GPZV - Generische Plattform für Systemzuverlässigkeit und Verifikation - Chemnitz

Die InnoProfile-Transfer-Initiative

Zuverlässigkeit von Produkten und Abläufen zu erreichen, ist möglich – allerdings meist durch enormen personellen, technischen und somit finanziellen Aufwand. Die Stiftungsprofessur für Systemzuverlässigkeit in Elektromobilität und Energiemanagement an der Professur für Schaltkreis- und Systementwurf der Technischen Universität Chemnitz möchte regionale KMU unterstützen, indem sie allgemeine Verfahren entwickelt, die kosteneffizient bereits während Produktentwicklungsprozessen vielschichtige Zuverlässigkeitsanforderungen sichern.

Die Untersuchungen erfolgen für heterogene verteilte Systeme aus den Technologiefeldern Elektromobilität, mobile IKT-Geräte, dezentrale Energieversorgung und Mobilkommunikation. Gemeinsam werden Prototypen für urbane Elektromobilitätskonzepte, z.B. E-Roller oder E-Bikes, und notwendige Infrastrukturkomponenten entwickelt.

Die Ziele

Projektziel ist das Erarbeiten einer Entwurfs- und Bewertungsmethodik im Spannungsfeld von Mobilität und Energieverbrauch. Gebraucht werden Bewertungsverfahren, die für domänenübergreifende Zuverlässigkeitsbetrachtungen über alle Phasen der Produktlaufzeit hinweg die Komplexität jeder einzelnen Systemkomponente berücksichtigen. Zuverlässigkeit wird dabei als Optimierungskriterium in Spezifikation, Entwurf sowie Test etabliert und soll der Kostenvermeidung im gesamten Lebenszyklus eines Produkts oder Systems dienen.

Im Rahmen des Projekts werden grundlegende F&E-Fragestellungen der eingebundenen KMU betrachtet. Das Themenfeld der Systemzuverlässigkeit wird durch die Stiftungsprofessur in Forschung und Lehre nachhaltig etabliert.

Die thematischen Schwerpunkte

• Bewertung von Entwurfsentscheidungen
  Mögliche Entwurfsentscheidungen müssen bezüglich ihrer Zuverlässigkeits-, Ressourcen- und Mobilitätsauswirkungen bewertet werden. Dazu braucht es neue Analyseverfahren, welche die komplexen Abhängigkeiten zwischen den Entwurfszielen verteilter Systemkomponenten, insbesondere am Domänenübergang, erkennen und bewerten können, um eine Großzahl von Entwurfsalternativen effizient zu vergleichen.

• Durchgehendes Entwurfs- und Bewertungsverfahren
  In einem generischen Verfahren soll die entwurfs- und modellierungsebenenübergreifende Annotation, Bewertung und Prüfung von Zuverlässigkeitsparametern erfolgen. Dazu werden die Zuverlässigkeitsbetrachtungen auf die Systemebene gehoben, um darauf aufbauend ein „Mitführen“, Überprüfen und Anpassen der spezifizierten Zuverlässigkeitsanforderungen über alle Produktentwicklungsschritte bis in die Laufzeit zu schaffen. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, die gewonnenen Ergebnisse für die Spezifikation und den Entwurf der folgenden Produktgeneration zu nutzen.

• Formalisierung der Spezifikation
  Das Fehlen formaler Ansätze für die Spezifikation von prüfbaren Zuverlässigkeitskriterien soll durch die Weiterentwicklung der hauseigenen Spezifikationsmethodik und durch die Erweiterung der zugehörigen Toolbox „SpecScribe“ um Ein-/Ausgabe- sowie Prüf- und Plausibilitätstestverfahren kompensiert werden.

• Praxisbezug und Demonstration der Methodik
  Die einzelnen Entwicklungsschritte orientieren sich an F&E-Fragestellungen der eingebundenen Partner-KMU und erhalten damit einen direkten Praxisbezug. Die Validierung erfolgt anhand von Prototypen und Laborversuchen. Die Prozesse der neuen Entwurfs- und Bewertungsmethodiken werden anhand eines übergreifenden Beispiels realisiert und demonstriert.

• Gliederung des Projekts
  Die Erarbeitung der Projektziele ist in fünf Teilaufgaben gegliedert, die den Komponenten-Domänen eines heterogenen Systems entsprechen:

• Systemzuverlässigkeit und Spezifikationsmethodik
• Zuverlässigkeit digitaler Hardware
• Zuverlässigkeit von Software
• Zuverlässigkeit von Kommunikation
• Zuverlässigkeit analoger elektrischer und nichtelektrischer Komponenten 

Die Partner

Im Rahmen des InnoProfile-Transfer Projekts GPZV sind in die Arbeiten der Stiftungsprofessur sächsische KMU und weitere Unternehmen eingebunden:

• Agilion GmbH
• Auto-Entwicklungsring Sachsen GmbH, Zwickau
• Core Mountains GmbH, Chemnitz
• GEMAC mbH, Chemnitz
• IndiKar Individual Karosseriebau GmbH, Zwickau
• Pepperone GmbH, Zwickau
• Ubigrate GmbH, Dresden

Als Stifter der Professur treten auf: 

• Mugler AG, Oberlungwitz
• Infineon Technologies AG, Regensburg
• Raritan Deutschland GmbH, Zwickau
• Intelligente Sensorsysteme Dresden GmbH

Außerdem wird die Arbeit von der Verbundinitiative Automobilzulieferer Sachsen (AMZ) und dem Verein für Angewandte Mikroelektronik Chemnitz e.V. (AMEC) unterstützt.

Kontakt

Inhaber der Professur Schaltkreis und Systementwurf:
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Heinkel

Leiter der Stiftungsprofessur Systemzuverlässigkeit in Elektromobilität und Energiemanagement:
Prof. Dr.-Ing. Christian Pätz

Wissenschaftliche Assistenz:
Dr.-Ing. Chris Drechsler
TU Chemnitz
Professur Schaltkreis- und Systementwurf
09107 Chemnitz
Tel.: 0371 531-36912
Fax: 0371 531-24319
E-Mail: chd[at]hrz.tu-chemnitz.de
www.tu-chemnitz.de/etit/sse/szee/team.html

Zum Beitrag "Nicht unsterblich, aber zuverlässig" aus der Rubrik "Im Blickpunkt"

Nähere Informationen zum vorangegangenen InnoProfile-Projekt "Sensordatenverarbeitung"; weitere Informationen zum ebenfalls aus dieser InnoProfile-Initiative hervorgegangenen InnoProfile-Transfer-Verbundvorhaben "GINKO"