Laufende Projekte
- Zuverlässigkeitsbetrachtung von Gesamtfahrzeugen
Erarbeitung und Evaluation einer effizienten und verlässlichen Methodik für die Zuverlässigkeitsbetrachtung auf Basis von eventbasierten Dauerlaufmessungen von Gesamtfahrzeugen - Reinforcement Learning für adaptive Betriebs- und Instandhaltungsstrategien
Entwicklung eines KI-gestützten Frameworks für adaptive Betriebs- und Instandhaltungsstrategien mittels Reinforcement Learning - Zuverlässigkeitsabsicherung sicherheitskritischer Systeme am CERN
Entwicklung eines Leitfadens zur Zuverlässigkeitsabsicherung sicherheitskritischer Kleinseriensysteme - SAGE - Smart actuator for green energies
Wirkungsgraduntersuchungen und Schadensdetektion an hochbeanspruchten Schneckengetrieben in Stellantrieben
- Kosteneffiziente Zuverlässigkeit von PV-Kraftwerken mit Batteriesystemen
Optimierung der Verfügbarkeit von PV-Kraftwerken mit Batteriespeichern durch Prognose der Restnutzungsdauer und Zustandsüberwachung mittels integrierter PHM-Lösungen und Predictive Maintenance - Sicherheit der beabsichtigten Funktionalität
Funktionale Sicherheit und Sicherheit der beabsichtigten Funktionalität für Energiebordnetze - Zuverlässigkeit passiver Komponenten
Zuverlässigkeit und Lebensdauermodell für passive Komponenten - Zuverlässigkeitsabsicherung von Varianten
Aufwandsreduzierte Zuverlässigkeitsabsicherung in der Produktvariantenentwicklung unter Berücksichtigung von Vorwissen - Datengetriebene Zustandsüberwachung elektronischer Systeme am CERN
Zustandsüberwachung elektronischer Systeme durch Integration von Expertenwissen und Hardwaretests in Algorithmen des maschinellen Lernens - Zuverlässigkeit von adaptiven Tragwerken
Methoden zur Auslegungs- und Betriebsoptimierung zuverlässiger adaptiver Tragwerke mit reduzierter Umweltwirkung - Zuverlässigkeitsmodellierung eines Zahnriemenantriebs
Lebensdauermodell für ein Zahnriemenantrieb in Lenkgetrieben auf Basis von statistischer Versuchsplanung (L-DoE)
Abgeschlossene Projekte
- Lebensdauermodell Wicklungsisolation
Entwicklung eines ganzheitlichen Lebensdauermodells für Wicklungsisolierungen von elektrischen Maschinen auf Basis der wirkenden Schadensmechanismen und ihrer unterschiedlichen Ausprägungen - Lebensdauersteigerung Grübchen
Steigerung der nutzbaren Restlebensdauer von Zahnrädern durch eine adaptive Betriebsstrategie
Projektarchiv
Marcel Göldenboth

Die Automobilindustrie befindet sich in der Transformation hin zum vollelektrischen Antrieb. Insbesondere die HV-Batterie rückt hierbei in den Fokus der Entwicklung. Um die Zuverlässigkeit im Rahmen der Entwicklungsphase nachzuweisen, bedarf es einer optimalen Testplanung. In diesem Projekt werden für die Ermittlung des Erprobungsportfolios
die Erprobungszeit, das Projektbudget, die Prüfkollektive, das Zuverlässigkeitsziel sowie vorhandene Vorkenntnisse verwendet. Darüber hinaus werden unter dem Ziel einer übergreifenden Testplanung alle Testebenen, von Komponententests über Batterietests bis hin zu Fahrzeugerprobungen, miteinander verknüpft.
Achim Benz, IMA

Um die Installation von Photovoltaik-Kleinanlagen durch modulare Flexibilität zu vereinfachen, sowie deren Sicherheit und Effizienz zu steigern, werden die elektronischen Komponenten direkt ins Solarmodul integriert. Die dabei entstehende Wärmeentwicklung und die damit verbundenen, geänderten Rahmenbedingungen, sowie die sehr hohe Lebensdaueranforderung von über 20 Jahren, machen eine genaue Analyse aus zuverlässigkeitstechnischer Sicht unumgänglich. Ziel ist es, die mit der Modulintegration der Elektronik einhergehenden kritischen Änderungen zuverlässigkeitstechnisch zu bewerten und dabei sicherzustellen, dass die neu entwickelten Elektroniklösungen auch bei besonders kritischen Einsatzbedingungen direkt am Solarmodul, im Vergleich zu den älteren Varianten, konkurrenzfähig sind.
Kim Hintz, IMA

