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Forschungsbereich - Fahrzeuge und Simulation, Symbolbild
Fahrzeuge und Simulation
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Fahrzeuge und Simulation

An den Instituten für Fahrzeugsystemtechnik und für Konstruktion und CA-Techniken wird neben praxisnaher Lehre hauptsächlich für die Studiengänge Maschinenbau und Fahrzeugtechnik auch anwendungsorientierte Forschung betrieben. Neben zahlreichen Prüfständen (unter anderem auch ein Windkanal) werden 3D-Simulationen mit verschiedenen Softwarepaketen in der Strömungsmechanik und der Strukturmechanik (Crash- und Insassensimulation) durchgeführt. Darüber hinaus werden Fragestellungen der Mehrkörpersimulation und thermodynamischen Kreisprozesssimulation behandelt.

Im Institut für Informatik wird die automatisierte Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanalyse von Fahrzeugen betrachtet, insbesondere durch die Entwicklung einer eigenen Modellierungssprache.

Ansprechpartner:
Institut für Konstruktion und CA-Techniken:

Aktuelle Projekte

SmartIflow: State Machines for Automation of Reliability-related Tasks using Information FLOWs

Projektleiter: Prof. Dr. Rüdiger Lunde
Projektlaufzeit: 23.06.2014 - 23.06.2017

Projektbeschreibung:
Zentrales Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die automatisierte Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanalyse technischer Systeme voranzutreiben. Während heute bei der Vorhersage des intendierten Systemverhaltens komponentenorientierte Simulationstechniken zum Einsatz kommen, die Verhaltenswissen über das geplante System aus dem in Bibliotheken hinterlegten Verhaltenswissen der verbauten Komponenten automatisch erschließen, werden Untersuchungen über mögliches Fehlverhalten der Systeme immer noch vorwiegend manuell durchgeführt. Diese Vorgehensweisen sind aber mit stetig zunehmender Systemkomplexität, bedingt durch steigende Vernetzung und wachsende Softwareanteile, längst an ihre Grenzen gestoßen. Eine zentrale Herausforderung bei der Automatisierung von Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanalysen besteht in der richtigen Wahl der Abstraktionsniveaus, unter denen das System betrachtet wird. In den vergangenen 20 Jahren ist ein breites Spektrum an Repräsentationsformalismen und Inferenzmethoden entwickelt worden. Sie lassen sich grob in die Kategorien Failure Logic Modelling (reine Fehler- und Fehlerfortpflanzungsmodellierung auf hohem Abstraktionsniveau) und Failure Injection (Anreicherung eines physikalischen Modells um Beschreibungen von Fehlerzuständen auf geringem Abstraktionsniveau) unterteilen. Ein weiteres Unterscheidungskriterium bei komponentenorientierten Modellierungsansätzen ist die Art der Verbindungsmodellierung: Gerichtet (z.B. Simulink) und ungerichtet (z.B. Simscape).

Konkret wird in diesem Projekt ein Modellierungsformalismus entwickelt und erprobt, der Komponenten als endliche Automaten betrachtet. Neu an diesem Ansatz ist eine spezielle Modellierung des Informationsaustausches zwischen den Komponenten auf hohem Abstraktionsniveau, die abstrahierte physikalische Flussberechnungen einschließt und so mit der Umkehr von Kausalitätsbeziehungen in Fehlerfällen zurechtkommt. Anders als bei reinen Simulationsansätzen soll mit Hilfe eines RMS (Reason Maintenance System) zielgerichtete Suche nach möglichen Ursachen für bestimmtes ungewolltes System-Fehlverhalten unterstützt werden. Untersucht wird die Tragfähigkeit des Ansatzes insbesondere für Sicherheitsanalysen in frühen Phasen einer Produktentwicklung sowie seine Integrationsfähigkeit in bestehende Entwicklungsprozesse.

 

Abgeschlossene Projekte

 

Veröffentlichungen 

  • Philipp Hönig, Rüdiger Lunde, Florian Holzapfel: Formal Verification of Technical Systems Using smartIflow and CTL, Proceedings of the 2nd International Conference on Applications in Information Tech- nology (ICAIT-2016), Anzahl Seiten: 4, The University of Aizu Press, Aizu, Japan, 2016,http://web-ext.u-aizu.ac.jp/labs/is-se/conference proceedings/icait-16/icait-16-paper- 21.pdf
  • Philipp Hönig, Rüdiger Lunde, Florian Holzapfel: Model Based Safety Analysis with smartIflow, Information, Volume 8, Issue 1, 2017, MDPI, http://www.mdpi.com/2078-2489/8/1/7
  • Lückemeyer, L., Voß, R.: Probabilistische Bewertung der Lebensdauer von Dampfturbinen-Komponenten. DVM Tagung "Zuverlässigkeit und Probabilistik", München, 29.-30.Okt. 2014.
  • Voß, R., Almstedt, H.: Probabilistic assessment of the creep damage at the surface of steam turbine rotor shafts. 7. Dresdner- Probabilistik Workshop, München, 08.-09.Okt. 2014.
  • Voß, R., Wartzack, S.:. Fertigungsprozessorientierte Toleranzanalyse – Ein Ansatz am Beispiel der Zylinderkopfentwicklung. ZWF – Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb, 06(107):432-436, 2012.
  • Voß, R.: Toleranzanalyse komplexer Gussbauteile mittels stochastischer Simulation der Fertigungseinflüsse. Epubli GmbH Berlin, 2012. ISBN 978-3-8442-1865-7.
  • Voß, R., Meerkamm, H., Wartzack, S.: Manufacturing Process Driven Tolerance Analysis of Casting Parts. In NordDesign, Göteborg, Sweden, 25-27.Aug. 2010.


Quicklinks