SFB 901: On-The-Fly Computing - Individualisierte IT-Dienstleistungen in dynamischen Märkten

Das Ziel des SFB 901 ist die Entwicklung von Methoden zur automatischen On-The-Fly-(OTF)-Konfiguration und Ausführung individueller IT-Dienstleistungen aus auf weltweiten Märkten verfügbaren Services. Neben der Konfiguration solcher Dienste durch spezielle OTF Provider und deren Ausführung durch spezielle OTF Compute Center umfasst dies die Entwicklung von Methoden zur Qualitätssicherung, Sicherheit, Interaktion und Marktentwicklung.

Heute stehen wir am Beginn eines neuen Abschnitts in der Entwicklung und Ausführung von IT-Dienstleistungen. Wir sehen erste Ansätze zur Abkehr von dem 40 Jahre alten Prinzip der Beschaffung von Software durch Einkauf von teuren, relativ unflexiblen Standardlösungen beziehungsweise der noch teureren Erstellung durch Softwarehäuser oder eigene Softwareabteilungen. Mit Grid und Cloud Computing wird es möglich, IT-Dienstleistungen und ihre benötigten Ressourcen nur bei Bedarf und nur in der benötigten Form einzukaufen. Mit den service-orientierten Architekturen stehen Methoden zur Verfügung, Software zumindest unternehmensintern flexibel zusammenzustellen. Diese ersten Ansätze für eine neue Art der Erbringung von IT-Dienstleistungen bilden den Ausgangspunkt für die Forschungen im Sonderforschungsbereich 901 „On-The-Fly Computing“.

Die Vision des „On-The-Fly Computing“ sind Services, die von individuell und automatisch konfigurierten und zur Ausführung gebrachten IT-Dienstleistungen auf Märkten frei gehandelt und flexibel kombiniert werden können. Gleichzeitig zielt der SFB 901 auf die Organisation von Märkten ab, deren Teilnehmer*innen durch geeignetes unternehmerisches Handeln einen lebendigen Markt der Services aufrechterhalten. Mit dieser Vision schaut der SFB 901 weit in die Zukunft der IT-Entwicklung und -Nutzung, deren erste Wandlungen wir aber schon heute erleben.

Um zu erforschen, inwieweit diese Vision realisierbar ist, werden Methoden und Techniken entwickelt, die

• eine weitestgehend automatische Konfiguration, Ausführung und Adaption von IT-Dienstleistungen aus Services ermöglichen, die auf Märkten weltweit verfügbar sind,
• die Sicherung der Qualität der so erbrachten Dienstleist­ungen und den Schutz der Akteur*innen in den Märkten garantieren sowie
• die Organisation und die Weiterentwicklung dieser Märkte und die für diese Aufgaben notwendige Interaktion zwischen den Akteur*innen unterstützen.

Um diese Ziele zu erreichen, arbeiten Informatiker aus unterschiedlichen Disziplinen wie Softwaretechnik, Algorithmik, Rechnernetze, Systementwurf, Sicherheit und Kryptografie mit Wirtschaftswissenschaftlern zusammen, die ihre spezifische Expertise einbringen. So können die Organisation und Weiterentwicklung des Marktes vorangetrieben werden.

Im Einrichtungsantrag für unseren SFB haben wir 2011 eine Vision von Märkten für IT-Dienstleistungen formuliert, die einen seinerzeit und in weiten Teilen auch heute noch neuartigen Ansatz für die Erbringung von IT-Dienstleistungen beschreibt: „Unsere Vision des On-The-Fly Computing ist die von individuell und automatisch konfigurierten und zur Ausführung gebrachten IT-Dienstleistungen aus auf Märkten gehandelten, flexibel kombinierbaren Services. Gleichzeitig zielen wir auf die Organisation von Märkten ab, deren Teilnehmer durch geeignetes unternehmerisches Handeln einen lebendigen Markt der Services aufrechterhalten.“In der dritten Förderperiode werden wir unsere Arbeiten in Richtungen erweitern, die zur Akzeptanz des On-The-Fly Computing beitragen und unsere Methoden und Techniken damit in Wissenschaft und Industrie nachhaltig etablieren. Hierzu zählen wir zum Beispiel komfortable Nutzbarkeit bei hoher Lösungsqualität, ressourceneffiziente Ausführung, Verlässlichkeit durch sichere Transaktionen, Qualitätsgarantien und Nutzerfeedback, sowie Sicherstellung eines funktionierenden, ggf. geeignet regulierten Marktes. Dazu arbeiten Informatiker und Wirtschaftswissenschaftler mit Forschungsschwerpunkten wie Rechnernetze und verteilte Algorithmen, Sicherheit und Kryptographie, Softwaretechnik und Verifikation, Konfiguration und maschinelles Lernen, Technische Informatik und HPC, Mikroökonomie und Spieltheorie, Wirtschaftsinformatik und Management zusammen.Um die Machbarkeit und Durchgängigkeit des OTF Computing Ansatzes zu zeigen, realisieren wir einen Proof-of-Concept für das OTF Computing, der typische Szenarien eines OTF Marktes durchspielen kann. Die Arbeitsweise werden wir anhand von zwei Anwendungsszenarien — automatisiertes maschinelles Lernen (AutoML) und automatisierte Erstellung von Question Answering Diensten (AutoQA) — illustrieren. Schließlich werden wir unsere Arbeiten für die Verstetigung des On-The-Fly Computing über den SFB hinaus vorantreiben und im Rahmen von Veranstaltungen mit Industriepartnern sowie Transferprojekten die im SFB gewonnene Expertise weitergeben.

DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche

Laufende Projekte

A01 - Möglichkeiten und Grenzen lokaler Strategien in dynamischen Netzen (Teilprojektleiter Meyer auf der Heide, Friedhelm; Scheideler, Christian)

A03 - Der Markt für Services: Anreize, Algorithmen, Implementation (Teilprojektleiter Briest, Patrick; Frick, Bernd; Haake, Claus-Jochen; Hehenkamp, Burkhard; Skopalik, Alexander)

A04 - Empirische Analysen in Märkten für OTF Dienstleistungen (Teilprojektleiter Fahr, René; Frick, Bernd; Kundisch, Dennis)

B01 - Parametrisierte Servicespezifikation (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Engels, Gregor; Geierhos, Michaela; Hamann, Heiko; Schäfer, Wilhelm; Wachsmuth, Henning)

B02 - Konfiguration und Bewertung (Teilprojektleiter Hüllermeier, Eyke; Kleine Büning, Hans; Kleinjohann, Bernhard; Ngonga Ngomo, Axel-Cyrille)

B03 - Kompositionsanalyse in unsicheren Kontexten (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Becker, Steffen; Hüllermeier, Eyke; Wehrheim, Heike)

B04 - Proof-Carrying Services (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Bodden, Eric; Platzner, Marco; Wehrheim, Heike)

C01 - Robustheit und Sicherheit (Teilprojektleiter Blömer, Johannes; Jager, Tibor; Scheideler, Christian; Sorge, Christoph)

C02 - On-The-Fly Compute Centers I: Heterogene Ausführungsumgebungen (Teilprojektleiter Brinkmann, André; Meyer auf der Heide, Friedhelm; Platzner, Marco; Plessl, Christian)

C04 - On-The-Fly Compute Centers II: Ausführung komponierter Dienste in konfigurierbaren Rechenzentren (Teilprojektleiter Karl, Holger; Meyer auf der Heide, Friedhelm)

C05 - Architekturmanagement von On-The-Fly Computing Märkten (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Engels, Gregor; Kundisch, Dennis; Wünderlich, Nancy Viola)

T02 - Praxistaugliche kryptographische Techniken für sichere und datensparsame Kundenbindungssysteme (Teilprojektleiter Blömer, Johannes; Jager, Tibor)

T03 - Automatisierte Risikoanalyse in Bezug auf Open-Source-Abhängigkeiten (Hektor) (Teilprojektleiter Bodden, Eric)

T04 - Online-Bewertungen auf B2B-Plattformen für Softwareprodukte (Teilprojektleiter Kundisch, Dennis)

Z - Zentrales Verwaltungsprojekt (Teilprojektleiter Meyer auf der Heide, Friedhelm)

Abgeschlossene Projekte

A02 - Realisierung und Optimierung von Overlays über physikalischen Netzen (Teilprojektleiter Frey, Hannes; Karl, Holger)

C03 - Modellierung von Optimierungsproblemen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Koberstein, Achim; Suhl, Leena)

T01 - Flexible Umsetzung von Industrial Analytics Funktionen auf rekonfigurierbaren Systems-on-Chip (rSoC) (Teilprojektleiter Platzner, Marco)

Beteiligte Fachrichtungen Wirtschaftsinformatik, Technische Informatik, Algorithmen und Komplexität, Softwaretechnik, Intelligente Systeme, Theorie verteilter Systeme, Kryptografie und Sicherheit in Netzwerken, Informationsökonomie, Formale Methoden, Algorithmische Spieltheorie, Rechnernetze, Empirische Wirtschaftsforschung

Antragstellende Institution Universität Paderborn

Sprecher Professor Dr. Friedhelm Meyer auf der Heide