---
_id: '41964'
abstract:
- lang: ger
text: Die digitale Transformation prägt die Entwicklung intelligenter technischer
Systeme, welche durch Vernetzung und inhärente Intelligenz einen weiten Funktionsumfang
aufweisen. Selbstoptimierende Systeme sind als Stellvertreter der Klasse intelligenter
Systeme durch die autonome zielkonforme Adaption des Systemverhaltens charakterisiert.
Dabei stellen mechatronische Systeme eine der Grundlagen dieser Systemklasse dar,
indem die Umwelt- und Betriebsbedingungen sowie die Systemzustände sensorisch
erfasst und das dynamische Systemverhalten zielgerichtet beeinflusst werden. Der
große Funktionsumfang intelligenter technischer Systeme geht mit einer Zunahme
der Systemkomplexität einher, die eine Herausforderung bei der Absicherung der
Verlässlichkeit darstellt. Dem gegenüber bieten insbesondere selbstoptimierende
Systeme Potenziale zur Steigerung der Verlässlichkeit. Die Umsetzung entsprechender
Maßnahmen erfordert die Unterstützung des Entwicklungsprozesses durch geeignete
Methoden. Die Beherrschung der zunehmenden Systemkomplexität ist durch die Verwendung
vorhandener Modelle des Entwicklungsprozesses möglich, wird aber in aktuellen
Methoden nicht umfänglich genutzt. Das Ziel ist die Absicherung der Verlässlichkeit
bereits in frühen Entwicklungsphasen bis hin in späte Lebenszyklusphasen. Es wird
eine Methode für die integrierte Modellierung der Zuverlässigkeit, als zentrale
Kenngröße der Verlässlichkeit, und des dynamischen Systemverhaltens entwickelt.
Anhand von drei Anwendungsbeispielen wird gezeigt, dass diese Methode die Entwicklung
von Maßnahmen zur Steigerung der Verlässlichkeit in selbstoptimierenden Systemen
ermöglicht, auf komplexe Systeme anwendbar ist und die Absicherung der Verlässlichkeit
während des Betriebs mit Hilfe eines Digitalen Zwillings unterstützt.
author:
- first_name: Thorben
full_name: Kaul, Thorben
id: '14802'
last_name: Kaul
citation:
ama: Kaul T. Integrierte Modellierung von Zuverlässigkeit und dynamischem Verhalten
mechatronischer Systeme. Vol 10. Shaker; 2020. doi:10.17619/UNIPB/1-966
apa: Kaul, T. (2020). Integrierte Modellierung von Zuverlässigkeit und dynamischem
Verhalten mechatronischer Systeme (Vol. 10). Shaker. https://doi.org/10.17619/UNIPB/1-966
bibtex: '@book{Kaul_2020, series={Schriften des Lehrstuhls für Dynamik und Mechatronik},
title={Integrierte Modellierung von Zuverlässigkeit und dynamischem Verhalten
mechatronischer Systeme}, volume={10}, DOI={10.17619/UNIPB/1-966},
publisher={Shaker}, author={Kaul, Thorben}, year={2020}, collection={Schriften
des Lehrstuhls für Dynamik und Mechatronik} }'
chicago: Kaul, Thorben. Integrierte Modellierung von Zuverlässigkeit und dynamischem
Verhalten mechatronischer Systeme. Vol. 10. Schriften des Lehrstuhls für Dynamik
und Mechatronik. Shaker, 2020. https://doi.org/10.17619/UNIPB/1-966.
ieee: T. Kaul, Integrierte Modellierung von Zuverlässigkeit und dynamischem Verhalten
mechatronischer Systeme, vol. 10. Shaker, 2020.
mla: Kaul, Thorben. Integrierte Modellierung von Zuverlässigkeit und dynamischem
Verhalten mechatronischer Systeme. Shaker, 2020, doi:10.17619/UNIPB/1-966.
short: T. Kaul, Integrierte Modellierung von Zuverlässigkeit und dynamischem Verhalten
mechatronischer Systeme, Shaker, 2020.
date_created: 2023-02-10T12:36:20Z
date_updated: 2023-02-10T13:06:37Z
department:
- _id: '151'
doi: 10.17619/UNIPB/1-966
extern: '1'
has_accepted_license: '1'
intvolume: ' 10'
keyword:
- Integrierte Modellierung
- geschlossene Modellierung
- mechatronische Systeme
- intelligente Systeme
- Zuverlässigkeit
- Dynamische Bayes’sche Netze
- Verlässlichkeit
- Systemzuverlässigkeit
- Digitaler Zwilling
- selbstoptimierende Systeme
- Mehrzieloptimierung
language:
- iso: ger
main_file_link:
- url: https://digital.ub.uni-paderborn.de/hs/content/titleinfo/3401478?query=kaul
page: '156'
publication_identifier:
isbn:
- 978-3-8440-7450-5
publication_status: published
publisher: Shaker
related_material:
link:
- relation: confirmation
url: https://www.shaker.de/de/content/catalogue/index.asp?lang=de&ID=8&ISBN=978-3-8440-7450-5&search=yes
series_title: Schriften des Lehrstuhls für Dynamik und Mechatronik
status: public
supervisor:
- first_name: Walter
full_name: Sextro, Walter
id: '21220'
last_name: Sextro
title: Integrierte Modellierung von Zuverlässigkeit und dynamischem Verhalten mechatronischer
Systeme
type: dissertation
user_id: '55222'
volume: 10
year: '2020'
...
---
_id: '23716'
abstract:
- lang: eng
text: In der Entwicklung mechatronischer Systeme spielt die Steigerung der Verlässlichkeit
und somit auch der Zuverlässigkeit und der funktionalen Sicherheit eine entscheidende
Rolle. Die modellbasierte Entwicklung liefert in Kombination mit unterstützender
Software einen wichtigen Beitrag zur Absicherung der Verlässlichkeit mechatronischer
Systeme in frühen Entwicklungsphasen. In der Nutzungsphase ermöglichen aktuelle
Verfahren der Zustandsüberwachung und moderne Methoden der Regelungstechnik eine
effektive Absicherung. Modelle aus der Entwicklung mechatronischer Systeme enthalten
weitreichende Informationen über die Architektur, das Verhalten und die Verlässlichkeit
eines Systems. Diese Modelle können als Grundlage für die Erstellung eines Digitalen
Zwillings für die vorausschauende Instandhaltung verwendet und mit Zustandsdaten
des realen Systems kombiniert werden. Die Nutzung der Modelle für den Digitalen
Zwilling bietet weitreichende Potenziale und vereinfacht dessen Erzeugung. Die
Veröffentlichung beschreibt Rahmenbedingungen der Integration und stellt die Potenziale
des Digitalen Zwillings zur vorausschauenden Instandhaltung dar.
author:
- first_name: Thorben
full_name: Kaul, Thorben
id: '14802'
last_name: Kaul
- first_name: Julian
full_name: Hentze, Julian
id: '13342'
last_name: Hentze
- first_name: Walter
full_name: Sextro, Walter
id: '21220'
last_name: Sextro
- first_name: Iris
full_name: Gräßler, Iris
id: '47565'
last_name: Gräßler
orcid: 0000-0001-5765-971X
citation:
ama: 'Kaul T, Hentze J, Sextro W, Gräßler I. Integration von Verlässlichkeitsmodellen
der Entwicklung in einen Digitalen Zwilling zur Umsetzung einer vorausschauenden
Instandhaltung. In: Bertram T, Corves B, Gräßler I, Janschek K, eds. Fachtagung
Mechatronik 2019 Paderborn. ; 2019:19-24.'
