Methodik zur Konzeptionierung und Bewertung resilienter Messverfahren auf Basis sensierender Maschinenelemente

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Eckhard A. Kirchner
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 550413623

Die angestrebte Methodik für die Konzeptionierung und Bewertung resilienter Messverfahren auf Basis sensierender Maschinenelemente umfasst Methoden zur Konzeptionierung und Bewertung sowie die zugehörigen Modelle. Das Verständnis der technischen Resilienz wird auf Messverfahren übertragen und die dafür erforderlichen Eigenschaften quantifiziert. Notwendige und hinreichende Anforderungen an resiliente Messverfahren zur Realisierung einer Sicherheitsfunktion sind zu identifizieren. Um neben den Resilienzanforderungen auch nicht-funktionsrelevante Aspekte, bspw. den Ressourcenverbrauch, zu berücksichtigen und damit einen Hauptkritikpunkt an den Ansätzen zur Realisierung der Anforderungen der funktionalen Sicherheit zu adressieren, werden ergänzend ganzheitliche Anforderungen an Messverfahren erarbeitet. Mit diesen Anforderungen können Messverfahren hinsichtlich ihrer Resilienzeigenschaften untersucht werden. Bestehende Modelle wie das Resilienz Einsatz Modell werden auf ihre Eignung zur systematischen Identifikation und Deduktion von Resilienzeigenschaften in Messverfahren untersucht. Die Modelle stärken das Verständnis der Resilienz von Messverfahren und bilden den Ausgangspunkt für deren quantitative Bewertung. Mit Hilfe dieser Modelle wird eine Methode zur Konzeptionierung resilienter Messverfahren entwickelt und quantitative Bewertungskriterien auf Basis der ganzheitlichen Anforderungen erarbeitet. Ferner werden Kriterien für eine Bewertungsmethode für Resilienzeigenschaften von Messverfahren entwickelt. Nach einer ersten Evaluierung der Methodik anhand eines Anwendungsbeispiels sowie der experimentellen Absicherung der erzielten Resilienzeigenschaften des entwickelten resilienten Messverfahrens werden erste Gestaltungshinweise abgeleitet. Diese sollen die Synthese resilienter Messverfahren unterstützen, wobei insbesondere Lösungen auf Basis von SME als ressourcenschonende Alternative herangezogen werden. Um das übergeordnete Ziel dieses Projekts zu erreichen, werden die folgenden Forschungsfragen (FF) bearbeitet: Welche ganzheitlichen Eigenschaften und daraus resultierenden Anforderungen lassen sich für resiliente Messverfahren formulieren? Wie kann die systematische Konzeptionierung resilienter Messverfahren methodisch unterstützt werden und welche Modelle bilden hierfür die Grundlage? Wie lassen sich Messverfahren bezüglich ihrer Resilienzeigenschaften systematisch bewerten, welche Modelle und quantitativen Kriterien bilden hierfür die Grundlage? Welche allgemeinen Gestaltungshinweise für resilienter Messverfahren können aus der ersten Evaluierung der Methodik abgeleitet werden? Elemente bestehender Messverfahren werden dem Stand der Forschung entnommen und zu resilienten Messverfahren kombiniert. Komponenten oder Systeme zur Messgrößenaufnahme, Signalübertragung oder -verarbeitung werden nicht erarbeitet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen