Verlässlichkeit von Automatisierungssystemen

Beschreibung des Forschungsschwerpunktes

Neben der Funktionalität entscheiden heute insbesondere die Qualitätsmerkmale über den Erfolg von Automatisierungssystemen. Die Eigenschaften wie Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Sicherheit sind Innovationstreiber für zukünftige Anwendungen. Für die Automatisierungstechnik ist es von großer Bedeutung, Systeme zu entwickeln, bei denen mit Hilfe einer Zuverlässigkeitsanalyse die Qualität frühzeitig bestimmt oder die Verfügbarkeit sichergestellt wird.

Das IAS beschäftigt sich in diesem Kontext mit folgenden Themen:

  • Optimierung der Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit
  • Ermittlung der Zuverlässigkeit automatisierter Systeme im Kontext des Internets der Dinge
  • Lernfähige Instandhaltung auf Basis von Sensornetzen und Auswertung großer Datenmengen
  • Fehlermanagement und automatische Rekonfiguration
  • Formale Verifikationsmethoden zur Softwarebewertung
Abbildung
Abbildung 1: Verlässlichkeit

 

Mitarbeiter des Forschungsschwerpunktes

Aktuelle Themen im Forschungsschwerpunkt

Fehlerprävention bei automatisierten Systemen

Jedes Unternehmen versucht Produkte anzubieten, die zuverlässig sind. Doch in jeder Maschine und in jedem Gerät können Fehler oder Ausfälle auftreten und das System oder Teile des Systems in ihrer Funktion beeinträchtigen. Um die Folgen eines Funktionsverlustes des Systems und seiner Komponenten zur Betriebszeit zu vermeiden, ist ein Konzept erforderlich, welches Abnormitäten erkennt, bevor sich daraus ein Fehler entwickeln kann.

Das System zur Fehlerprävention ermöglicht es, die Stillstandszeit von automatisierten Systemen zu minimieren. Auftretende Ursachen werden frühzeitig vom System zur Fehlerprävention identifiziert, analysiert und gezielt selbstständig oder, falls nötig, mithilfe von Wartungspersonal beseitigt.

Smartphone-basierte Fehlerdiagnose von automatisierten Systemen

Die Fehlerdiagnose zählt zu einem Gebiet, welches heute ausschließlich Fachkräften vorbehalten ist. Im Rahmen dieser Forschungsarbeit wurde ein neuartiges Konzept entwickelt, mit welchem genau dieses Problem angegangen wird: Wie kann der Anwender unterstützt werden, Servicearbeiten selbst durchzuführen, ohne sämtliches Fachwissen über den inneren Aufbau eines automatisierten Systems oder spezielle Diagnoseverfahren besitzen zu müssen? Zur Unterstützung wird ein mobiles Diagnosegerät eingesetzt, welches aus einem handelsüblichen Smartphone und einer Diagnose-Software besteht.

Unterstützung des Fehlermanagements bei industriellen Qualitätssicherungssystemen durch ein agentenbasiertes Assistenzsystem

Ausfälle und Fehlfunktionen im Qualitätssicherungssystem schlagen sich häufig direkt auf die Verfügbarkeit der Fertigung nieder. Die Fertigung muss verzögert oder vorübergehend komplett eingestellt werden. Um eine hohe Verfügbarkeit zu gewährleisten, müssen aufgetretene Fehler möglichst schnell behoben oder sogar verhindert werden, bevor sie zu schwerwiegenden Auswirkungen führen. Um die Instandhaltung bei dieser Aufgabe zu unterstützen, wird in dieser Arbeit ein computergestütztes Assistenzsystem auf Basis der Agententechnologie entwickelt und untersucht.

Erhöhung der Verfügbarkeit von automatisierten Systemen

Ein modellgestütztes Fehlerdiagnose- und Rekonfigurationskonzept wird entwickelt. Das Fehlerdiagnose- und Rekonfigurationssystem sammelt nach der Fehlermeldung die Zustände der Komponenten und Systeme des ATS (einschließlich der empirischen Daten) vom automatisierten System (ATS). Basierend darauf wird die Fehleridentifikation durchgeführt, um die Symptome des Fehlers zu analysieren und die Fehlerorte zu erkennen. Anschließend wird die Funktionsanalyse mithilfe eines Komponentenmodells, Funktionsmodells und Anforderungsmodells ausgeführt.