apa: Kaul, T., Hentze, J., Sextro, W., & Gräßler, I. (2019). Integration von
Verlässlichkeitsmodellen der Entwicklung in einen Digitalen Zwilling zur Umsetzung
einer vorausschauenden Instandhaltung. In T. Bertram, B. Corves, I. Gräßler, &
K. Janschek (Eds.), Fachtagung Mechatronik 2019 Paderborn (pp. 19–24).
bibtex: '@inproceedings{Kaul_Hentze_Sextro_Gräßler_2019, title={Integration von
Verlässlichkeitsmodellen der Entwicklung in einen Digitalen Zwilling zur Umsetzung
einer vorausschauenden Instandhaltung}, booktitle={Fachtagung Mechatronik 2019
Paderborn}, author={Kaul, Thorben and Hentze, Julian and Sextro, Walter and Gräßler,
Iris}, editor={Bertram, Torsten and Corves, Burkhard and Gräßler, Iris and Janschek,
KlausEditors}, year={2019}, pages={19–24} }'
chicago: Kaul, Thorben, Julian Hentze, Walter Sextro, and Iris Gräßler. “Integration
von Verlässlichkeitsmodellen der Entwicklung in einen Digitalen Zwilling zur Umsetzung
einer vorausschauenden Instandhaltung.” In Fachtagung Mechatronik 2019 Paderborn,
edited by Torsten Bertram, Burkhard Corves, Iris Gräßler, and Klaus Janschek,
19–24, 2019.
ieee: T. Kaul, J. Hentze, W. Sextro, and I. Gräßler, “Integration von Verlässlichkeitsmodellen
der Entwicklung in einen Digitalen Zwilling zur Umsetzung einer vorausschauenden
Instandhaltung,” in Fachtagung Mechatronik 2019 Paderborn, 2019, pp. 19–24.
mla: Kaul, Thorben, et al. “Integration von Verlässlichkeitsmodellen der Entwicklung
in einen Digitalen Zwilling zur Umsetzung einer vorausschauenden Instandhaltung.”
Fachtagung Mechatronik 2019 Paderborn, edited by Torsten Bertram et al.,
2019, pp. 19–24.
short: 'T. Kaul, J. Hentze, W. Sextro, I. Gräßler, in: T. Bertram, B. Corves, I.
Gräßler, K. Janschek (Eds.), Fachtagung Mechatronik 2019 Paderborn, 2019, pp.
19–24.'
conference:
end_date: 2019-03-28
start_date: 2019-03-27
date_created: 2021-09-03T05:58:32Z
date_updated: 2022-01-06T06:55:58Z
department:
- _id: '152'
editor:
- first_name: Torsten
full_name: Bertram, Torsten
last_name: Bertram
- first_name: Burkhard
full_name: Corves, Burkhard
last_name: Corves
- first_name: Iris
full_name: Gräßler, Iris
last_name: Gräßler
- first_name: Klaus
full_name: Janschek, Klaus
last_name: Janschek
language:
- iso: ger
page: 19-24
publication: Fachtagung Mechatronik 2019 Paderborn
status: public
title: Integration von Verlässlichkeitsmodellen der Entwicklung in einen Digitalen
Zwilling zur Umsetzung einer vorausschauenden Instandhaltung
type: conference
user_id: '21240'
year: '2019'
...
---
_id: '10257'
abstract:
- lang: eng
text: In der Entwicklung mechatronischer Systeme spielt die Steigerung der Verlässlichkeit
und somit auch der Zuverlässigkeit und der funktionalen Sicherheit eine entscheidende
Rolle. Die modellbasierte Entwicklung liefert in Kombination mit unterstützender
Software einen wichtigen Beitrag zur Absicherung der Verlässlichkeit mechatronischer
Systeme in frühen Entwicklungsphasen. In der Nutzungsphase ermöglichen aktuelle
Verfahren der Zustandsüberwachung und moderne Methoden der Regelungstechnik eine
effektive Absicherung. Modelle aus der Entwicklung mechatronischer Systeme enthalten
weitreichende Informationen über die Architektur, das Verhalten und die Verlässlichkeit
eines Systems. Diese Modelle können als Grundlage für die Erstellung eines Digitalen
Zwillings für die vorausschauende Instandhaltung verwendet und mit Zustandsdaten
des realen Systems kombiniert werden. Die Nutzung der Modelle für den Digitalen
Zwilling bietet weitreichende Potenziale und vereinfacht dessen Erzeugung. Die
Veröffentlichung beschreibt Rahmenbedingungen der Integration und stellt die Potenziale
des Digitalen Zwillings zur vorausschauenden Instandhaltung dar.
author:
- first_name: Thorben
full_name: Kaul, Thorben
id: '14802'
last_name: Kaul
- first_name: Julian
full_name: Hentze, Julian
id: '13342'
last_name: Hentze
- first_name: Walter
full_name: Sextro, Walter
id: '21220'
last_name: Sextro
- first_name: Iris
full_name: Gräßler, Iris
last_name: Gräßler
citation:
ama: 'Kaul T, Hentze J, Sextro W, Gräßler I. Integration von Verlässlichkeitsmodellen
der Entwicklung in einen Digitalen Zwilling zur Umsetzung einer vorausschauenden
Instandhaltung. In: Fachtagung Mechatronik 2019 Paderborn. ; 2019.'
apa: Kaul, T., Hentze, J., Sextro, W., & Gräßler, I. (2019). Integration von
Verlässlichkeitsmodellen der Entwicklung in einen Digitalen Zwilling zur Umsetzung
einer vorausschauenden Instandhaltung. In Fachtagung Mechatronik 2019 Paderborn.
bibtex: '@inproceedings{Kaul_Hentze_Sextro_Gräßler_2019, title={Integration von
Verlässlichkeitsmodellen der Entwicklung in einen Digitalen Zwilling zur Umsetzung
einer vorausschauenden Instandhaltung}, booktitle={Fachtagung Mechatronik 2019
Paderborn}, author={Kaul, Thorben and Hentze, Julian and Sextro, Walter and Gräßler,
Iris}, year={2019} }'
chicago: Kaul, Thorben, Julian Hentze, Walter Sextro, and Iris Gräßler. “Integration
von Verlässlichkeitsmodellen Der Entwicklung in Einen Digitalen Zwilling Zur Umsetzung
Einer Vorausschauenden Instandhaltung.” In Fachtagung Mechatronik 2019 Paderborn,
2019.
ieee: T. Kaul, J. Hentze, W. Sextro, and I. Gräßler, “Integration von Verlässlichkeitsmodellen
der Entwicklung in einen Digitalen Zwilling zur Umsetzung einer vorausschauenden
Instandhaltung,” in Fachtagung Mechatronik 2019 Paderborn, 2019.
mla: Kaul, Thorben, et al. “Integration von Verlässlichkeitsmodellen Der Entwicklung
in Einen Digitalen Zwilling Zur Umsetzung Einer Vorausschauenden Instandhaltung.”
Fachtagung Mechatronik 2019 Paderborn, 2019.
short: 'T. Kaul, J. Hentze, W. Sextro, I. Gräßler, in: Fachtagung Mechatronik 2019
Paderborn, 2019.'
date_created: 2019-06-17T12:43:10Z
date_updated: 2022-01-06T06:50:33Z
department:
- _id: '151'
language:
- iso: eng
publication: Fachtagung Mechatronik 2019 Paderborn
status: public
title: Integration von Verlässlichkeitsmodellen der Entwicklung in einen Digitalen
Zwilling zur Umsetzung einer vorausschauenden Instandhaltung
type: conference
user_id: '55222'
year: '2019'
...
---
_id: '13461'
abstract:
- lang: eng
text: As the emerging digitalization of technical systems offers immense opportunities
to be exploited by means of bigdata analysis, ubiquitous computing and largely
networked systems, the digital twin comes into focus to combineall these aspects
to an attendant model of an individual system during design phase as well as during
operation.Since state-of-art technical systems are growing increasingly complex
due to inherent intelligence and increasingfunctionality, i. e. autonomous behavior
so far, it becomes considerably challenging to ensure reliability for thosesystems.
