Sensorgestützte cyberphysische Systeme (CPS) bilden das Rückgrat von Industrie 4.0. Durch Verschmelzung softwaretechnischer Komponenten mit physischen Objekten ermöglichen sie hochflexible und modulare Produktions- und Industrieprozesse. Neben verschiedenen Steuergeräten besteht ein CPS aus einer Vielzahl von vernetzten, in die Industrieumgebung eingebettete Sensoren und Messgeräten, die hohe Volumina heterogener Mess-, Maschinen- und Produktionsdaten generieren. Diese Daten müssen effizient und schnell strukturiert, gefiltert, verknüpft und klassifiziert werden. Durch die lokale Vorverarbeitung der Daten (Fog-Computing) direkt im Bereich der Sensoren werden CPS in der Lage sein, den Antwortzeitanforderungen industrieller Anwendungen gerecht zu werden. Darüber hinaus sollen Selbstüberwachung und -konfiguration der Sensoren auch bei sich ändernden Umgebungsbedingungen sowie dynamischen Änderungen des CPS bzw. der Sensorik-Vernetzung ermöglicht werden. Sensoren sollen in der Lage sein, ihren Betriebsmodus und somit auch Energieverbrauch und Datenübertragungsvolumen dem Anwendungsbedarf automatisiert anzupassen, um die Gesamteffizienz zu steigern. Eine künftige Grundvoraussetzung hierfür wird eine schnelle, effiziente, flexible und zuverlässige Funkkommunikation, mit deren Hilfe verschiedene Komponenten in die Lage versetzt werden, sich flexibel, bedarfsgerecht, verzögerungsfrei und eigenständig zu einem größeren Gesamtsystem zu vernetzen. Hier bieten 5G-Technologien (z.B. aus Projekt IC4F) bzgl. wichtiger Parameter wie kurzer Latenzzeiten und erhöhter Kommunikationssicherheit, die eine zentrale Rolle im industriellen Kontext spielen, einen vielversprechenden Ansatz. Neue Frequenzbereiche (bspw. Millimeterwellen) sowie Spektrumsnutzungskonzepte in 5G werden zudem bzgl. Privacy, Kosten oder Standortunabhängigkeit neue Geschäftsmodelle für die Industrie selbst und für Telekommunikationsprovider erlauben. Die Entwicklung auf 5G basierender Funksysteme und deren Optimierung erfordern Simulationen, Planungen und genaue Kanalmodelle, wofür zertifizierte Hochfrequenzmessungen und die metrologische Rückführbarkeit der Messverfahren Grundlage sind. Eine weitere Grundvoraussetzung zur Umsetzung künftiger CPS sind Möglichkeiten zur automatisierten Authentifizierung. Die Einbettung eines DCC in die Sensorik eines CPS liefern den dafür benötigten strukturierten Ansatz. Mit Hilfe einer zugehörigen Infrastruktur für die sichere Zertifikatsverwaltung ergeben sich vielfältige Möglichkeiten für ein digitales Identitätsmanagement:

1. Eineindeutige Zuordnung von Gerät und DCC sowie Verkettung von Messgeräten in (Sub-)Netzwerken mit dem DT,
2. Hinterlegung von Messfähigkeiten, Anforderungen an die Umgebungsbedingungen sowie an die Datenanalyse im DCC und
3. Maschineninterpretierbare Informationen über den Gültigkeitsbereich der Kalibrierung, Änderungen der Umgebung und Veränderung der Kalibrierparameter.

Das Konzept des DCC soll um entsprechende Mechanismen des sicheren Identitätsmanagements erweitert werden und in Kombination mit sicheren und latenzarmen Kommunikationsprotokollen die Fähigkeit zur schnellen, zuverlässigen Authentifizierung liefern (Plug&Trust). Gleichzeitig gehen damit Protokolle zur verteilten Triggerung und Synchronisation über mehrere Knoten einher – die so ermöglichte nachweisbare Synchronität in Netzen schafft neue Ansätze für hochperformante vernetzte industrielle Messsysteme, z.B. zur Messung von Verzögerungszeiten in Kommunikations-/Sensornetzen oder zur verteilten und echtzeitfähigen Analyse hochdimensionaler Datenräume wie bei Zustandsüberwachung, Positionierung und Tracking.