Um die Installation von Photovoltaik-Kleinanlagen durch modulare Flexibilität zu vereinfachen, sowie deren Sicherheit und Effizienz zu steigern, werden die elektronischen Komponenten direkt ins Solarmodul integriert. Die dabei entstehende Wärmeentwicklung und die damit verbundenen, geänderten Rahmenbedingungen, sowie die sehr hohe Lebensdaueranforderung von über 20 Jahren, machen eine genaue Analyse aus zuverlässigkeitstechnischer Sicht unumgänglich. Ziel ist es, die mit der Modulintegration der Elektronik einhergehenden kritischen Änderungen zuverlässigkeitstechnisch zu bewerten und dabei sicherzustellen, dass die neu entwickelten Elektroniklösungen auch bei besonders kritischen Einsatzbedingungen direkt am Solarmodul, im Vergleich zu den älteren Varianten, konkurrenzfähig sind.
Martin Diesch, IMA

Die im Bereich der erneuerbaren Energien eingesetzten Solarwechselrichter haben die Aufgabe die Photovoltaik-Module im optimalen Betriebspunkt zu halten und die durch die PV-Module erzeugte Gleichspannung in Wechselspannung umzuwandeln und diese in das öffentliche Netz einzuspeisen. Dabei können die Wechselrichter sowohl im Außen- und Innenbereich als auch in unterschiedlichsten Klimazonen eingesetzt werden. Feuchte und Temperatur spielen für den Ausfall elektronischer Komponenten eine zentrale Rolle. Diese Belastung führt somit direkt zur Schädigung der Komponenten des Wechselrichters. Temperaturen werden in vielen Fällen durch entsprechende Sensorik und Modelle berechnet. Das Eindringen von Feuchtigkeit in den Wechselrichter wird jedoch meist nicht erfasst. Ziel ist es somit die Feuchte im inneren des Wechselrichters durch entsprechende Modelle zu beschreiben. Die Belastung der Komponenten durch die Feuchte wird somit charakterisiert und für die Entwicklung neuer Produktgenerationen berücksichtigt werden.
Alexander Grundler, IMA

Heutige Produkte sind mit einer Vielzahl an Funktionen und Komponenten ausgestattet. Dies ermöglicht die notwendige Wettbewerbsfähigkeit in Zeiten der Digitalisierung, bewirkt jedoch auch eine große Zahl an Möglichkeiten für einen Systemausfall. Die Absicherung solcher Systeme und besonders der Nachweis der Systemzuverlässigkeit stellt eine Herausforderung dar. Durch verfügbare Vorkenntnis kann mittels des Konzepts der Probability of Test Success sowie dem Satz von Bayes eine effiziente Absicherungsstrategie durch Kombination von verschiedenen Testarten und verschiedenen Testebenen, wie beispielsweise System-, Subsystem-, Komponenten- und Bauteiltests erreicht werden. Dabei werden die zur Verfügung stehenden Informationen umfassend und entsprechend ihrer Güte zur Planung der Nachweistests verwendet.
Armin Köhler, Industriekooperation mit Robert Bosch GmbH

Angetrieben von den globalen Megatrends der Elektrifizierung und Automatisierung entwickelt sich die Automobilbranche stark in technische und innovative Bereiche. Insbesondere der Arbeitsbereich der Fahrerassistenzsysteme und automatisierten Fahrfunktionen ist ein aktuelles Innovationsfeld. Die meisten dieser Systeme haben eine gemeinsame Eigenschaft: Sie gehören zu den elektrischen und/oder elektronischen (E/E) Systemen, die für die Sicherheit von Fahrern und Passagieren verantwortlich sind. Grundlage der Funktionalität ist dabei stets die ausreichende Leistungsversorgung dieser sicherheitsrelevanten Systeme. Dadurch steigt die Sicherheitsrelevanz von Energiebordnetzen und zugehörigen Komponenten enorm. Aus diesem Grund muss das gesamte Energiebordnetz nach funktionalen Sicherheitsstandards entwickelt und verifiziert werden. Insbesondere im Bereich der Straßenfahrzeuge ist der funktionale Sicherheitsprozess nach ISO 26262 anzuwenden.
Philipp Kilian, Industriekooperation mit Robert Bosch GmbH

