Mit der vorliegenden Arbeit wird das Ziel verfolgt, Algorithmen zur Degradationsanalyse zu entwickeln, die über die Fähigkeit verfügen, zustandsdiskrete Dynamik in Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanalysen fehlertoleranter Systeme zu berücksichtigen. Unter Verwendung der entwickelten Algorithmen sollen im Rahmen von Degradationsanalysen Zustandswahrscheinlichkeiten nominaler sowie fehlerhafter aber ausfallfreier, d.h. degradierter, Systemzustände berechnet werden können. Ausgangspunkt der Arbeit war das Analysetool SYRELAN (System Reliability Analysis), das komplexe, fehlertolerante Systeme auf Basis einer rein logischen Modellierung im Zuverlässigkeitsblockdiagramm analysieren kann. Um zustandsdiskretes Systemverhalten abbilden und analysieren zu können, wurde das RBD Modell um das Modell nebenläufiger endlicher Automaten zu einem hybriden Modell erweitert. Auf Basis des hybriden Modells können die Komponenten von fehlertoleranten Systemen in SYRELAN zunächst logisch im RBD abgebildet werden. Zustandstandsdiskretes Systemverhalten kann dem RBD Modell aufgeprägt werden, indem durch logische Bedingungen Transitionsübergänge zwischen Komponentenzuständen definiert werden. Das Systemverhalten steht unter dem Einfluß von Komponentenfehlern und ist deterministisch. Analysiert wird das Systemverhalten durch Simulation des Redundanzmanagements fehlertoleranter Systeme, welches durch Farbzuweisung definierter Komponentenzustände in den Blöcken des RBD Modells visualisiert wird. Durch Verfügbarkeit des hybriden Systemmodells können in der Systemanalyse fehlertoleranter Systeme Zustandswahrscheinlichen des nominalen sowie der fehlerhaften aber ausfallfreien Systemzustände berechnet werden. Neuartig gegenüber statischen Analysen auf Basis des RBD ist die Berücksichtigung von passiven Komponentenzuständen. Der Einfluß von imperfekter Fehlererkennung bei Komponenten kann durch Degradationsanalysen hybrider Systemmodelle ebenfalls bewertet werden. Im Rahmen solcher Analysen können Komponenten nicht nur den Zustand fehlerhaft einnehmen, sondern es kann zwischen einem detektierten und einem undetektierten Fehler differenziert werden. Die Verknüpfung der Wahrscheinlichkeitsanalyse nominaler und degradierter Systemzustände mit Systemspezifischen Attributen erweist sich durch eine hybride Systemmodellierung als besonders sinnvoll. Die Validierung der Algorithmen zur Degradationsanalyse erfolgte durch den Vergleich mit Systemanalysen identischer MARKOVSCHER Modelle. Gerade durch diesen Vergleich hat es sich als vorteilhaft erwiesen, Degradationsanalysen auf Basis einer hybriden Modellierung durchzuführen, da nicht der komplexe Zustandsraum eines fehlertoleranten Systems abgebildet werden muß, sondern nur das überschaubarere, lokale Verhalten von Komponenten bzgl. benachbarter Komponenten.
Zustandsmodellierung und Zuverlässigkeitsanalyse fehlertoleranter Systemarchitekturen auf Basis von Integrierter Modularer Avionik
State modulation and reliability analysis of fault tolerant system architectures based on the system 'Integrated modular airborne electronics'
Schriftenreihe Flugzeug-Systemtechnik ; 1 ; 1-216
2009
216 Seiten, Bilder, Tabellen, 118 Quellen
Theses
German
Interaktive Zuverlässigkeitsanalyse von Flugzeug-Systemarchitekturen
Tema Archive | 1998
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