Innovationen

Regelwerk relevanter Parameter

Durch Entwurf und Aufbau von Versuchsmustern werden Hypothesen zum Ausfallverhalten untersucht und entweder bestätigt oder verworfen. Die identifizierten Kenngrößen und Ereignisse mit Einfluss auf eine Verkürzung der Lebensdauer bzw. auf eine erhöhte Gefahr für stressbedingte Ausfälle werden in einem Regelwerk als Grundlage einer übergreifenden Spezifikationsmethodik erfasst.

Definition vollständiger Ausfallmechanismen

Durch Korrelation von Stresssituationen, die wahrscheinlich zu Ausfällen führen, mit Erfassungsstrategien lassen sich Messgrößen zur Erkennung von Risikoeinflüssen identifizieren. Mit den Ergebnissen können die Kenngrößen und Ereignisse (Stresssituationen) im Regelwerk um geeignete Erfassungsstrategien (Messgrößen) zu vollständig definierten Ausfallmechanismen erweitert werden.

Effiziente Erfassung und Speicherung der Parameter

Es werden effiziente Messschaltungen und Sensoranordnungen für den Betrieb in allen Lebensphasen des Produkts (Transport, Lagerung, Betrieb) definiert und entwickelt, die auch unter schwierigsten Einsatzbedingungen noch aussagekräftige Informationen sammeln können. Wohl definierte Schnittstellen und Datenformate gewährleisten die schnelle, zuverlässige und zielgerichtete Auswertung der Messwerte sowohl im Betrieb als auch in einer nachgelagerten Analysephase.

Entwicklung von Algorithmen zur Systemzustandsanalyse und Systemklassifikation

Die automatische Klassifikation des Systemzustands im laufenden Betrieb erfordert effizienter Algorithmen, die mit den beschränkten Ressourcen der integrierten Mess- und Auswerteeinheit realisierbar sind. Der Verlauf zwischen erster Ankündigung eines Ausfalls und tatsächlichem Eintreten des Ausfalls ist für die diversen Ausfallarten verschieden. Die Entwicklung realistischer Prognosen erfordert daher adaptive Algorithmen, falls sich ursprünglichen Randbedingungen ändern. Außerdem werden Werkzeugen und Methoden zur detaillierten Analyse und Parameterextraktion bei Systemausfällen vom Projekt bereitgestellt.

Ableiten von vorbeugenden Handlungsempfehlungen für Design und Wartung

Das aufgebaute elektronische und prüfbare Regelwerk erlaubt die direkte Integration verifizierter Sensoren, Messschaltung und Algorithmen zur Systemanalyse und zur Systemzustandsklassifikation. Die gewonnenen Erkenntnisse ermöglichen die Formulierung genereller Handlungsempfehlungen in Bezug auf bestimmte Ausfallmechanismen im Rahmen von Transport, Lagerung und/oder Betrieb. Während der Spezifikationsphase und nachfolgend im Entwurfsablauf neuer Produkte werden die Handlungsempfehlungen berücksichtigt und mittels Spezifikations- und Verifikationsmethoden werkzeuggestützt geprüft. Diese Methodik entspricht der simulationsbasierten Funktionsanalyse von Systemen, die heute selbstverständlich ist – das Pendant hinsichtlich Fehleranfälligkeit und Ausfallgefährdung soll Ergebnis des vorliegenden Projekts werden.

Evaluierung und Validierung

Die Wirksamkeit des im Projekt erarbeiteten, ganzheitlichen Ansatzes wird an Funktionsmustern nachgewiesen. An ihnen werden die Methoden zu Spezifikation und Entwurf unter Berücksichtigung der identifizierten Ausfallmechanismen nachvollzogen. Die von den Partnern beigetragenen Stresssituationen werden an Prüfplätzen nachgebildet. Somit kann die Korrelation zwischen Stresssituation und Kenngrößen ebenso nachgewiesen werden wie die Wirksamkeit der Erfassungsstrategien und die Gültigkeit der Handlungsempfehlungen.

Werkzeuge

Folgende nachnutzbare Werkzeuge machen die entwickelten Werkzeuge verfügbar:

  1. Eine Bibliothek von Zustands- und Fehlermonitorkonzepten für hochwertige und zuverlässige Produkte auf der Basis individualisierter Sensorsituationen.
  2. Ein Werkzeug zur Pflege der Bibliothek von Zustands- und Fehlermonitorkonzepten.
  3. Datenerfassungs-, Kompressions- und Speichereinheiten mit optimiertem Energiebedarf.
  4. Stressmonitore, die in den Produkten der Industriepartner eine umfassende Lebenszeitüberwachung erlauben.
  5. Entwurfsmethoden- und Konzepte, die allen Partnern die Integration der Stressmonitore in ihre Produkte ermöglicht.
  6. Werkzeuge zur Auswertung der durch die Stressmonitore erfassten Daten.
  7. Rechnergestütztes Werkzeug zur entwurfsbegleitenden Analyse auf Lebensdauer und Zuverlässigkeit unter gegebenen Randbedingungen mit automatischer Erzeugung von Warnmeldungen und Hinweisen an den Entwickler zur Optimierung von Zuverlässigkeit und Lebensdauer.