende Parameterwertebereiche zu identifizieren, die ursächlich für einen kritischen Zustand einer der Fahrzeug komponenten in einem oder mehreren der Wasserfahrzeuge sind. Dies ist ein be sonders vorteilhafter Aspekt gerade im Kontext hoch komplexer militärischer Was serfahrzeuge: bisweilen sind Fahrzeugkomponenten und Bauteile schon deutlich vor dem erwarteten, normalen Lebenszeitende defekt, ohne dass hierfür eine ein deutige Ursache zu erkennen ist. Bisweilen ist auch zu beobachten, dass ein be stimmtes Bauteil in einem bestimmten Wasserfahrzeug immer wieder versagt wäh rend das gleiche Bauteil in anderen Wasserfahrzeugen des gleichen Typs und mit den gleichen Komponenten deutlich länger hält. Angesichts des hochkomplexen Zusammenwirkens verschiedener Bauteile und Umweltfaktoren wird regelmäßig vermutet, dass die Ursache des Problems in einer Wechselwirkung des Bauteils mit seiner Umgebung besteht, wobei nicht genau bekannt ist, welche Ursache konkret für das Versagen des Bauteils verantwortlich ist. Die mechanischen Belastungen von Bauteilen hängen von verschiedensten Faktoren ab, zum Beispiel dem Vibrati onsverhalten räumlich benachbarter Bauteile, dem Seegang, Wind und Strömungs bedingungen denen das Fahrzeug im Rahmen seines Einsatzes ausgesetzt ist und nicht zuletzt auch von manuell eingegebenen Steuerbefehlen der Besatzung. Ange sichts dieser Komplexität ist es oft nicht möglich, konkrete Ursachen für den Ausfall von Komponenten durch genaue Inspektion eines bestimmten Fahrzeugs zu identi fizieren. Erst durch eine Analyse einer Vielzahl von Messwerten, die über einen län geren Zeitraum von den Sensoren einer Vielzahl von Wasserfahrzeugen erfasst und gespeichert wurden, ist es möglich, den Ausfall bestimmter Bauteile mit dem Zu sammenwirken mehrerer anderer Faktoren zu korrelieren, zum Beispiel einer be stimmten Fahrweise, einer bestimmten Lufttemperatur, eines bestimmten Salzge halts, bestimmten Strömungsverhältnissen und der Verwendung bestimmter weite rer Bauteile und Fahrzeugkomponenten anderer Hersteller. Somit ermöglicht die Flottendiagnose eine verbesserte Fehlerdiagnose aufgrund einer breiteren Daten basis einschließlich der Erkennung von Fehlern, die in höchst komplexer, oftmals nichtlinearer Weise durch Zusammenwirken mehrerer spezifischer Faktoren verur sacht werden.

0169Figur 2 zeigt ein Blockdiagramm eines verteilten Computersystems 126, das zum Speichern und Analysieren von Sensormessdaten verwendet werden kann. Das hier gezeigte Computersystem beinhaltet 5 Computer 202, 204, 206, 208, die funk tional über ein Netzwerk 280, zum Beispiel ein Intranet, zu einem Rechnerverbund miteinander verbunden sind und auf welchen jeweils mehrere Container 212-230 instanziiert sind. Jede der Computer verfügt über ein oder mehrere Prozessoren 240, 242, 244, 246, Arbeitsspeicher 248, 250, 252, 254 sowie optional auch über ein oder mehrere nicht-flüchtige Datenspeicher.

0170In jedem der Container ist maximal eine Instanz eines Analysemoduls enthalten und wird dort ausgeführt. Beispielsweise können die Analysemodule jeweils als soge nannter Mikroservice implementiert sein.

0171Einige Analysemodule sind nur in einer einzigen Instanz vertreten. Beispielsweise läuft Analysemodul AM2 nur in Form einer einzigen Instanz 262 innerhalb des Con tainers 214, das Analysemodul AM3 nur in Form einer einzigen Instanz 264 in Con tainer 216, und Analysemodul AM4 nur in Form einer einzigen Instanz 268 in Con tainer 222. Manche Analysemodule können aber auch in mehreren Instanzen inner- halb einer entsprechenden Anzahl an Containern ausgeführt werden. Beispielswei se ist Analysemodul AM1 in Form der beiden Instanzen 260, 266 in den Containern 212 bzw. 220 instanziiert.

0172Wie viele Instanzen der einzelnen Analysemodule instanziiert und/oder geschlossen werden und auf welchem der Rechner dies geschieht wird von der Containerverwal tungssoftware 256 gesteuert. Die Software 256 orchestriert die Instanziierung, Mig ration und Schließung von Containern und darin enthaltenen Analysemodulen dy namisch nach verschiedenen Optimierungskriterien, die vorzugsweise von einem Nutzer konfigurierbar sind. Optimierungskriterien können zum Beispiel Load- Balancing, Upscaling und Downscaling Kriterien sein, die dafür sorgen, dass die Rechenlast ausgewogen unter den Computern verteilt ist, manche häufig benötigte Analysemodule parallel in mehreren Instanzen ausgeführt werden können, eine schnelle Antwortzeit und/oder hohe Ausfallsicherheit gewährleistet wird.

0173Die von den Sensoren der verschiedenen Fahrzeugkomponenten des Wasserfahr zeugs 100 erfassten Messdaten werden in einer Datenbank 122 gespeichert. Um die Ausfallsicherheit der Datenbank zu erhöhen werden die Inhalte der Datenbank in redundanter Weise auf den verschiedenen Computern 202-208 verteilt gespei chert. Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur verteilten, redundan ten Speicherung von Daten bekannt, zum Beispiel die Speicherung mittels Fehler korrekturverfahren unter Verwendung von Fehlerkorrekturbits. In manchen Ausfüh rungsformen können einige der Container 224-230 auch zur Speicherung von Teilen der Daten der Datenbank verwendet werden.

0174Das Automatisierungssystem 124 beinhaltet ebenfalls ein oder mehrere Prozesso ren 282, Arbeitsspeicher 284 und eine Automatisierungssoftware 286. Die Automa tisierungssoftware ist dazu konfiguriert, aktuell erfasste Messdaten von zumindest einigen der Sensoren dynamisch zu empfangen und diese, gegebenenfalls zusam men mit von einem Nutzer eingegebenen Befehlen, als Input zu verwenden, um ein oder mehrere Steuerbefehle aus diesem Input abzuleiten und auf Basis der Steuer befehle das Verhalten der ein oder mehreren Fahrzeugkomponenten 102, 104, 106, 108, 110 automatisch zu steuern. Das Computersystem 290 mit dem Automatisierungssystem 124 ist über einen Da tenkommunikationskanal 292 mit dem Rechnerverbund 126 verbunden. In manchen Ausführungsformen kann das Automatisierungssystem über die Datenverbindung 292 eine Anfrage an einen Zugriffsdienst 288 senden, um über diesen Daten aus der verteilt gespeicherten Datenbank 122 zu lesen und für die Berechnung von Steuerbefehlen zu verwenden. Das Automatisierungssystem ist operativ entkoppelt von den Analysemodulen, das heißt, es läuft vorzugsweise auf einem anderen Computer und greift, sofern es die in der Datenbank gespeicherten Messwerte nutzt, asynchron zu den Analysemodulen auf die Messwerte zu.

0175Figur 3 zeigt mehrere analysemodul-spezifische asymmetrische kryptographische Schlüsselpaare die zur sicheren Übertragung und Speicherung von Messdaten ver wendet werden können.

0176Beispielsweise kann das Antriebssystem 104 von einem ersten Hersteller H1 her gestellt werden. Der Hersteller H1 entwickelt außerdem ein Analysemodul AM4, dass dazu ausgebildet ist, Messwerte, die von einem oder mehreren Sensoren 112 des Antriebs erfasst werden, zu analysieren, um automatisch den aktuellen und/oder künftigen Zustand des Antriebssystems 104 vorherzusagen. Vor oder im Zuge der Entwicklung des Analysemoduls AM4 erzeugt der Hersteller H1 ein erstes asymmetrisches kryptographisches Schlüsselpaar mit einem ersten geheimen Ent schlüsselungsschlüssel 344 und einem dazu korrespondierenden öffentlichen Ver schlüsselungsschlüssel 332. Vor Auslieferung des Analysemoduls AM4 an den Be treiber oder Hersteller des militärischen Wasserfahrzeugs 100 wird der geheime kryptographische Entschlüsselungsschlüssel 344 so in dem Analysemodul AM4 in tegriert, dass er nicht von unberechtigten Dritten ausgelesen werden kann. Außer dem wird der Drehzahlsensor 112 des Antriebssystems 104 mit dem öffentlichen Verschlüsselungsschlüssel 332 versehen.

