Aktuelle Projekte

Zuverlässigkeit elektronischer Teilchenbeschleunigersysteme am CERN

Volker Schramm, CERN

Analyse von Überwachungssystemen für Teilchenbeschleuniger zur Verbesserung der Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Schutzfunktion. Erarbeitung einer methodischen Vorgehensweise für Entwurf, Produktion, Tests und den Betrieb verlässlicher elektronischer Systeme. Zugleich Anwendung der Methodik für die Zuverlässigkeitsanalyse, Definition der Betriebsstrategie und zur Durchführung von Funktions- sowie Zuverlässigkeitstests.



Entwicklung eines fehlersicheren mechatronischen Antriebssystems für die Tiefseetechnik

Julian Popp



Analyse der Zuverlässigkeit und der Funktionalen Sicherheit elektrischer Energiebordnetze und deren Komponenten

Frederic Heidinger, Patrick Münzing und Andreas Ostertag, Robert Bosch GmbH

Grundlagen für das automatisierte Fahren sind die Umwelterkennung, die Trajektorienplanung und die Trajektorienumsetzung im Fahrzeug. Die Energieversorgung ist Voraussetzung zur Erfüllung dieser Funktionen. Aufgrund der Kritikalität der Fahrzeugfunktionen ergeben sich bisher nicht gekannte Anforderungen an die Energieversorgung des Fahrzeugs. Die Betrachtung der Zuverlässigkeit und der Funktionalen Sicherheit zur Sicherstellung der einwandfreien Funktion des Fahrzeugs ist unerlässlich.



Methoden und Technologien für ausfallsichere adaptive Tragwerke und deren Elemente und Strukturen

Andreas Ostertag, DFG Sonderforschungsbereich (SFB 1244)

Für die im SFB 1244 angestrebten adaptiven Tragwerke ist eine Anpassung sowohl an die jeweilige aktuelle Lastsituation wie Wind und Wetter als auch an den Nutzer erforderlich. Neben der Sicherstellung einer hohen Zuverlässigkeit ist das Verhalten des Systems im Fehlerfall von besonderer Bedeutung. Ziel ist durch ein Fail-Safe-Konzept mittels einer angepassten Fehlerreaktion den Betriebszustand so weit und so lange wie möglich aufrecht zu erhalten. Außerdem werden Fail-Safe-Elemente entwickelt und eingesetzt.



Zuverlässigkeitsanalyse mechatronischer Systeme

Frank Müller und Jan Gröber, Festo AG & Co. KG

Analyse der Zuverlässigkeit mechatronischer Systeme am Beispiel einer neuartigen Ventilinsel unter Berücksichtigung der mechanischen und elektronischen Komponenten sowie der Software. Planen und Durchführen von Zuverlässigkeitstests. Systematische Erarbeitung der Grundlagen zur Beschreibung der Zuverlässigkeit mechatronischer Systeme sowie die Erarbeitung der Möglichkeit zur Bestimmung der Systemzuverlässigkeit in frühen Phasen der Produktentwicklung.



Arbeitskreis Standard Lastkollektive für Nutzfahrzeug-Bremsen

Kevin Lucan und Mark Henß, Bergische Achsen, DAF, Daimler, Haldex, IVECO, Knorr-Bremse, MAN, MERITOR, SAF Holland, WABCO

Für die Entwicklung betriebsfester und zuverlässiger Komponenten und Systemen ist, neben der Belastbarkeit, die Kenntnis der im Feld auftretende Belastung notwendig. Aus diesem Grund werden für Nutzfahrzeug-Bremssysteme, im Rahmen eines Arbeitskreises mit zehn namenhaften Industriepartnern, Standard Lastkollektive aus der Feldbelastung abgeleitet. Ziel ist die Entwicklung eines branchenweiten Standards für Auslegung und Absicherung von Nutzfahrzeug-Bremsen.



Realitätsnahe Modellierung und Analyse der Verfügbarkeit von Produktionssystemen in Industrie 4.0

Fei Long, GSaME, DFG

Modellierung und Analyse der Verfügbarkeit von Produktionssystemen in Industrie 4.0 auf der Basis von Petrinetzen, unter Berücksichtigung von sämtlichen Aspekten wie Flexibilität, Wandlungsfähigkeit, Lernfähigkeit, zahlreiche Abhängigkeiten und Wechselwirkungen. Ziel ist die Entwicklung einer leistungsfähigen Methode zur Modellierung und Analyse der Verfügbarkeit von Produktionssystemen in Industrie 4.0.



Expertensystem für die anwendungsorientierte Lebensdauerprognose von Zahnriemenantrieben

Alexander Kremer, Walther Flender GmbH

Trotz einer langen Historie und einer immensen Vielfalt angebotener Riemenkonstruktionen ist deren Berechnung bis heute nicht genormt. Hinzu kommen fehlende quantitative Aussagen zu Zuverlässigkeit und Verschleiß von Zahnriemengetrieben. Daher soll eine Methodik entwickelt werden, mit der es möglich ist auf Basis relevanter Parameter ein anwendungsorientiertes Lebensdauermodell zu generieren, welches zur Prognose der Lebensdauer von Zahnriemenantrieben herangezogen werden kann.