Many methods were developed to support a reliability focused design or reliability-by-design
approachesto tackle this challenge during design process. In field, data-based
methods, i. e. condition monitoring enabled bythe rise of machine learning approaches,
are exploited to ensure a reliable operation based on the current conditionof
the monitored system. In order to take advantage of existing models of system
reliability during design phaseand condition monitoring systems during operation,
a method is proposed to combine both approaches in order toset up a digital twin
with focus on system reliability. The base model of the digital twin is taken
from the systemreliability model from the design phase and is used during operation
and therein updated to the current reliabilitybased on the state estimation of
the condition monitoring system. The approach is illustrated with a case study
of arolling bearing test rig.
author:
- first_name: Thorben
full_name: Kaul, Thorben
id: '14802'
last_name: Kaul
- first_name: Amelie
full_name: Bender, Amelie
id: '54290'
last_name: Bender
- first_name: Walter
full_name: Sextro, Walter
id: '21220'
last_name: Sextro
citation:
ama: 'Kaul T, Bender A, Sextro W. Digital Twin for Reliability Analysis During Design
and Operation of Mechatronic Systems. In: Beer M, Zio E, eds. Proceedings of
the 29th European Safety and Reliability Conference (ESREL2019). ; 2019:2340-2347.'
apa: Kaul, T., Bender, A., & Sextro, W. (2019). Digital Twin for Reliability
Analysis During Design and Operation of Mechatronic Systems. In M. Beer &
E. Zio (Eds.), Proceedings of the 29th European Safety and Reliability Conference
(ESREL2019) (Issue 29, pp. 2340–2347).
bibtex: '@inproceedings{Kaul_Bender_Sextro_2019, title={Digital Twin for Reliability
Analysis During Design and Operation of Mechatronic Systems}, number={29}, booktitle={Proceedings
of the 29th European Safety and Reliability Conference (ESREL2019)}, author={Kaul,
Thorben and Bender, Amelie and Sextro, Walter}, editor={Beer, Michael and Zio,
Enrico}, year={2019}, pages={2340–2347} }'
chicago: Kaul, Thorben, Amelie Bender, and Walter Sextro. “Digital Twin for Reliability
Analysis During Design and Operation of Mechatronic Systems.” In Proceedings
of the 29th European Safety and Reliability Conference (ESREL2019), edited
by Michael Beer and Enrico Zio, 2340–47, 2019.
ieee: T. Kaul, A. Bender, and W. Sextro, “Digital Twin for Reliability Analysis
During Design and Operation of Mechatronic Systems,” in Proceedings of the
29th European Safety and Reliability Conference (ESREL2019), Hannover, 2019,
no. 29, pp. 2340–2347.
mla: Kaul, Thorben, et al. “Digital Twin for Reliability Analysis During Design
and Operation of Mechatronic Systems.” Proceedings of the 29th European Safety
and Reliability Conference (ESREL2019), edited by Michael Beer and Enrico
Zio, no. 29, 2019, pp. 2340–47.
short: 'T. Kaul, A. Bender, W. Sextro, in: M. Beer, E. Zio (Eds.), Proceedings of
the 29th European Safety and Reliability Conference (ESREL2019), 2019, pp. 2340–2347.'
conference:
end_date: 2019.09.26
location: Hannover
name: Proceedings of the European Safety and Reliability Conference (ESREL2019)
start_date: 2019.09.22
date_created: 2019-09-30T09:16:16Z
date_updated: 2023-09-28T08:49:27Z
department:
- _id: '151'
editor:
- first_name: Michael
full_name: Beer, Michael
last_name: Beer
- first_name: Enrico
full_name: Zio, Enrico
last_name: Zio
issue: '29'
language:
- iso: eng
main_file_link:
- open_access: '1'
url: http://rpsonline.com.sg/proceedings/9789811127243/pdf/0876.pdf
oa: '1'
page: 2340-2347
publication: Proceedings of the 29th European Safety and Reliability Conference (ESREL2019)
publication_identifier:
isbn:
- ' 978-981-11-2724-3'
publication_status: published
quality_controlled: '1'
status: public
title: Digital Twin for Reliability Analysis During Design and Operation of Mechatronic
Systems
type: conference
user_id: '210'
year: '2019'
...
---
_id: '9995'
abstract:
- lang: ger
text: Selbstoptimierung bietet die Möglichkeit der autonomen Anpassung des Systemverhaltens
an veränderliche Ziele. Dabei ist vor allem der Aspekt Zuverlässigkeit von maßgeblicher
Bedeutung, da über einen an die aktuelle Systemzuverlässigkeit angepassten Betriebspunkt
die Leistungsfähigkeit verbessert wird, während das Ausfallverhalten besser vorhersehbar
wird. Zur Anpassung des Systemverhaltens an die aktuelle Zuverlässigkeit mittels
Selbstoptimierung müssen die ersten beiden Schritte des Selbstoptimierungsprozesses
unterstützt werden. Für die Analyse der Ist-Situation ist eine Erkennung des aktuellen
Degradationszustands mittels Condition Monitoring notwendig. Zur Auswahl geeigneter
Verfahren werden bestehende Ansätze hinsichtlich ihrer Eignung klassifiziert.
Der zweite Schritt, die Bestimmung der Systemziele, wird durch eine strukturierte
Methode zum Finden verlässlichkeitsrelevanter Zielfunktionen ergänzt. Dabei werden
kritische Komponenten identifiziert, Optimierungsparameter festgelegt und die
Verlässlichkeit in Abhängigkeit des Systemverhaltens quantifiziert. Entwickler
selbstoptimierender Systeme werden somit durch geeignete Mittel bei der Implementierung
beider Schritte unterstützt. Abschließend wird der praktische Einsatz der vorgestellten
Methoden anhand zweier Beispiele gezeigt.
author:
- first_name: Tobias
full_name: Meyer, Tobias
last_name: Meyer
- first_name: Thorben
full_name: Kaul, Thorben
id: '14802'
last_name: Kaul
- first_name: James Kuria
full_name: Kimotho, James Kuria
last_name: Kimotho
- first_name: Walter
full_name: Sextro, Walter
id: '21220'
last_name: Sextro
citation:
ama: Meyer T, Kaul T, Kimotho JK, Sextro W. Steigerung Der Intelligenz Mechatronischer
Systeme. Vol Steigerung der Verlässlichkeit technischer Systeme. Springer
Nature Switzerland AG. Part of Springer Nature.; 2018:193-213.
apa: Meyer, T., Kaul, T., Kimotho, J. K., & Sextro, W. (2018). Steigerung
der Intelligenz mechatronischer Systeme (Vol. Steigerung der Verlässlichkeit
technischer Systeme, pp. 193–213). Springer Nature Switzerland AG. Part of Springer
Nature.
bibtex: '@book{Meyer_Kaul_Kimotho_Sextro_2018, title={Steigerung der Intelligenz
mechatronischer Systeme}, volume={Steigerung der Verlässlichkeit technischer Systeme},
publisher={Springer Nature Switzerland AG. Part of Springer Nature.}, author={Meyer,
Tobias and Kaul, Thorben and Kimotho, James Kuria and Sextro, Walter}, year={2018},
pages={193–213} }'
chicago: Meyer, Tobias, Thorben Kaul, James Kuria Kimotho, and Walter Sextro. Steigerung
Der Intelligenz Mechatronischer Systeme. Vol. Steigerung der Verlässlichkeit
technischer Systeme. Springer Nature Switzerland AG. Part of Springer Nature.,
2018.
ieee: T. Meyer, T. Kaul, J. K. Kimotho, and W. Sextro, Steigerung der Intelligenz
mechatronischer Systeme, vol. Steigerung der Verlässlichkeit technischer Systeme.
Springer Nature Switzerland AG. Part of Springer Nature., 2018, pp. 193–213.
mla: Meyer, Tobias, et al. Steigerung Der Intelligenz Mechatronischer Systeme.
Vol. Steigerung der Verlässlichkeit technischer Systeme, Springer Nature Switzerland
AG. Part of Springer Nature., 2018, pp. 193–213.
short: T. Meyer, T. Kaul, J.K. Kimotho, W. Sextro, Steigerung Der Intelligenz Mechatronischer
Systeme, Springer Nature Switzerland AG. Part of Springer Nature., 2018.
date_created: 2019-05-27T10:22:20Z
date_updated: 2019-05-27T10:23:51Z
department:
- _id: '151'
language:
- iso: eng
page: 193-213
publisher: Springer Nature Switzerland AG. Part of Springer Nature.
status: public
title: Steigerung der Intelligenz mechatronischer Systeme
type: book
user_id: '55222'
volume: Steigerung der Verlässlichkeit technischer Systeme
year: '2018'
...