0177Die öffentlichen Schlüssel, hier sämtlich mit dicken Umrisslinien dargestellt, können zusammen mit ihren jeweils korrespondierenden privaten Schlüsseln für jeden ein zelnen Sensor einer Fahrzeugkomponente spezifisch erstellt werden. In anderen Ausführungsformen ist es jedoch auch möglich, dass sich alle Sensoren einer Fahr- zeugkomponente das gleiche kryptographische Schlüsselpaar bzw. den öffentlichen Schlüssel dieses Paares teilen und den öffentlichen Schlüssel dazu verwenden, die von den Sensoren jeweils erfassten Messdaten zu verschlüsseln. Eine sensor individuelle Erzeugung von Schlüsselpaaren hat den Vorteil einer sehr feingranula- ren Steuerung der Zugriffsrechte. Eine fahrzeugkomponenten-individuelle Erzeu gung von Schlüsselpaaren und die Verwendung des gleichen öffentlichen Schlüs sels durch die Sensoren der gleichen Fahrzeugkomponente hat den Vorteil der ver einfachten Schlüsselverwaltung, denn in der Regel, wenn auch nicht immer, haben die von verschiedenen Sensoren eines Fahrzeugs erfassten Messdaten identische oder ähnliche Anforderungen an deren Geheimhaltung.

0178Alle Messwerte, die der Sensor 112 erfasst, um diese in der Datenbank 122 zu speichern, werden mit dem öffentlichen Schlüssel 332 verschlüsselt. Das bedeutet, dass alle anderen Analysemodule AM1 , AM2 und AM3 die von dem Drehzahlsensor 112 erfassten und mit dem Schlüssel 332 verschlüsselten Daten nicht entschlüsseln können.

0179In einer Ausführungsform ist der Drehzahlsensor 112 allerdings dazu konfiguriert, Kopien der von ihm erfassten Messwerte mit einem öffentlichen Schlüssel 330, der einem Analysemodul AM3 eines anderen Fierstellers H2 zugewiesen ist, zu ver schlüsseln, sodass dieses Analysemodule AM3 die Kopien mit seinem korrespon dierenden privaten kryptographischen Schlüssel 342 entschlüsseln kann. Beispiels weise können vertragliche Vertrauensbeziehungen zwischen Fiersteller FH 1 und Fier steller FH2 des Ruders 108 bestehen, sodass der Sensor 112 des Antriebssystems die von ihm erfassten Messwerte nicht nur mit dem öffentlichen Schlüssel 332, son dern in Kopie auch mit dem öffentlichen Schlüssel 330 verschlüsselt, sodass nicht nur Analysemodul AM4 sondern auch Analysemodul AM3 auf diese Messwerte zu greifen und entschlüsseln kann.

0180In analoger Weise kann die Fahrzeugkomponente 110, die einen Temperatursensor 120 und einen Drucksensor 118 beinhaltet, von einem dritten Fiersteller FH3 herge stellt werden. Der Fiersteller FH3 entwickelt außerdem die Analysemodule AM5 und AM6, die in mehreren Kopien auf dem Computersystem 126 instanziiert sein kön- nen. Module AM5 und AM6 werten beide jeweils sowohl Temperaturdaten als auch Druckdaten aus, allerdings im Hinblick auf unterschiedliche Analysezwecke bzw. Fragestellungen. Der Sensor 120 erzeugt seine Messdaten in Form von zwei Ko pien von Messdaten, die mit unterschiedlichen öffentlichen Schlüsseln 324, 322 verschlüsselt sind. Auch der Sensor 118 erzeugt seine Messdaten in Form von zwei Kopien von Messdaten, die mit den öffentlichen Schlüsseln 324, 322 verschlüsselt sind. Daten, die mit dem Schlüssel 322 verschlüsselt wurden können von jedem Analysemodul, das den zugehörigen privaten Schlüssel 334 enthält, entschlüsselt und verarbeitet werden. Daten, die mit dem Schlüssel 324 verschlüsselt wurden können von jedem Analysemodul, das den zugehörigen privaten Schlüssel 336 ent hält, entschlüsselt und verarbeitet werden. Jede der mehreren Instanzen 306-312 des Analysemoduls AM5 beinhaltet den privaten Schlüssel 334. Jede der mehreren Instanzen 314-318 des Analysemoduls AM6 beinhaltet den privaten Schlüssel 336.

0181Das Ruder 108 beinhaltet in dem dargestellten Beispiel drei Sensoren unterschiedli chen Typs, darunter der Winkelsensor 114. Jedem der Sensoren ist ein öffentlicher Schlüssel 326-330 zugeordnet, der mit einem korrespondierenden privaten Schlüs sel 338-342 ein asymmetrisches kryptographisches Schlüsselpaar bildet. Die von den Sensoren erfassten Messwerte werden in dreifacher Kopie verschlüsselt jeweils mit einem anderen der öffentlichen Schlüssel in die Datenbank gespeichert. Analy semoduls AM1 kann nur diejenigen Daten entschlüsseln, die mit dem öffentlichen Schlüssel 326 verschlüsselt wurden. Analysemoduls AM2 kann nur diejenigen Da ten entschlüsseln, die mit dem öffentlichen Schlüssel 328 verschlüsselt wurden. Analysemoduls AM3 besitzt allerdings zwei private Schlüssel 340, 342 und kann daher Daten entschlüsseln, die mit dem öffentlichen Schlüssel 328 oder mit dem öffentlichen Schlüssel 330 verschlüsselt wurden.

0182Diese genaue Kontrolle von Zugriffsrechten ist gerade im Bereich militärischer Was serfahrzeuge sehr vorteilhaft, denn oftmals ist erst eine Kombination bestimmter Daten sicherheitskritisch, nicht einzelne Datenwerte. Beispielsweise sind GPS Posi tionsdaten in jedem Fall sicherheitskritisch, denn sie erlauben es gegnerischen Ein heiten, einen Angriff auf das Wasserfahrzeug einzuleiten. Die Position des Wasser fahrzeugs unterhalb des Wasserspiegels (falls es sich um ein U-Boot handelt) ist allein in der Regel nicht kritisch, sofern keine weiteren Positionsdaten bekannt sind. Gleiches gilt für Daten wie Wassertemperatur oder Strömungsverhältnisse. Aller dings erlaubt eine Kombination der Position des Wasserfahrzeugs unter Wasser mit Strömungs- und Temperaturdaten in manchen Fällen eine zumindest ungefähre Bestimmung der aktuellen Position des Wasserfahrzeugs.

0183Die Verwendung verschiedener Verschlüsselungsschlüssel für verschiedene Arten von Messdaten gemäß Ausführungsformen der Erfindung erlaubt eine feingranulare Kontrolle des Zugriffs auf diese Messdaten. Analysemodule haben nur einen oder nur einige wenige private Schlüssel und können somit nur auf diejenigen Messdaten zugreifen und diese verarbeiten, die von einem Sensor erfasst wurden, der einen zu diesen privaten Schlüssel korrespondierenden öffentlichen Schlüssel zur Verschlüs selung verwendet hat.

0184Nach Ausführungsformen verfügt eine einzelne besonders vertrauenswürdige Soft ware über eine Kopie aller privaten Schlüssel der Analysemodule. Beispielsweise kann die besonders vertrauenswürdige Software ein weiteres Analysemodul mit er weiterter Berechtigung sein, das vom Betreiber des Fahrzeugs entwickelt wurde. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Flottenanalysesoftware über eine Kopie aller privaten Schlüssel der Analysemodule verfügen, um die Daten aller Sensoren aller Wasserfahrzeuge einer Flotte analysieren zu können.

0185Figur 3 zeigt die Zuweisung von privaten Entschlüsselungsschlüsseln an die einzel nen Analysemodule und die Zuweisung von öffentlichen Verschlüsselungsschlüssel an die Sensoren (oder diese Sensoren enthaltenden Fahrzeugkomponenten). Die Sensoren erheben Messdaten und verschlüsseln diese mit den ihnen zugewiesenen öffentlichen Schlüsseln.