Getrieben durch die Megatrends Elektrifizierung, Automatisierung und Konnektivität werden umfassende Sicherheitskonzepte für die Energieversorgung im Fahrzeug erforderlich. Um dabei flexibel auf variierende Anforderungen reagieren zu können, gilt es die notwendigen Sicherheitskonzepte modular und skalierbar aufzubauen.
Hierzu arbeiten wir an innovativen Lösungen zur automatisierten Ableitung von effizienten Sicherheitskonzepten und deren Bewertung mittels künstlicher Intelligenz (KI) und/oder Optimierungsalgorithmen.
Da die analytische Bewertung unterschiedlicher Hardware-Architekturen sehr zeitaufwendig ist, soll ein automatisierter Ansatz auf Basis von Fehlerinjektion entwickelt werden, um einzelne Hardware-Bausteine modular bewerten zu können. Für eine Sicherheitsziel-übergreifende optimale Hardware-Architektur gilt es unterschiedliche Anforderungen der modularen Bausteine zu berücksichtigen.
Tamer Tevetoglu, IMA

Als Teil eines prädiktiven Diagnosemodels dient das Future Load Model zur Vorhersage zukünftiger Belastungen (Zeitseriendaten), welche die Restlebensdauer der Bleisäurebatterie maßgeblich beeinflussen. Hierzu werden zunächst vergangene Sensordaten der Batterie gespeichert und mittels unüberwachten Machine-Learning-Methoden zu repräsentativen Belastungsfällen gruppiert. Anschließend wird ein Rückgekoppeltes-Neuronales-Netz (RNN) basierend auf einem sog. langen Kurzzeitgedächtnis (LSTM) trainiert und zur Vorhersage zukünftiger Signaldaten genutzt. Die nun vorhergesagten Daten werden durch einen Klassifikator, z. B. Random Forest, den repräsentativen Lastfällen zugeordnet. Durch die Streuung der Datenpunkte innerhalb eines Belastungsfalls werden die Vertrauensbereiche der prädizierten Signaldaten abgeleitet. Nun kann die Restlebensdauer anhand der zukünftigen Belastungen berechnet werden.
Martin Diesch, IMA

Kroner Andreas, IMA

Stefan Jetter, Daimler AG

Benjamin Heumesser, IMA

Zeljana Beslic, IMA

Sabine Sanzenbacher, IMA

Frank Müller, DFG Projekt

Mit Hilfe stochastischer Netzverfahren können komplexe, technische Systeme modelliert und deren Zuverlässigkeit bzw. Verfügbarkeit simuliert werden. Die statistische Güte der Eingangsdaten kann aktuell nicht innerhalb der Analyse berücksichtigt werden. Ziel des Forschungsvorhabens ist die durchgängige Integration der statistischen Güte der Eingangsdaten in die gesamte Analysemethodik, um die Ausdruckskraft von Vertrauensbereichen mit der Leistungsfähigkeit der Modellierungs-methoden zu verknüpfen.
Martin Diesch, MTU Friedrichshafen GmbH

Andreas Ostertag, DFG Sonderforschungsbereich (SFB 1244)

Andreas Kroner, Daimler AG

Thomas Herzig, IMA

Mark Henß, IMA

Alexander Kremer, Walther Flender GmbH

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

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

Julian Popp, HSA Aalen, ISSA Forschungsprojekt

Volker Schramm, CERN

Sebastian Imle, WITTENSTEIN motion control GmbH

Die Förderung von Rohstoffen in der Tiefsee erfordert eine umweltfreundliche und sichere Antriebslösung. Die Systemarchitektur definiert die Komponenten und Schnittstellen des Systems in Art und Güte. Die Verarbeitungsqualität dieser Informationen über eine sichere Kommunikationsarchitektur entscheidet über den Diagnosedeckungsgrad und die funktionale Sicherheit des Systems. Der Entwurf eines Zustandsüberwachungssystems für den Einsatz in der Tiefsee ist das Ziel dieses Projektes.
Alexander Grundler, Martin Dazer; Daimler AG

Alexander Grundler, ZF Friedrichshafen AG

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

Fei Long, GSaME, DFG

Zeljana Beslic, IMA

Sebastian Held, Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH

Martin Dazer, Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH






Kontakt Stuttgarter Forschungszentrum Zuverlässigkeitstechnik
Martin Dazer
PD Dr.-Ing.Bereichsleitung
Paula Fischer
M.Sc.Stellv. Bereichsleitung
Lukas Merkle
M.Sc.Stellv. Bereichsleitung