---
_id: '23560'
author:
- first_name: Julian
full_name: Hentze, Julian
id: '13342'
last_name: Hentze
- first_name: Thorben
full_name: Kaul, Thorben
id: '14802'
last_name: Kaul
- first_name: Iris
full_name: Gräßler, Iris
id: '47565'
last_name: Gräßler
orcid: 0000-0001-5765-971X
- first_name: Walter
full_name: Sextro, Walter
id: '21220'
last_name: Sextro
citation:
ama: 'Hentze J, Kaul T, Gräßler I, Sextro W. Integrated modeling of behavior and
reliability in system development. In: Maier A, Skec S, McKesson C, Van der Loos
M, eds. ICED17, 21ST INTERNATIONAL CONFERENCE ON ENGINEERING DESIGN, Nr. DS
87-USB. Design Society; 2017:385-394.'
apa: 'Hentze, J., Kaul, T., Gräßler, I., & Sextro, W. (2017). Integrated modeling
of behavior and reliability in system development. In A. Maier, S. Skec, C. McKesson,
& M. Van der Loos (Eds.), ICED17, 21ST INTERNATIONAL CONFERENCE ON ENGINEERING
DESIGN, Nr. DS 87-USB (pp. 385–394). Vancouver, Kanada, 21. - 25. Aug. 2017:
Design Society.'
bibtex: '@inproceedings{Hentze_Kaul_Gräßler_Sextro_2017, title={Integrated modeling
of behavior and reliability in system development}, booktitle={ICED17, 21ST INTERNATIONAL
CONFERENCE ON ENGINEERING DESIGN, Nr. DS 87-USB}, publisher={Design Society},
author={Hentze, Julian and Kaul, Thorben and Gräßler, Iris and Sextro, Walter},
editor={Maier, Anja and Skec, Stanko and McKesson, Chris and Van der Loos, MikeEditors},
year={2017}, pages={385–394} }'
chicago: Hentze, Julian, Thorben Kaul, Iris Gräßler, and Walter Sextro. “Integrated
Modeling of Behavior and Reliability in System Development.” In ICED17, 21ST
INTERNATIONAL CONFERENCE ON ENGINEERING DESIGN, Nr. DS 87-USB, edited by Anja
Maier, Stanko Skec, Chris McKesson, and Mike Van der Loos, 385–94. Design Society,
2017.
ieee: J. Hentze, T. Kaul, I. Gräßler, and W. Sextro, “Integrated modeling of behavior
and reliability in system development,” in ICED17, 21ST INTERNATIONAL CONFERENCE
ON ENGINEERING DESIGN, Nr. DS 87-USB, Vancouver, Kanada, 21. - 25. Aug. 2017,
2017, pp. 385–394.
mla: Hentze, Julian, et al. “Integrated Modeling of Behavior and Reliability in
System Development.” ICED17, 21ST INTERNATIONAL CONFERENCE ON ENGINEERING DESIGN,
Nr. DS 87-USB, edited by Anja Maier et al., Design Society, 2017, pp. 385–94.
short: 'J. Hentze, T. Kaul, I. Gräßler, W. Sextro, in: A. Maier, S. Skec, C. McKesson,
M. Van der Loos (Eds.), ICED17, 21ST INTERNATIONAL CONFERENCE ON ENGINEERING DESIGN,
Nr. DS 87-USB, Design Society, 2017, pp. 385–394.'
conference:
end_date: 2017-08-25
location: Vancouver, Kanada, 21. - 25. Aug. 2017
start_date: 2017-08-21
date_created: 2021-08-30T09:10:27Z
date_updated: 2022-01-06T06:55:56Z
department:
- _id: '152'
editor:
- first_name: Anja
full_name: Maier, Anja
last_name: Maier
- first_name: Stanko
full_name: Skec, Stanko
last_name: Skec
- first_name: Chris
full_name: McKesson, Chris
last_name: McKesson
- first_name: Mike
full_name: Van der Loos, Mike
last_name: Van der Loos
language:
- iso: eng
page: 385-394
publication: ICED17, 21ST INTERNATIONAL CONFERENCE ON ENGINEERING DESIGN, Nr. DS 87-USB
publisher: Design Society
status: public
title: Integrated modeling of behavior and reliability in system development
type: conference
user_id: '21240'
year: '2017'
...
---
_id: '9969'
abstract:
- lang: eng
text: Zuverlässigkeit, Sicherheit und Verfügbarkeit gewinnen bei der Anwendung von
technischen Systemen eine immer größere Bedeutung. Aus diesem Grund hat sich Condition
Monitoring, die Zustandsüberwachung eines technischen Produkts, in verschiedenen
Industriebranchen etabliert. Die sensorbasierte Überwachung eines Produkts während
seiner Betriebsdauer in Kombination mit Condition Monitoring Methoden ermöglichen
die Bestimmung des aktuellen Zustands des Produkts und somit eine Diagnose, ob
das Produkt seine ihm zugeschriebene Funktion zum aktuellen Zeitpunkt erfüllt.
Neben Diagnosen bietet Condition Monitoring auch die Möglichkeit Prognosen aufzustellen,
dabei wird die restliche Nutzungsdauer des Produkts aufbauend auf geeigneten Sensordaten
geschätzt. So kann eine intelligente Wartungsplanung umgesetzt werden, die im
Gegensatz zu klassischen Ansätzen keine festen Wartungsintervalle benötigt und
die Nachteile einer rein reaktiven Wartung kompensiert. Stattdessen ist es möglich
ein Element bis vor das Ende seiner Lebensdauer zu nutzen und erst dann zu warten,
um eine optimale Nutzung zu gewährleisten. Durch eine Bestimmung der verbleibenden
Restlebensdauer während des Betriebs ist eine optimale Wartungsplanung möglich,
wodurch die Verfügbarkeit und die Auslastung der überwachten Produkte signifikant
gesteigert werden kann. In dieser Arbeit soll ein produktspezifisches Condition
Monitoring System für Gummi-Metall-Elemente entwickelt werden. Diese Elemente
werden zur Federung, Geräusch- und/oder Schwingungsisolation in vielen verschiedenen
Anwendungen eingesetzt, wie bspw. in Nutz- und Schienenfahrzeugen oder Windenergieanlagen.
In Industrie und Forschung werden bereits Zustandsüberwachungen von Systemen mit
integrierten Gummi-Metall-Elementen eingesetzt, allerdings noch keine Condition
Monitoring Systeme zur alleinigen Zustandsüberwachung dieser Elemente. Aktuell
ist es üblich die Lebensdauer dieser Elemente aufbauend auf beschleunigten Lebensdauerversuchen
und Erfahrungswerten abzuschätzen. Mit dem Ziel die Lebensdauer des fokussierten
Produkts präziser vorherzusagen und damit eine intelligente Wartungsplanung zu
ermöglichen, wird die Entwicklung eines Condition Monitoring Systems für Gummi-Metall-Elemente
angestrebt und in dieser Arbeit erläutert.
author:
- first_name: Amelie
full_name: Bender, Amelie
id: '54290'
last_name: Bender
- first_name: Thorben
full_name: Kaul, Thorben
id: '14802'
last_name: Kaul
- first_name: Walter
full_name: Sextro, Walter
id: '21220'
last_name: Sextro
citation:
ama: 'Bender A, Kaul T, Sextro W. Entwicklung eines Condition Monitoring Systems
für Gummi-Metall-Elemente. In: Verlagsschriftenreihe Des Heinz Nixdorf Instituts
Band 369, Paderborn, 2017. Wissenschaftsforum Intelligente Technische Systeme
(WInTeSys) 2017; 2017:347-358.'
apa: Bender, A., Kaul, T., & Sextro, W. (2017). Entwicklung eines Condition
Monitoring Systems für Gummi-Metall-Elemente. In Verlagsschriftenreihe des
Heinz Nixdorf Instituts Band 369, Paderborn, 2017 (pp. 347–358). Wissenschaftsforum
Intelligente Technische Systeme (WInTeSys) 2017.