0186Gemäß Ausführungsformen der Erfindung werden weitere asymmetrische krypto- graphische Schlüsselpaare den Sensoren und Analysemodulen zugeiwesen, aller dings zum Zwecke der Signaturprüfung (hier nicht dargestellt). In diesem Fall wer den private Signierschlüssel den einzelnen Sensoren oder den diese Sensoren be inhaltenden Fahrzeugkomponenten zugewiesen. Die Sensoren oder Fahrzeugkom ponenten verwenden die Signierschlüssel, um die erfassten und optional verschlüs- selten Messdaten zu signieren. Die einzelnen Analysemodule haben Zugriff auf öf fentliche Signaturprüfschlüssel, die jeweils mit einem der Signierschlüssel ein asymmetrisches kryptographisches Schlüsselpaar bilden. Beispielsweise können die öffentlichen Signaturprüfschlüssel Bestandteil einzelner Analysemodule sein.

0187Die Analysemodule sind dazu konfiguriert, die Validität der Signaturen der Messda ten mit Signaturprüfschlüsseln zu prüfen, und die Messdaten nur dann weiterzuver arbeiten wenn deren Signatur valide ist.

0188Figur 4 zeigt beispielhaft einige Komponenten eines militärischen Wasserfahrzeug mit mehreren Analysemodulen („AMs“) und einer Datenbank 122. Die Datenbank 122 ist hier in Form von zwei unterschiedlichen Datenbanken realisiert, die jeweils unterschiedliche Teile der Daten beinhalten. Datenbank 122.1 enthält Messdaten mit einem normalen Sicherheitsniveau, die ganz oder in Teilen in unverschlüsselter Form vorliegen. Datenbank 122.2 dagegen beinhaltet sensible Messdaten, die im militärischen Bereich auch als „rote Daten“ bezeichnet werden, und die vorzugswei se mit einem oder mehreren verschiedenen kryptographischen Schlüsseln ver schlüsselt sind, z.B. gemäß eines im H inblick auf Figur 3 beschriebenen Verschlüs selungsverfahrens. Die Box 406 repräsentiert eine Vielzahl unterschiedlicher Mess werte von unterschiedlichen Sensoren verschiedener Fahrzeugkomponenten. Bei spielsweise können die Messwerte von folgenden Fahrzeugkomponenten und Sub systemen stammen: diverse interne Messdaten (z.B. zustandsbezogene Messwerte verschiedener Fahrzeugkomponenten), SBM (schadensbezogene Messdaten, z.B. bezüglich Schäden nach Flavarie und/oder Kampfeinsatz), EBM (Energiebezogene Messdaten, z.B. Zustandsdaten eines Dieselaggregats), ONA (own noise analysis) und Vibrationsdaten. Insbesondere die Vibrationsdaten sind wichtig um aktuelle und künftige Systemzustände abschätzen zu können, da diese Daten es in den meisten Fällen ermöglichen, mechanischen Betriebsprobleme von sich drehenden Maschi nen zu identifizieren, insbesondere Alterungsprozesse in Stahlkonstruktionen.

0189Die Ausgabeschnittstelle 404 kann z.B. ein Bildschirm oder ein Lautsprecher sein oder eine Maschine-zu-Maschine-Schnittstelle. Beispielsweise kann die Schnittstelle eine GUI sein, die dem Nutzer 424 das Ergebnis der Analyse der einzelnen Analy- semodule anzeigt, um dem Nutzer zu ermöglichen, geeignete Maßnahmen zu er greifen.

