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Christoph Sondermann-Wölke
Entwurf und Anwendung einer erweiterten Zustandsüberwachung zur Verlässlichkeitssteigerung selbstoptimierender Systeme
Das Wirkparadigma der Selbstoptimierung ermöglicht mechatronischen Systemen sich autonom und flexibel an veränderte Betriebssituationen anpassen zu können. Um selbstoptimierende Systeme verlässlich zu gestalten und darüber hinaus Selbstoptimierung zur Verlässlichkeitssteigerung des Systems zu nutzen, werden in dieser Arbeit der Entwurf und die Anwendung einer erweiterten Zustandsüberwachung dargestellt. Darin wird eine klassische Zustandsüberwachung mit dem Wirkparadigma der Selbstoptimierung verbunden.
Für den Entwurf der erweiterten Zustandsüberwachung wird aufgezeigt, welche Schritte erforderlich sind, damit das Wirkparadigma der Selbstoptimierung genutzt und gleichzeitig das selbstoptimierende System abgesichert werden kann. Die Basis für den Entwurf der erweiterten Zustandsüberwachung stellt die Spezifikation der Prinziplösung selbstoptimierender Systeme dar. So können das System und die erweiterte Zustandsüberwachung in den frühen Phasen des Entwicklungsprozesses konsistent entworfen werden.
Hinsichtlich der Anwendung werden drei Aspekte betrachtet. Erstens werden die Entwurfsschritte anhand des Anwendungsbeispiels umgesetzt und bewertet. Zweitens werden die unterschiedlichen Betriebsstrategien auf einem realen Demonstrator implementiert und erprobt, um vor allem das Konzept des Umschaltens auf verlässlichkeitsorientierte Ziele im Fehlerfall zu bewerten. Drittens werden Simulationen durchgeführt, die über die Möglichkeiten des realen Demonstrators hinausgehen. Die exemplarische Anwendung zeigt, dass die erweiterte Zustandsüberwachung eine Steigerung der Verlässlichkeit im Betrieb mittels Selbstoptimierung ermöglicht.
Für den Entwurf der erweiterten Zustandsüberwachung wird aufgezeigt, welche Schritte erforderlich sind, damit das Wirkparadigma der Selbstoptimierung genutzt und gleichzeitig das selbstoptimierende System abgesichert werden kann. Die Basis für den Entwurf der erweiterten Zustandsüberwachung stellt die Spezifikation der Prinziplösung selbstoptimierender Systeme dar. So können das System und die erweiterte Zustandsüberwachung in den frühen Phasen des Entwicklungsprozesses konsistent entworfen werden.
Hinsichtlich der Anwendung werden drei Aspekte betrachtet. Erstens werden die Entwurfsschritte anhand des Anwendungsbeispiels umgesetzt und bewertet. Zweitens werden die unterschiedlichen Betriebsstrategien auf einem realen Demonstrator implementiert und erprobt, um vor allem das Konzept des Umschaltens auf verlässlichkeitsorientierte Ziele im Fehlerfall zu bewerten. Drittens werden Simulationen durchgeführt, die über die Möglichkeiten des realen Demonstrators hinausgehen. Die exemplarische Anwendung zeigt, dass die erweiterte Zustandsüberwachung eine Steigerung der Verlässlichkeit im Betrieb mittels Selbstoptimierung ermöglicht.
Schlagwörter: Verlässlichkeit; Zuverlässigkeit; Zustandsüberwachung; Mechatronik; Selbstoptimierung
Schriften des Lehrstuhls für Mechatronik und Dynamik
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. habil. Walter Sextro, Paderborn
Band 3
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