bibtex: '@inproceedings{Bender_Kaul_Sextro_2017, place={Wissenschaftsforum Intelligente
Technische Systeme (WInTeSys) 2017}, title={Entwicklung eines Condition Monitoring
Systems für Gummi-Metall-Elemente}, booktitle={Verlagsschriftenreihe des Heinz
Nixdorf Instituts Band 369, Paderborn, 2017}, author={Bender, Amelie and Kaul,
Thorben and Sextro, Walter}, year={2017}, pages={347–358} }'
chicago: Bender, Amelie, Thorben Kaul, and Walter Sextro. “Entwicklung Eines Condition
Monitoring Systems Für Gummi-Metall-Elemente.” In Verlagsschriftenreihe Des
Heinz Nixdorf Instituts Band 369, Paderborn, 2017, 347–58. Wissenschaftsforum
Intelligente Technische Systeme (WInTeSys) 2017, 2017.
ieee: A. Bender, T. Kaul, and W. Sextro, “Entwicklung eines Condition Monitoring
Systems für Gummi-Metall-Elemente,” in Verlagsschriftenreihe des Heinz Nixdorf
Instituts Band 369, Paderborn, 2017, 2017, pp. 347–358.
mla: Bender, Amelie, et al. “Entwicklung Eines Condition Monitoring Systems Für
Gummi-Metall-Elemente.” Verlagsschriftenreihe Des Heinz Nixdorf Instituts Band
369, Paderborn, 2017, 2017, pp. 347–58.
short: 'A. Bender, T. Kaul, W. Sextro, in: Verlagsschriftenreihe Des Heinz Nixdorf
Instituts Band 369, Paderborn, 2017, Wissenschaftsforum Intelligente Technische
Systeme (WInTeSys) 2017, 2017, pp. 347–358.'
date_created: 2019-05-27T09:25:42Z
date_updated: 2019-09-30T08:02:40Z
department:
- _id: '151'
keyword:
- Zustandsüberwachung
- Condition Monitoring
- Prognose
- Gummi-Metall-Elemente
- Restlebensdauerschätzung
language:
- iso: eng
page: 347-358
place: Wissenschaftsforum Intelligente Technische Systeme (WInTeSys) 2017
publication: Verlagsschriftenreihe des Heinz Nixdorf Instituts Band 369, Paderborn,
2017
quality_controlled: '1'
status: public
title: Entwicklung eines Condition Monitoring Systems für Gummi-Metall-Elemente
type: conference
user_id: '55222'
year: '2017'
...
---
_id: '9974'
abstract:
- lang: eng
text: The integrated modeling of behavior and reliability in system development
delivers a model-based approach for reliability investigation by taking into account
the dynamic system behavior as well as the system architecture at different phases
of the development process. This approach features an automated synthesis of a
reliability model out of a behavior model enabling for the closed loop modeling
of degradation of the system and its (dynamic) behavior. The approach is integrated
into the development process following Systems Engineering. It is based on standard
models used in model-based development methodologies i.e. SysML or Matlab/Simulink.
In addition to the theoretical description of the necessary steps the procedure
is validated by an application example at two stages of the development process.
author:
- first_name: Julian
full_name: Hentze, Julian
id: '13342'
last_name: Hentze
- first_name: Thorben
full_name: Kaul, Thorben
id: '14802'
last_name: Kaul
- first_name: Iris
full_name: Grässler, Iris
last_name: Grässler
- first_name: Walter
full_name: Sextro, Walter
id: '21220'
last_name: Sextro
citation:
ama: 'Hentze J, Kaul T, Grässler I, Sextro W. Integrated modeling og behavior and
reliability in system development. In: ICED17, 21st International Conference
on Enginieering Design. ; 2017:385-394.'
apa: Hentze, J., Kaul, T., Grässler, I., & Sextro, W. (2017). Integrated modeling
og behavior and reliability in system development. In ICED17, 21st International
conference on enginieering design (pp. 385–394).
bibtex: '@inproceedings{Hentze_Kaul_Grässler_Sextro_2017, title={Integrated modeling
og behavior and reliability in system development}, booktitle={ICED17, 21st International
conference on enginieering design}, author={Hentze, Julian and Kaul, Thorben and
Grässler, Iris and Sextro, Walter}, year={2017}, pages={385–394} }'
chicago: Hentze, Julian, Thorben Kaul, Iris Grässler, and Walter Sextro. “Integrated
Modeling Og Behavior and Reliability in System Development.” In ICED17, 21st
International Conference on Enginieering Design, 385–94, 2017.
ieee: J. Hentze, T. Kaul, I. Grässler, and W. Sextro, “Integrated modeling og behavior
and reliability in system development,” in ICED17, 21st International conference
on enginieering design, 2017, pp. 385–394.
mla: Hentze, Julian, et al. “Integrated Modeling Og Behavior and Reliability in
System Development.” ICED17, 21st International Conference on Enginieering
Design, 2017, pp. 385–94.
short: 'J. Hentze, T. Kaul, I. Grässler, W. Sextro, in: ICED17, 21st International
Conference on Enginieering Design, 2017, pp. 385–394.'
date_created: 2019-05-27T09:35:48Z
date_updated: 2019-09-30T08:04:38Z
department:
- _id: '151'
keyword:
- Design for X (DfX)
- Product modelling / models
- Robust design
- Systems Engineering (SE)
- Reliability
language:
- iso: eng
page: 385-394
publication: ICED17, 21st International conference on enginieering design
quality_controlled: '1'
status: public
title: Integrated modeling og behavior and reliability in system development
type: conference
user_id: '55222'
year: '2017'
...
---
_id: '9976'
abstract:
- lang: eng
text: State-of-the-art mechatronic systems offer inherent intelligence that enables
them to autonomously adapt their behavior to current environmental conditions
and to their own system state. This autonomous behavior adaptation is made possible
by software in combination with complex sensor and actuator systems and by sophisticated
information processing, all of which make these systems increasingly complex.
This increasing complexity makes the design process a challenging task and brings
new complex possibilities for operation and maintenance. However, with the risk
of increased system complexity also comes the chance to adapt system behavior
based on current reliability, which in turn increases reliability. The development
of such an adaption strategy requires appropriate methods to evaluate reliability
based on currently selected system behavior. A common approach to implement such
adaptivity is to base system behavior on different working points that are obtained
using multiobjective optimization. During operation, selection among these allows
a changed operating strategy. To allow for multiobjective optimization, an accurate
system model including system reliability is required. This model is repeatedly
evaluated by the optimization algorithm. At present, modeling of system reliability
and synchronization of the models of behavior and reliability is a laborious manual
task and thus very error-prone. Since system behavior is crucial for system reliability,
an integrated model is introduced that integrates system behavior and system reliability.
The proposed approach is used to formulate reliability-related objective functions
for a clutch test rig that are used to compute feasible working points using multiobjective
optimization.
author:
- first_name: Thorben
full_name: Kaul, Thorben
id: '14802'
last_name: Kaul
- first_name: Tobias
full_name: Meyer, Tobias
last_name: Meyer
- first_name: Walter
full_name: Sextro, Walter
id: '21220'
last_name: Sextro
citation:
ama: Kaul T, Meyer T, Sextro W. Formulation of reliability-related objective functions
for design of intelligent mechatronic systems. SAGE Journals. 2017;Vol.
231(4):390-399. doi:10.1177/1748006X17709376
apa: Kaul, T., Meyer, T., & Sextro, W. (2017). Formulation of reliability-related
objective functions for design of intelligent mechatronic systems. SAGE Journals,
Vol. 231(4), 390–399. https://doi.org/10.1177/1748006X17709376
bibtex: '@article{Kaul_Meyer_Sextro_2017, title={Formulation of reliability-related
objective functions for design of intelligent mechatronic systems}, volume={Vol.
231(4)}, DOI={10.1177/1748006X17709376},
journal={SAGE Journals}, author={Kaul, Thorben and Meyer, Tobias and Sextro, Walter},
year={2017}, pages={390–399} }'
chicago: 'Kaul, Thorben, Tobias Meyer, and Walter Sextro. “Formulation of Reliability-Related
Objective Functions for Design of Intelligent Mechatronic Systems.” SAGE Journals
Vol. 231(4) (2017): 390–99. https://doi.org/10.1177/1748006X17709376.'
ieee: T. Kaul, T. Meyer, and W. Sextro, “Formulation of reliability-related objective
functions for design of intelligent mechatronic systems,” SAGE Journals,
vol. Vol. 231(4), pp. 390–399, 2017.
mla: Kaul, Thorben, et al. “Formulation of Reliability-Related Objective Functions
for Design of Intelligent Mechatronic Systems.” SAGE Journals, vol. Vol.