0190Beispielsweise kann das Analysemodul 410 ein Analyseergebnis erzeugen, wonach die Energievorräte in drei Tagen bei gleichbleibendem Verbrauch erschöpft sein werden. Das Ergebnis wird dem Nutzer über den Bildschirm angezeigt sodass die ser selbst geeignete Maßnahmen ergreifen kann, z.B. rechtzeitig einen Hafen an steuern oder den Energieverbrauch drosseln. Das Analysemodul für 112 kann durch Analyse mehrerer Messwerte wie zum Beispiel aktuell verfügbare Energievorräte, Strömungsverhältnisse, Windverhältnisse in Kombination mit vom Nutzer spezifizier ten Daten wie zum Beispiel gewählter Route für die nächsten Tage die voraussicht liche Reichweite der Energievorräte Vorhersagen. Für den Fall, dass die Berech nung ergibt, dass bei der aktuell gewählten Route die Energievorräte nicht ausrei chen, bei Wahl einer alternativ möglichen Route die Vorräte ausreichen würden, kann das Modul die alternative Route vorschlagen, sodass der Nutzer die alternati ve Route lediglich bestätigen muss um zu bewirken, dass das Automatisierungssys tem des Fahrzeugs automatisch das Fahrzeug auf die alternative Route lenkt. Man che Analysemodule können ihr Analyseergebnis auch direkt an einzelne Fahrzeug komponenten ausgeben. Beispielsweise kann das Modul 410 für den Fall, dass ein Energienotstand auf dem Wasserfahrzeug eingetreten ist, automatisch sämtliche Energieverbraucher auf dem Wasserfahrzeug, die als nicht essenziell für den Be trieb des Wasserfahrzeugs angesehen werden, ausschalten bzw. die Bereitstellung von Energie an diese Energieverbraucher beenden.

0191Zumindest einige der Fahrzeugkomponenten können über eine Schnittstelle 402 verfügen, um erfasste Messdaten auch direkt an eine oder mehrere der Analyse module 410-422 zu übermitteln. Dies kann insbesondere im Hinblick auf Messdaten sein, die für schnelle Reaktionen einzelner Analysemodule in Echtzeit wichtig sind, da hierdurch Verzögerungen durch das Schreiben der Messdaten in eine Daten bank vermieden werden können, gegebenenfalls können die Messdaten auch im Hintergrund bzw. asynchronen in die Datenbank geschrieben werden. Die hier gezeigten Analysemodule sind nach Anwendungsfeldern gruppiert, zum Beispiel in Module des Energieerzeugungssystems EES, des Wartungssystems, oder des „Service“ Systems ). Das Service-System umfasst verschiedene Services, z.B. bezüglich der Erfassung und/oder des Reportings verschiedener Fehler von Komponenten des Wasserfahrzeugs.

0192Nach manchen Ausführungsformen haben verschiedene externe Systeme Zugriff auf die Analysemodule und deren Ergebnisse, zum Beispiel über eine externe Schnittstelle 408. Die Schnittstelle 408 kann zum Beispiel zum Export der Daten der Datenbank 122 im Heimathafen verwendet werden, sodass eine Flottenanaly- sesoftware die exportierten Daten auswerten kann.

0193Bezugszeichenliste

0194100 militärisches Wasserfahrzeug

0195102 Waffensystem

0196104 Antriebssystem

0197106 Navigationssystem

0198108 Rudersystem

0199110 Fahrzeugkomponente

0200112 Drehzahlsensor

0201114 GPS Sensor

0202116 Winkel-/Positions-Sensor

0203118 Drucksensor

0204120 Temperatursensor

0205122 Datenbank

0206124 Automatisierungssystem

0207126 verteiltes Computersystem

0208130 militärisches Wasserfahrzeug

0209132 militärisches Wasserfahrzeug

0210134 Computersystem

0211136 Import-Schnittstelle

0212138 Flottenanalysesoftware

0213140 Bildschirm

0214202-208 Computersystem

0215212-230 Container

0216260-268 Analysemodul-Instanzen

0217260, 266 Instanzen des Analysemoduls AM1

0218270-278 Teile der Daten der Datenbank 122

0219240-246 CPUs

0220248-254 Arbeitsspeicher

0221256 Containerverwaltungssoftware

0222280 Netzwerkverbindung (Intranet) 282 CPUs

0223284 Arbeitsspeicher

0224286 Automatisierungssoftware

0225288 Datenbank-Zugriffsdienst

0226290 Computersystem

0227292 Datenverbindung

0228302, 304 Instanzen des Analysemoduls AM2 306-312 Instanzen des Analysemoduls AM5 314-318 Instanzen des Analysemoduls AM6 322-332 öffentliche Verschlüsselungsschlüssel zum sicheren Daten austausch mit bestimmten Analysemodulen

0229334-344 private Entschlüsselungsschlüssel, spezifisch für bestimmte Analysemodule

0230402 Eingang Schnittstelle

0231404 Ausgabe-Schnittstelle

0232406 Messwerte

0233408 externe Schnittstelle

0234410-422 Analysemodule