R.O.S.E. Informatik GmbH

Sicherheit und Effizienz für Fly-by-wire Systeme in der Luftfahrt

R.O.S.E. Informatik mit neuen RODON-Modulen zur Risikoanalyse und Systemoptimierung

Auf der diesjährigen internationalen Luft- und Raumfahrtmesse "Aerospace Testing" zeigt die Heidenheimer R.O.S.E. Informatik GmbH, wie sich die Entwicklungseffizienz und Systemqualität bei der Entwicklung und Wartung komplexer Architekturen wirtschaftlich optimieren und technisch automatisieren lassen. Im Vordergrund stehen dabei zum einen die neuen Module "Optimizer" und "Reliability" der Risikoanalyse- und Diagnosesoftwarelösung RODON, mit denen sicherheitskritische Architekturen wie beispielsweise Fly-by-wire Systeme hinsichtlich Gewicht, Material oder Kosten automatisch optimiert und gleichzeitig Ausfallwahrscheinlichkeiten und Minimalschnitte analysiert und auf Einhaltung überwacht werden. Diese Techniken wurden in einem gemeinsamen Projekt mit dem Luftfahrtunternehmen Airbus erfolgreich realisiert. Zum anderen zeigen die Softwarespezialisten neue RODON-Entwicklungen in der OnBoard Diagnose. Mittels einer neuartigen Diagnose-Engine, die auf einem Flugrechner ablauffähig ist, identifiziert RODON dabei in wenigen Dutzend Millisekunden konkrete Ursachen für Systemausfälle und Fehlfunktionen während des Fluges. Dies führt im Gegensatz zur klassischen BITE Funktion (Built In Test Equipment) von Flugrechnern zu einer wesentlichen Verbesserung der Diagnoseleistung und Fehlerbehebung. Darüber hinaus demonstriert R.O.S.E. am Beispiel einer Fly-by-wire Flugsteuerung sowie einer typischen Anwendung aus der Kabinenelektrik und -elektronik den Funktionsumfang von RODON bezüglich seiner systematischen Überwachungs- und Fehlerdiagnoseverfahren.




Systemoptimierung mit den Modulen "Optimizer" und "Reliability"


Bei der Entwicklung sicherheitskritischer Systeme ist der Weg zur optimalen Architektur oftmals lang und steinig. So werden Zeit- und Personalbudgets häufig überstrapaziert und nicht selten die technischen Anforderungskataloge übererfüllt, um alle Sicherheitsrisiken und funktionalen Schwächen auszuschließen. Dies führt zu enormen wirtschaftlichen Systemaufwänden. Um hier den Entwicklungsprozess zu beschleunigen sowie ungewollte Systemredundanzen bzw. ein Overdesign zu vermeiden, demonstriert R.O.S.E. anhand eines praxiserprobten Fly-by-wire Systems die Berechnung und Einhaltung aller Ausfallwahrscheinlichkeiten und Minimalschnitte für die Systemauslegung einer neuartigen Tragflächenarchitektur, wobei gleichzeitig gewichts- und kostenoptimale Architekturvarianten berechnet werden.




Neben der gezeigten Optimierung können nicht nur Gewicht bzw. Materialaufwand oder Kosten als Zielfunktion eingesetzt werden. Mit der Modellierungssprache von RODON können zudem Zielfunktionen aus beliebigen anderen Systemmerkmalen formuliert werden.




OnBoard Diagnose


Für die Fehlerdiagnose während des Flugs arbeitet die neue Diagnose-Engine auf dem Prozessor einer FCU, wie beispielsweise dem im Automobilbereich häufig verwendeten 16 Bit Rechner Infineon C167, und identifiziert durch komprimiertes Diagnosewissen in wenigen Dutzend Millisekunden detailliert mögliche Ursachen bei auftretenden Funktionsstörungen. Diese Information führt anschließend zu einer wesentlich schnelleren Fehlerbehebung durch den Servicetechniker. Dabei hört die neue OnBoard-Diagnose-Applikation laufend auf Nachrichten des Datenbusses, filtert die relevanten Informationen heraus, bereitet sie auf und führt anschließend die jeweiligen Diagnosen durch. So kann die Diagnose-Engine Mehrfachfehler und in gewissem Umfang auch unbekannte Fehler identifizieren. Diese deutliche Verbesserung der Diagnoseleistung ist darauf zurückzuführen, dass in die Engine Funktionskonzepte der modellbasierten Diagnose von RODON eingeführt wurden.




Umfassende Fehlerdiagnoseverfahren mit RODON


Ein weiterer Messeschwerpunkt liegt auf der automatisierten Überwachung und Diagnose technischer Systeme. Dabei macht R.O.S.E. die modellbasierte Diagnosefunktionalität von RODON an den Beispielen einer Fly-by-wire Funktion und der Kabinenelektrik und -elektronik von Passagierflugzeugen deutlich. Ein Praxisbeispiel zeigt, wie die vollelektrische Flugsteuerungsfunktion mit der Bedieneinheit, den Aktuatoren, der Verkabelung und den Steuergeräten mit Hilfe von RODON überwacht werden können. An Hand gemessener und beobachteter Symptome ermittelt die Diagnose-Engine mögliche Einfach- oder auch Mehrfachfehler-Ursachen, hebt diese grafisch hervor und listet die gefundenen Fehlerkandidaten entsprechend ihrer Ausfallwahrscheinlichkeiten namentlich auf. Diese Technologie kann auch für Kabinensysteme eingesetzt werden, wie das Beispiel eines Komfort-Sitzes zeigt. Darüber hinaus erfährt der Messebesucher, wie umfassende Diagnoseregeln als weiteres Diagnoseinstrument bei der Fehlersuche eingesetzt werden können und welche Zeit- und Kostenvorteile dieses neuartige Verfahren im Gegensatz zu den marktüblichen Eigendiagnoseverfahren von Flugrechnern aufweist.




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Die R.O.S.E. Informatik GmbH, Heidenheim, wurde 1992 gegründet und konzentriert sich mit der Software-Lösung RODON auf die systematische Berechnung von Diagnosewissen und Risikoanalysen für technische Systeme aus den unterschiedlichsten Domänen. Dabei arbeitet R.O.S.E. mit den wichtigsten Vertretern des deutschen und US-amerikanischen Automobilbaus sowie der Luft- und Raumfahrtindustrie zusammen.