231(4), 2017, pp. 390–99, doi:10.1177/1748006X17709376.
short: T. Kaul, T. Meyer, W. Sextro, SAGE Journals Vol. 231(4) (2017) 390–399.
date_created: 2019-05-27T09:37:46Z
date_updated: 2019-09-16T10:20:49Z
department:
- _id: '151'
doi: 10.1177/1748006X17709376
keyword:
- Integrated model
- reliability
- system behavior
- Bayesian network
- multiobjective optimization
language:
- iso: eng
page: 390 - 399
publication: SAGE Journals
quality_controlled: '1'
status: public
title: Formulation of reliability-related objective functions for design of intelligent
mechatronic systems
type: journal_article
user_id: '55222'
volume: Vol. 231(4)
year: '2017'
...
---
_id: '9985'
abstract:
- lang: ger
text: Intelligente technische Systeme sind durch einen erhöhten Funktionsumfang
charakterisiert, der diese dazu befähigt, autonom auf wechselnde Umgebungsbedingungen,
Anforderungen und inhärente Systemzustände zu reagieren. Dies kann mit den Methoden
der Selbstoptimie-rung erreicht werden. Hier werden mit Verfahren der Mehrzieloptimierung
mögliche Betriebs-punkte des Systems bestimmt zwischen denen das System im Betrieb
autonom auswählt und somit eine Verhaltensadaption erwirkt. Zur Berechnung der
Betriebspunkte ist es notwendig ein Modell des Systemverhaltens aufzustellen und
das Verhalten hinsichtlich verschiedener, meist konfliktärer, Ziele zu quantifizieren.
Bei der Modellierung des Systemverhaltens und der Formulierung der Ziele stellt
die Absiche-rung der Verlässlichkeit auf Grund der zunehmenden Systemkomplexität
eine große Heraus-forderung dar, der im Entwicklungsprozess begegnet werden muss.
Die Implementierung von Selbstoptimierung bietet darüber hinaus in Kombination
mit einer Zustandsüberwachung im Betrieb die Möglichkeit einer zuverlässigkeitsbasierten
Verhaltensanpassung, deren Potential zu einer Steigerung der Verlässlichkeit genutzt
werden kann. In dieser Arbeit werden die Entwicklung intelligenter technischer
Systeme und die damit ver-bundenen notwendigen Entwicklungsschritte zur Absicherung
der Verlässlichkeit anhand von selbstoptimierenden Systemen betrachtet. Dazu gehören
die Formulierung verlässlichkeitsre-levanter Ziele und die Implementierung einer
Zustandsüberwachung als Basis für eine zuver-lässigkeitsbasierte Verhaltensanpassung.
Es werden auf Grundlage einer Beschreibung der Entwicklungsschritte, Potentiale
zur Steigerung der Verlässlichkeit sowie Chancen und zukünf-tige Herausforderungen
herausgestellt und diskutiert.
author:
- first_name: Walter
full_name: Sextro, Walter
id: '21220'
last_name: Sextro
- first_name: Tobias
full_name: Meyer, Tobias
last_name: Meyer
- first_name: Thorben
full_name: Kaul, Thorben
id: '14802'
last_name: Kaul
- first_name: James Kuria
full_name: Kimotho, James Kuria
last_name: Kimotho
citation:
ama: 'Sextro W, Meyer T, Kaul T, Kimotho JK. Entwicklung verlässlicher, intelligenter
Systeme. In: VDI-Berichte 2307–28. Tagung Technische Zuverlässigkeit (TTZ 2017)
- Entwicklung Und Betrieb Zuverlässiger Produkte. Leonberg; 2017:17–30.'
apa: Sextro, W., Meyer, T., Kaul, T., & Kimotho, J. K. (2017). Entwicklung verlässlicher,
intelligenter Systeme. In VDI-Berichte 2307–28. Tagung Technische Zuverlässigkeit
(TTZ 2017) - Entwicklung und Betrieb zuverlässiger Produkte. (pp. 17–30).
Leonberg.
bibtex: '@inproceedings{Sextro_Meyer_Kaul_Kimotho_2017, place={Leonberg}, title={Entwicklung
verlässlicher, intelligenter Systeme}, booktitle={VDI-Berichte 2307–28. Tagung
Technische Zuverlässigkeit (TTZ 2017) - Entwicklung und Betrieb zuverlässiger
Produkte.}, author={Sextro, Walter and Meyer, Tobias and Kaul, Thorben and Kimotho,
James Kuria}, year={2017}, pages={17–30} }'
chicago: Sextro, Walter, Tobias Meyer, Thorben Kaul, and James Kuria Kimotho. “Entwicklung
Verlässlicher, Intelligenter Systeme.” In VDI-Berichte 2307–28. Tagung Technische
Zuverlässigkeit (TTZ 2017) - Entwicklung Und Betrieb Zuverlässiger Produkte.,
17–30. Leonberg, 2017.
ieee: W. Sextro, T. Meyer, T. Kaul, and J. K. Kimotho, “Entwicklung verlässlicher,
intelligenter Systeme,” in VDI-Berichte 2307–28. Tagung Technische Zuverlässigkeit
(TTZ 2017) - Entwicklung und Betrieb zuverlässiger Produkte., 2017, pp. 17–30.
mla: Sextro, Walter, et al. “Entwicklung Verlässlicher, Intelligenter Systeme.”
VDI-Berichte 2307–28. Tagung Technische Zuverlässigkeit (TTZ 2017) - Entwicklung
Und Betrieb Zuverlässiger Produkte., 2017, pp. 17–30.
short: 'W. Sextro, T. Meyer, T. Kaul, J.K. Kimotho, in: VDI-Berichte 2307–28. Tagung
Technische Zuverlässigkeit (TTZ 2017) - Entwicklung Und Betrieb Zuverlässiger
Produkte., Leonberg, 2017, pp. 17–30.'
date_created: 2019-05-27T09:52:37Z
date_updated: 2019-09-30T09:03:57Z
department:
- _id: '151'
keyword:
- intelligente Systeme
language:
- iso: eng
page: 17–30
place: Leonberg
publication: VDI-Berichte 2307–28. Tagung Technische Zuverlässigkeit (TTZ 2017) -
Entwicklung und Betrieb zuverlässiger Produkte.
quality_controlled: '1'
status: public
title: Entwicklung verlässlicher, intelligenter Systeme
type: conference
user_id: '55222'
year: '2017'
...
---
_id: '9961'
abstract:
- lang: eng
text: Redundancy is a common approach to improve system reliability, availability
and safety in technical systems. It is achieved by adding functionally equivalent
elements that enable the system to remain operational even though one or more
of those elements fail. This paper begins with an overview on the various terminologies
and methods for redundancy concepts that can be modeled sufficiently using established
reliability analysis methods. However, these approaches yield very complex system
models, which limits their applicability. In current research, Bayesian Networks
(BNs), especially Dynamic Bayesian Networks (DBNs) have been successfully used
for reliability analysis because of their benefits in modeling complex systems
and in representing multi-state variables. However, these approaches lack appropriate
methods to model all commonly used redundancy concepts. To overcome this limitation,
three different modeling approaches based on BNs and DBNs are described in this
paper. Addressing those approaches, the benefits and limitations of BNs and DBNs
for modeling reliability of redundant technical systems are discussed and evaluated.
author:
- first_name: Thorben
full_name: Kaul, Thorben
id: '14802'
last_name: Kaul
- first_name: Tobias
full_name: Meyer, Tobias
last_name: Meyer
- first_name: Walter
full_name: Sextro, Walter
id: '21220'
last_name: Sextro
citation:
ama: 'Kaul T, Meyer T, Sextro W. Modeling of Complex Redundancy in Technical Systems
with Bayesian Networks. In: Proceedings of the Third European Conference of
the Prognostics and Health Management Society 2016. ; 2016.'
