Junglas, Marco:

Methodische Entwicklung hochintegrierter mechatronischer Systeme unter funktionalen, zuverlässigkeits- und sicherheitstechnischen Aspekten : Analyse und Quantifizierung

Duisburg, Essen (2012), XI, 128 S.
Dissertation / Fach: Maschinenbau
Fakultät für Ingenieurwissenschaften » Maschinenbau und Verfahrenstechnik
Duisburg, Essen, Univ., Diss., 2012
Abstract:
Zeitlich dicht aufeinander folgende Produktinnovationen, der hochdynamische Markt und die Hersteller von automotiven Produkten erfordern einen eng an die Kundenbedürfnisse angepassten Entwicklungsprozess. Sicherheitsanforderungen, Zuverlässigkeitsanforderungen und Kundenerwartungen an das endgültige System und dessen Komponenten steigen stetig. Das gleichermaßen gestiegene Bewusstsein für Sicherheit und Zuverlässigkeit verlangt spezielle effektive und effiziente Analyse- und Bewertungsmethoden sicherheitskritischer Systeme. Die Bewertung von Sicherheit und Zuverlässigkeit basiert auf der Strukturbeschreibung eines Systems. Aufgrund des gestiegenen Anteils an mechatronischen Systemen im Fahrzeug, ist hier aus Entwicklungssicht eine domänenübergreifende Strukturbeschreibung notwendig, die die zuverlässigkeitstechnische Auswertung unterstützt. Der in dieser Arbeit eingeführte Systembewertungsprozess beschreibt die generelle Vorgehensweise zur Bewertung von Systemen. Des Weiteren wird eine Systemmatrix zur formalen Beschreibung der technischen, funktionalen und zuverlässigkeitstechnischen Systemzusammenhänge definiert. Diese bildet die Grundlage für die Analyse und die Evaluierung von Zuverlässigkeitsnetzen. Die Analyse der Systemmatrix erfolgt unter der Verwendung von standardisierten zuverlässigkeitstechnischen Methoden. Diese Methoden und deren Anwendung werden durch die empirische Ausfallanalyse und die Pfadimportanzanalyse erweitert. Die quantifizierten Informationen der Systemmatrix werden durch die hier eingeführten Zuverlässigkeitsnetze beschrieben und in einen Systembaukasten zusammengefasst. Dieser Baukasten erlaubt bereits quantifizierte Teilsysteme unter Beibehaltung der Bewertung innerhalb des Bewertungsprozesses wiederzuverwenden. Werden Systemanforderungen bezüglich der Qualitätsmerkmale (z. B. Zuverlässigkeit) nicht erfüllt, besteht die Möglichkeit, das System durch eine Optimierung an diese Anforderungen anzupassen. Diese Vorgehensweise wird anhand eines Entscheidungsprozesses dargestellt. Die Informationen über das System werden dem Optimierungsprozess über das Zuverlässigkeitsnetz bereitgestellt. Ergänzend werden neben der Strukturfunktion Vorschläge für die Optimierung übergeben. In Kombination mit dem Optimierungsprozess ist es möglich wichtige Konzept-Entscheidungen frühzeitig mit einer hohen Sicherheit zu treffen. Durch die Anwendung des Systembewertungsprozesses wird eine Reproduzierbarkeit der Analyseergebnisse erreicht, was im Garantiefall den Nachweis unterstützt.

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