Prognostics and Health Management (PHM): Theorieansätze und Implementierung von PHM relevantem Vorwissen in Algorithmen des maschinellen Lernens

Mark Henß, IMA

Prognostics and Health Management ist eine technische Disziplin, die sich mit der Bewertung und Regelung der nutzbaren Restlebensdauer von Systemen beschäftigt. Getrieben vom Entwicklungstrend „Cyber-Physical-Systems“ wird der Zustand des Systems im Betrieb in Echtzeit diagnostiziert, prognostiziert und durch Regeleingriffe gezielt optimiert. PHM schließt somit Methoden und Modelle aus Zuverlässigkeitstechnik, Statistik, Maschinellem Lernen, Messtechnik etc. ein. Ein Ziel dieser Arbeit ist es, das Spektrum an Methoden und Modellen in einem gemeinsamen Theorieansatz zu bündeln. Der Einsatz des Maschinellen Lernens ermöglicht eine automatische Erkennung relevanter Muster und Trends in Daten, die dem Mensch nur schwer zugänglich sind. Fehlende Trainingsdaten, Labels und eine geringe Daten-Qualität können dem Einsatz entgegenstehen. In diesem Projekt wird untersucht wie Vorwissen in die Algorithmen implementiert werden kann um diese Defizite zu beheben.



Entwicklung von Prognostics and Health Management (PHM) Konzepten für Nutzfahrzeugkomponenten

Sebastian Held, Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH

Mittelpunkt von PHM ist die Feststellung der nutzbaren Restlebensdauer von technischen Systemen, sowie die Ableitung entsprechender Maßnahmen. Im Rahmen von Digitalisierung, Elektrifizierung und autonomen Fahren bietet sich der Einsatz von PHM auch in der Nutzfahrzeugtechnik an. Innerhalb dieses Projekts werden PHM-Anwendungen für Nutzfahrzeugkomponenten, im Hinblick auf reduzierte Lebenszykluskosten bei gleichzeitiger Erhöhung von Sicherheit und Verfügbarkeit, entwickelt.



Methoden zur Berücksichtigung von Vorerfahrung

Alexander Grundler, ZF Friedrichshafen AG

Die Berücksichtigung von Vorerfahrung ermöglicht nicht nur eine präzisere Aussage der Zuverlässigkeit eines Produktes, sondern auch eine Verringerung von Kosten und Zeit in der Zuverlässigkeitstestplanung. Bestehende Methoden zeigen hierbei jedoch zum Teil sehr konservatives Verhalten und insbesondere die Quantifizierung von Vorwissen aus Berechnungsergebnissen und Simulationen, als auch die Transformation von Zuverlässigkeitsinformationen zwischen verschiedenen Systemebenen bedürfen praktikabler Methoden.



Definition und Verifizierung von Algorithmen für virtuelle Sensoren zur Bestimmung von schädigenden Lastkollektiven für Bauteile von Großdieselmotoren

Martin Diesch, MTU Friedrichshafen GmbH

Die Kenntnis der realen Belastung im Feld ist für die Entwicklung eines zuverlässigen Produktes von größter Wichtigkeit. Im Rahmen dieses Projektes sollen Lastkollektive ermittelt werden, welche die Belastung von Bauteilen von Großdieselmotoren beschreiben. Dafür sollen virtuelle Sensoren zur Beschreibung des Zusammenhanges zwischen physikalischen Messgrößen und schadensrelevanten Einflussfaktoren dienen.



Optimale Lebensdauertestplanung durch Berücksichtigung von Vorkenntnissen aus stochastischen Betriebsfestigkeitssimulationen

Martin Dazer, Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH

Eine zielgerechte Zuverlässigkeitstestplanung kann nur erfolgen, wenn bereits belastbares Vorwissen über das produktspezifische Ausfallverhalten vorliegt. Im Rahmen dieses Projekts wird dieses aus stochastischen Betriebsfestigkeitssimulationen gewonnen. Dabei werden systematische Unsicherheiten mit Wahrscheinlichkeits-funktionen modelliert und eine virtuelle Weibullverteilung generiert. Mit diesem virtuell ermittelten Vorwissen soll es ermöglicht werden, Empfehlungen für die Auswahl einer optimalen Teststrategie zu geben.



Untersuchung des Schadensmechanismus Grübchen an Zahnrädern eines Fahrzeuggetriebes

Zeljana Beslic, IMA

Die Zahnradlebensdauer einer Serienverzahnung soll auf den Ausfall Grübchen experimentell am Lastprüfstand untersucht werden. Es soll ein statistischer Lebensdauernachweis des Zahnrads hinsichtlich des Ermüdungsschadens und der Einfluss auf die Streuung des Degradationsmodells Grübchen, unter Einflussnahme der Last dargelegt werden. Eine Erprobungsmethodik im Hinblick auf Ressourcenplanung und ein Simulationsansatz sollen mit den Messdaten verifiziert werden



Zuverlässigkeitsprognose auf Basis gewonnener Erkenntnisse aus tauschaufbereiteten PKW-Getrieben

Andreas Kroner, Daimler AG

Im Bereich der Refabrikation ist es das Ziel, die Wiederverwendungsquote zu maximieren um Ressourcen und Kapital einzusparen. Jedoch ohne abstriche hinsichtlich Qualität und Zuverlässigkeit der aufbereiteten Produkte. Hierbei muss sichergestellt werden, dass die ausgewählten Komponenten ein zweites Produktleben darstellen können. Erkenntnisse aus dem Refabrikationsprozess von tauschaufbereiteten PKW-Getrieben werden hierfür herangezogen.