apa: Kaul, T., Meyer, T., & Sextro, W. (2016). Modeling of Complex Redundancy
in Technical Systems with Bayesian Networks. In Proceedings of the Third European
Conference of the Prognostics and Health Management Society 2016.
bibtex: '@inproceedings{Kaul_Meyer_Sextro_2016, title={Modeling of Complex Redundancy
in Technical Systems with Bayesian Networks}, booktitle={Proceedings of the Third
European Conference of the Prognostics and Health Management Society 2016}, author={Kaul,
Thorben and Meyer, Tobias and Sextro, Walter}, year={2016} }'
chicago: Kaul, Thorben, Tobias Meyer, and Walter Sextro. “Modeling of Complex Redundancy
in Technical Systems with Bayesian Networks.” In Proceedings of the Third European
Conference of the Prognostics and Health Management Society 2016, 2016.
ieee: T. Kaul, T. Meyer, and W. Sextro, “Modeling of Complex Redundancy in Technical
Systems with Bayesian Networks,” in Proceedings of the Third European Conference
of the Prognostics and Health Management Society 2016, 2016.
mla: Kaul, Thorben, et al. “Modeling of Complex Redundancy in Technical Systems
with Bayesian Networks.” Proceedings of the Third European Conference of the
Prognostics and Health Management Society 2016, 2016.
short: 'T. Kaul, T. Meyer, W. Sextro, in: Proceedings of the Third European Conference
of the Prognostics and Health Management Society 2016, 2016.'
date_created: 2019-05-27T09:10:07Z
date_updated: 2019-09-30T08:05:55Z
department:
- _id: '151'
language:
- iso: eng
publication: Proceedings of the Third European Conference of the Prognostics and Health
Management Society 2016
quality_controlled: '1'
status: public
title: Modeling of Complex Redundancy in Technical Systems with Bayesian Networks
type: conference
user_id: '55222'
year: '2016'
...
---
_id: '9945'
abstract:
- lang: eng
text: Die starke Integration von Sensorik, Aktorik, Hard- und Software stellt Herausforderungen
an die Verlässlichkeit intelligenter mechatronischer Systeme dar. Diese Systeme
verfügen aber auch über großes Potential zur Verbesserung ihrer Verlässlichkeit
durch eine Anpassung des Systemverhaltens an den aktuellen Zustand. Um den Umfang
der Systemmodelle zu reduzieren und die Anpassung des Systemverhaltens zu ermöglichen,
sind fortschrittliche Modellierungsmethoden notwendig, mit denen die Verlässlichkeit
in frühen Phasen des Entwicklungsprozesses sichergestellt und evaluiert werden
kann. Von den Attributen der Verlässlichkeit ist insbesondere die Zuverlässigkeit
in hohem Maße von den auftretenden Belastungen an den Komponenten und damit vom
dynamischen Systemverhalten abhängig. Bisherige Modellierungsansätze bilden diese
Abhängigkeit nur unzureichend ab. Es wird daher ein Ansatz zur integrierten Modellierung
mechatronischer Systeme vorgestellt. Dieser ist in der Lage, sowohl die Dynamik
als auch die Zuverlässigkeit des Systems abzubilden. Die Transformation eines
Modells des dynamischen Systemverhaltens generiert dabei ein Zuverlässigkeitsmodell.
Für typischerweise konkurrierende Ziele können mit Hilfe von Mehrzieloptimierungsverfahren
Betriebspunkte eines Systems bestimmt werden. Das integrierte Modell kann zur
Erzeugung von Zielfunktionen für die Dynamik als auch für die Zuverlässigkeit
genutzt werden. Die Ergebnisse ermöglichen eine Verhaltensanpassung durch Wahl
eines paretooptimalen Betriebspunkts während des Betriebs. Das vorgeschlagene
Konzept zur integrierten Modellierung mechatronischer Systeme bietet aufgrund
des modellbasierten Entwicklungsansatzes und der automatisierten Transformation
eines Verlässlichkeitsmodells eine Reduktion der Benutzereingaben und eine Entlastung
des Benutzers. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit von Benutzerfehlern gesenkt
und die Verlässlichkeit bereits während der Entwicklung erhöht. Somit können Iterationsschleifen
vermieden und die Entwicklungskosten gesenkt werden.
author:
- first_name: Thorben
full_name: Kaul, Thorben
id: '14802'
last_name: Kaul
- first_name: Tobias
full_name: Meyer, Tobias
last_name: Meyer
- first_name: Walter
full_name: Sextro, Walter
id: '21220'
last_name: Sextro
citation:
ama: 'Kaul T, Meyer T, Sextro W. Integrierte Modellierung der Dynamik und der Verlässlichkeit
komplexer mechatronischer Systeme. In: Gausemeier J, Dumitrescu R, Rammig F, Schäfer
W, Trächtler A, eds. 10. Paderborner Workshop Entwurf Mechatronischer Systeme.
HNI-Verlagsschriftenreihe. Paderborn: Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn;
2015:101-112.'
apa: 'Kaul, T., Meyer, T., & Sextro, W. (2015). Integrierte Modellierung der
Dynamik und der Verlässlichkeit komplexer mechatronischer Systeme. In J. Gausemeier,
R. Dumitrescu, F. Rammig, W. Schäfer, & A. Trächtler (Eds.), 10. Paderborner
Workshop Entwurf mechatronischer Systeme (pp. 101–112). Paderborn: Heinz Nixdorf
Institut, Universität Paderborn.'
bibtex: '@inproceedings{Kaul_Meyer_Sextro_2015, place={Paderborn}, series={HNI-Verlagsschriftenreihe},
title={Integrierte Modellierung der Dynamik und der Verlässlichkeit komplexer
mechatronischer Systeme}, booktitle={10. Paderborner Workshop Entwurf mechatronischer
Systeme}, publisher={Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn}, author={Kaul,
Thorben and Meyer, Tobias and Sextro, Walter}, editor={Gausemeier, Jürgen and
Dumitrescu, Roman and Rammig, Franz and Schäfer, Wilhelm and Trächtler, AnsgarEditors},
year={2015}, pages={101–112}, collection={HNI-Verlagsschriftenreihe} }'
chicago: 'Kaul, Thorben, Tobias Meyer, and Walter Sextro. “Integrierte Modellierung
Der Dynamik Und Der Verlässlichkeit Komplexer Mechatronischer Systeme.” In 10.
Paderborner Workshop Entwurf Mechatronischer Systeme, edited by Jürgen Gausemeier,
Roman Dumitrescu, Franz Rammig, Wilhelm Schäfer, and Ansgar Trächtler, 101–12.
HNI-Verlagsschriftenreihe. Paderborn: Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn,
2015.'
ieee: T. Kaul, T. Meyer, and W. Sextro, “Integrierte Modellierung der Dynamik und
der Verlässlichkeit komplexer mechatronischer Systeme,” in 10. Paderborner
Workshop Entwurf mechatronischer Systeme, 2015, pp. 101–112.
mla: Kaul, Thorben, et al. “Integrierte Modellierung Der Dynamik Und Der Verlässlichkeit
Komplexer Mechatronischer Systeme.” 10. Paderborner Workshop Entwurf Mechatronischer
Systeme, edited by Jürgen Gausemeier et al., Heinz Nixdorf Institut, Universität
Paderborn, 2015, pp. 101–12.
short: 'T. Kaul, T. Meyer, W. Sextro, in: J. Gausemeier, R. Dumitrescu, F. Rammig,
W. Schäfer, A. Trächtler (Eds.), 10. Paderborner Workshop Entwurf Mechatronischer
Systeme, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn, Paderborn, 2015, pp. 101–112.'
date_created: 2019-05-27T08:17:18Z
date_updated: 2019-09-30T08:06:51Z
department:
- _id: '151'
editor:
- first_name: Jürgen
full_name: Gausemeier, Jürgen
last_name: Gausemeier
- first_name: Roman
full_name: Dumitrescu, Roman
last_name: Dumitrescu
- first_name: Franz
full_name: Rammig, Franz
last_name: Rammig
- first_name: Wilhelm
full_name: Schäfer, Wilhelm
last_name: Schäfer
- first_name: Ansgar
full_name: Trächtler, Ansgar
last_name: Trächtler
keyword:
- Verlässlichkeit
- Zuverlässigkeit
- Dynamik
- integrierte Modellierung
language:
- iso: eng
page: 101-112
place: Paderborn
publication: 10. Paderborner Workshop Entwurf mechatronischer Systeme
publisher: Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn
quality_controlled: '1'
series_title: HNI-Verlagsschriftenreihe
status: public
title: Integrierte Modellierung der Dynamik und der Verlässlichkeit komplexer mechatronischer
Systeme
type: conference
user_id: '55222'
year: '2015'
...
