Mechatronische Systeme vereinen die Vorteile des Maschinenbaus, der Informatik und der Elektronik besonders im Hinblick auf eine innovative Art der Funktionserfüllung, die bis zu einem selbstoptimierenden Verhalten führen kann. Die Folge sind intelligente, häufig auch komplexe Systeme, deren bemerkenswerte Funktionalität allerdings nicht selten mit der Gefahr von Zuverlässigkeits- oder sogar Sicherheitseinbußen verbunden ist. Um dieser Herausforderung adäquat begegnen zu können, müssen bereits in frühen Phasen der Produktentwicklung Sicherheitsmethoden, -konzepte und -prinzipien ihre Anwendung finden. Anhand der Neuen Bahntechnik Paderborn, einem modularen Bahnsystem, das innovative Fahrwerkstechnologien mit den Vorteilen des Transrapids und der Nutzung bestehender Bahntrassen vereint, wird der Einsatz und der Nutzen verschiedener Sicherheitsmethoden exemplarisch dargestellt. Darüber hinaus wird der Forschungsbedarf sowie ein erster Ansatz für eine Integration dieser Methoden innerhalb bestehender Entwicklungsmethodiken verdeutlicht. Neben dieser indirekten Erhöhung der Sicherheit durch die Einbindung neuer Methoden in den Entwicklungsprozess werden außerdem innovative Sicherheitskonzepte und -prinzipien strukturiert vorgestellt. Diese sollen durch konstruktive Maßnahmen in der Entwicklungsphase direkt zu einer höheren Sicherheit und Zuverlässigkeit führen. Die Umsetzung des Prinzips der analytischen Redundanz wird an einem selbstoptimierenden Fahrwerksmodul der Neuen Bahntechnik präsentiert. Dem Feder-Neigemodul, das dem Shuttle-Fahrzeug einen hohen Fahrkomfort und schnelle Kurvenfahrten ermöglicht, wird durch eine intelligente Anordnung redundanter Sensoren und der Verwendung einer Fehlerdiagnose die Eigenschaft der Fehlertoleranz implementiert. Zusammenfassend zeigt der Beitrag sowohl generelle Möglichkeiten, Sicherheit und Zuverlässigkeit bereits in frühen Phasen der Produktentwicklung durch Methoden und Prinzipieneinsatz direkt und indirekt zu gewährleisten, als auch eine exemplarische Umsetzung eines innovativen Redundanzkonzepts mit integrierter Fehlerdiagnose.
Sicherheit als Herausforderung in der mechatronischen Produktentwicklung
Safety as a challenge to the mechatronic product development
2005
10 Seiten, 7 Bilder, 4 Quellen
Conference paper
German
Funktionale Sicherheit von mechatronischen Systemen bei mobilen Arbeitsmaschinen
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