Zusammenfassung
Bei der Bestimmung der Zuverlässigkeit von cyber-physischen Systemen müssen neue Ansätze und Konzepte entwickelt werden, die den Anforderungen an die neuen Technologien gerecht werden. Neben der Möglichkeit, zur Laufzeit erfasste Daten, die durch die Vernetzung von Komponenten zur Verfügung stehen, zur genaueren Berechnung der Zuverlässigkeit zu verwenden, stellt insbesondere die dynamische Systemstruktur von cyber-physischen Systemen, die zum Zeitpunkt der Systementwicklung noch nicht bekannt ist, Herausforderungen und nutzbare Potenziale für die Zuverlässigkeitsanalyse dar. Der vorliegende Beitrag präsentiert ein Konzept zur dynamischen Zuverlässigkeitsberechnung mithilfe eines Agentensystems. Dabei wird die klassischerweise oft als konstant angenommene Ausfallrate in drei zeitabhängige Bestandteile zerlegt, um beispielsweise den Einfluss der menschlichen Zuverlässigkeit in die Berechnung mit aufzunehmen. Mithilfe von Software-Agenten werden die erforderlichen Informationen zur Berechnung der Teilausfallraten ermittelt. Anhand eines Prototyps wird der Einfluss dynamischer Einflussgrößen auf die Zuverlässigkeit eines Systems gezeigt.
Abstract
In determining the reliability of cyber-physical systems, new approaches and concepts have to be developed that meet the requirements that are induced by the new technologies. Through the networking of components, data is now available at the runtime of a system. In addition to the possibility of using that data for the more accurate calculation of the reliability, the dynamic system structure of cyber-physical systems, which is not yet known at the time of system development, poses challenges and reveals potentials for the reliability analysis. This article presents a concept for dynamic reliability calculation using an agent-based assistance system. The failure rate, which is usually assumed to be constant, is divided into three time-dependent components to include, for instance, the influence of human reliability in the reliability calculation. Software agents are used to determine the information required to calculate the partial failure rates. Using a software prototype, the effects of dynamic influencing variables on the reliability of a system are shown.
About the authors
Dr.-Ing. Nasser Jazdi ist seit 2003 akademischer Oberrat am Institut für Automatisierungstechnik und Softwaresysteme der Universität Stuttgart. Besondere Arbeitsschwerpunkte sind Internet of Things sowie Lernfähigkeit, Zuverlässigkeit und Sicherheit in der Automatisierungstechnik.
Institut für Automatisierungstechnik und Softwaresysteme, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 47, 70550 Stuttgart
Philipp Marks ist seit Januar 2015 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Automatisierungstechnik und Softwaresysteme der Universität Stuttgart. Seine Forschung beschäftigt sich mit der Planung der Flexibilisierung von bestehenden Produktionsmaschinen mithilfe von Agentensystemen.
Institut für Automatisierungstechnik und Softwaresysteme, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 47, 70550 Stuttgart
Aristides Aivaliotis, M.Sc. studierte Elektrotechnik und Informationstechnik an der Universität Stuttgart. Er führte seine Masterarbeiter im Januar 2016 am IAS auf dem Themengebiet Zuverlässigkeit durch.
Institut für Automatisierungstechnik und Softwaresysteme, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 47, 70550 Stuttgart
Prof. Dr.-Ing. Michael Weyrich ist seit 2013 Institutsleiter des Instituts für Automatisierungstechnik und Softwaresysteme der Universität Stuttgart. Vor seiner Berufung als Universitäts-Professor war er zehn Jahre lang in der Industrie tätig.
Institut für Automatisierungstechnik und Softwaresysteme, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 47, 70550 Stuttgart
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