Systemsicherheit von der Entwicklung bis zum Betrieb
RODON – modellbasierte Diagnose und Risikoanalyse für die Luftfahrt- und Automobilindustrie
Mit RODON 3 bietet die Heidenheimer R.O.S.E. Informatik GmbH jetzt
eine Lösung zur modellbasierten Diagnose und Risikoanalyse, die
den gesamten Produktlebenszyklus komplexer technischer Systeme
im Automobilbau und der Luftfahrtindustrie in Sachen
Funktionstüchtigkeit, Qualität und Effizienz unterstützt. Bereits im
Entwicklungsprozess können anhand grafisch erstellter Modelle die
Auswirkungen potenzieller Ausfallrisiken von Bauteilen systematisch
berechnet, simuliert und analysiert werden, was den Zeit- und
Kostenaufwand schon in dieser Phase deutlich senkt. Das
gewonnene Wissen über das betrachtete technische System steht
anschließend unmittelbar in Form von systematischen
Fehlerdiagnoseverfahren zur Verfügung, die sowohl an Bord im
Flugzeug oder Auto wie auch in der Werft, am Gate oder in der Kfz-
Werkstatt eingesetzt werden können. Heute kommt RODON
beispielsweise bei der Erstellung des Diagnosewissens für die
Onboard-Diagnose der Mercedes Benz E-Klasse und der SL-Modelle
zum Einsatz. Dabei werden rund 1500 elektrische und elektronische
Bauteile des Innenraums überwacht und im Störungsfall automatisch
die wahrscheinlichsten Verursacher ermittelt. Servicetechniker von
Mercedes bekommen so konkrete Hinweise zur Ursachenbehebung,
wodurch der Aufwand in der Werkstatt deutlich reduziert wird. Zudem
können auch im Bereich der Kabinenelektrik und -elektronik von
Passagierflugzeugen die vollelektrischen Komfort-Sitze mit den
diversen Bedieneinheiten, Aktuatoren, der Verkabelung und den
Steuergeräten sowie deren Anbindung an die zentrale Kabineneinheit
mit Hilfe der modellbasierten Diagnosefunktionalität von RODON
überwacht werden. Darüber hinaus arbeitet R.O.S.E. gemeinsam mit
Airbus an einem Projekt zur automatischen Auslegung optimaler
Systemarchitekturen.
Grafische Modellbildung
Für die Diagnose und Risikoanalyse führt RODON technische
Entwicklungsdaten, wie beispielsweise Konstruktions- und Schaltpläne
sowie Steuergeräte-Lastenhefte in einem hoch automatisierten
Prozess zu einem virtuellen Produktmodell zusammen, um die Struktur
grafisch abzubilden und das funktionale Verhalten der realen Bauteile
in diese Struktur einzubinden. Dabei unterstützt RODON die
Modellierung durch umfangreiche Modellbibliotheken, grafische
Benutzeroberflächen und interaktiv steuerbare Konverter- und
Importfunktionalitäten. Bei der grafischen Darstellung werden, im
Gegensatz zu herkömmlichen Simulationswerkzeugen, die realen
Komponenten und Baugruppen zunächst separat als Bauteil-Modelle
beschrieben, grafisch dargestellt und anschließend gemäß der realen
System-Topologie miteinander verbunden. Der Vorteil: was der
Anwender auf dem Bildschirm sieht, entspricht unmittelbar der
tatsächlichen Systemstruktur. Auf diese Weise wird ein hoher
Wiederverwendungsgrad von Modellwissen in Form von
Komponentenbibliotheken gewährleistet, ein intuitiveres Vorgehen
ermöglicht und so insgesamt die Effizienz im
Modellgenerierungsprozess gesteigert. Durch eine Intervalldarstellung
und -verarbeitung lassen sich dabei auch Bauteiletoleranzen
unmittelbar in RODON darstellen und verarbeiten.
Modellbasierte Risikoanalysen und Diagnosen
Anhand des grafisch erstellten Produktmodells führen
Entwicklungsingenieure und Risikoanalytiker systematische
Berechnungen aller Schalt- und Betriebszustände des Systems durch,
um bereits im Entwicklungsprozess konkrete Aussagen über das
systemweite Zusammenspiel der einzelnen Bauteile und Steuergeräte
zu bekommen. Dabei werden zum einen mit Hilfe von Fehler-
Möglichkeits- und Einfluss-Analysen (FMEA), vereinfachten
Fehlerbaumanalysen (sFTA) oder Kriechstromanalysen (SCA) die
verschiedenen Fehlerarten sowie deren Auswirkungen simuliert und
geeignet dargestellt. Dazu hat das NASA Glenn Research Center,
Cleveland Ohio, im Rahmen eines Pilotprojektes mit RODON
Folgendes festgestellt: "Es stellte sich heraus, dass die von RODON
produzierte FMEA Fehlermodi und Effekte bereitstellt, die auf einer
rigorosen und objektiven Definition eines Fehlers beruhen. Dieser
Ansatz steht in starkem Gegensatz zu der von Analytikern praktizierten
Vorgehensweise, bei der die FMEA durch "Was-wäre-wenn"-
Gedankenexperimente erzeugt wird, die auf Vorstellungen von in der
Vergangenheit gewonnenen Erfahrungswerten mit ähnlichen
Systemen beruhen und die auf das zu untersuchende System
angewendet werden."
Auf diese Weise entsteht präzises, systematisch berechnetes
Diagnosewissen, das in Form von Diagnoseregeln und
Fehlersuchprogrammen (Entscheidungsbäumen) für den Praxiseinsatz
"on Board" oder "off Board" zur Verfügung steht. Zum anderen ermitteln
Systemdiagnostiker anhand eines am echten System beobachteten
Symptombildes durch modellbasierte Diagnose die Fehlerursache
bzw. mögliche defekte Bauteile. Dabei erfolgt ein steter Abgleich
zwischen den Prozessdaten des realen Systems und dem OK-Zustand
(Nominalfall) des RODON-Modells. Bei entsprechenden
Abweichungen wird der Diagnoseprozess automatisch gestartet und
RODON identifiziert diejenigen Komponenten, die als Ursache für die
Abweichung vom OK-Zustand in Frage kommen.
Weitere Informationen:
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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.