---
_id: '9946'
abstract:
- lang: eng
text: Intelligent mechatronic systems are able to autonomously adapt system behavior
to current environmental conditions and to system states. To allow for such reactions,
complex sensor and actuator systems as well as sophisticated information processing
are required, making these systems increasingly complex. However, with the risk
of increased system complexity also comes the chance to adapt system behavior
based on current reliability and in turn to increase reliability. The adaptation
is based on switching selecting an appropriate working point at runtime. Multiple
suitable working points can be found using multi-objective optimization techniques,
which require an accurate system model including system reliability. At present,
modeling of system reliability is a laborious manual task performed by reliability
modelling experts. Despite actual system reliability being highly dependent on
system dynamics, pre-existing system dynamics models and the resulting reliability
model are at best loosely coupled. To allow for closer interaction among dynamics
and reliability model and to ensure these are always synchronized, advanced modeling
techniques are required. Therefore, an integrated model is introduced that reduces
user input to a minimum and that integrates system dynamics and system reliability.
author:
- first_name: Thorben
full_name: Kaul, Thorben
id: '14802'
last_name: Kaul
- first_name: Tobias
full_name: Meyer, Tobias
last_name: Meyer
- first_name: Walter
full_name: Sextro, Walter
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last_name: Sextro
citation:
ama: 'Kaul T, Meyer T, Sextro W. Integrated Model for Dynamics and Reliability of
Intelligent Mechatronic Systems. In: et al.} P, ed. European Safety and Reliability
Conference (ESREL2015). London: Taylor and Francis; 2015. doi:10.1201/b19094-290'
apa: 'Kaul, T., Meyer, T., & Sextro, W. (2015). Integrated Model for Dynamics
and Reliability of Intelligent Mechatronic Systems. In P. et al.} (Ed.), European
Safety and Reliability Conference (ESREL2015). London: Taylor and Francis.
https://doi.org/10.1201/b19094-290'
bibtex: '@inproceedings{Kaul_Meyer_Sextro_2015, place={London}, title={Integrated
Model for Dynamics and Reliability of Intelligent Mechatronic Systems}, DOI={10.1201/b19094-290}, booktitle={European
Safety and Reliability Conference (ESREL2015)}, publisher={Taylor and Francis},
author={Kaul, Thorben and Meyer, Tobias and Sextro, Walter}, editor={et al.},
PodofilliniEditor}, year={2015} }'
chicago: 'Kaul, Thorben, Tobias Meyer, and Walter Sextro. “Integrated Model for
Dynamics and Reliability of Intelligent Mechatronic Systems.” In European Safety
and Reliability Conference (ESREL2015), edited by Podofillini et al.}. London:
Taylor and Francis, 2015. https://doi.org/10.1201/b19094-290.'
ieee: T. Kaul, T. Meyer, and W. Sextro, “Integrated Model for Dynamics and Reliability
of Intelligent Mechatronic Systems,” in European Safety and Reliability Conference
(ESREL2015), 2015.
mla: Kaul, Thorben, et al. “Integrated Model for Dynamics and Reliability of Intelligent
Mechatronic Systems.” European Safety and Reliability Conference (ESREL2015),
edited by Podofillini et al.}, Taylor and Francis, 2015, doi:10.1201/b19094-290.
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Reliability Conference (ESREL2015), Taylor and Francis, London, 2015.'
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department:
- _id: '151'
doi: 10.1201/b19094-290
editor:
- first_name: Podofillini
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language:
- iso: eng
place: London
publication: European Safety and Reliability Conference (ESREL2015)
publisher: Taylor and Francis
quality_controlled: '1'
status: public
title: Integrated Model for Dynamics and Reliability of Intelligent Mechatronic Systems
type: conference
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year: '2015'
...
---
_id: '9949'
abstract:
- lang: eng
text: Intelligent mechatronic systems other the possibility to adapt system behavior
to current dependability. This can be used to assure reliability by controlling
system behavior to reach a pre-defined lifetime. By using such closed loop control,
the margin of error of useful lifetime of an individual system is lowered. It
is also possible to change the pre-defined lifetime during operation, by adapting
system behavior to derate component usage. When planning maintenance actions,
the remaining useful lifetime of each individual system has to be taken into account.
Usually, stochastic properties of a fleet of systems are analyzed to create maintenance
plans. Among these, the main factor is the probability of an individual system
to last until maintenance. If condition-based maintenance is used, this is updated
for each individual system using available information about its current state.
By lowering the margin of error of useful lifetime, which directly corresponds
to the time until maintenance, extended maintenance periods are made possible.
Also using reliability-adaptive operation, a reversal of degradation driven maintenance
planning is possible where a maintenance plan is setup not only according to system
properties, but mainly to requirements imposed by maintenance personnel or infrastructure.
Each system then adapts its behavior accordingly and fails according to the maintenance
plan, making better use of maintenance personnel and system capabilities at the
same time. In this contribution, the potential of maintenance plan driven system
behavior adaptation is shown. A model including adaptation process and maintenance
actions is simulated over full system lifetime to assess the advantages gained.
author:
- first_name: Tobias
full_name: Meyer, Tobias
last_name: Meyer
- first_name: Thorben
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citation:
ama: 'Meyer T, Kaul T, Sextro W. Advantages of reliability-adaptive system operation
for maintenance planning. In: Proceedings of the 9th IFAC Symposium on Fault
Detection, Supervision and Safety for Technical Processes. ; 2015:940-945.
doi:10.1016/j.ifacol.2015.09.647'
apa: Meyer, T., Kaul, T., & Sextro, W. (2015). Advantages of reliability-adaptive
system operation for maintenance planning. In Proceedings of the 9th IFAC Symposium
on Fault Detection, Supervision and Safety for Technical Processes (pp. 940–945).
https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2015.09.647
bibtex: '@inproceedings{Meyer_Kaul_Sextro_2015, title={Advantages of reliability-adaptive
system operation for maintenance planning}, DOI={10.1016/j.ifacol.2015.09.647},
booktitle={Proceedings of the 9th IFAC Symposium on Fault Detection, Supervision
and Safety for Technical Processes}, author={Meyer, Tobias and Kaul, Thorben and
Sextro, Walter}, year={2015}, pages={940–945} }'
chicago: Meyer, Tobias, Thorben Kaul, and Walter Sextro. “Advantages of Reliability-Adaptive
System Operation for Maintenance Planning.” In Proceedings of the 9th IFAC
Symposium on Fault Detection, Supervision and Safety for Technical Processes,
940–45, 2015. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2015.09.647.
ieee: T. Meyer, T. Kaul, and W. Sextro, “Advantages of reliability-adaptive system
operation for maintenance planning,” in Proceedings of the 9th IFAC Symposium
on Fault Detection, Supervision and Safety for Technical Processes, 2015,
pp. 940–945.
mla: Meyer, Tobias, et al. “Advantages of Reliability-Adaptive System Operation
for Maintenance Planning.” Proceedings of the 9th IFAC Symposium on Fault Detection,
Supervision and Safety for Technical Processes, 2015, pp. 940–45, doi:10.1016/j.ifacol.2015.09.647.
short: 'T. Meyer, T. Kaul, W. Sextro, in: Proceedings of the 9th IFAC Symposium
on Fault Detection, Supervision and Safety for Technical Processes, 2015, pp.
940–945.'
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date_updated: 2019-09-16T10:43:42Z
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doi: 10.1016/j.ifacol.2015.09.647
keyword:
- Adaptive systems
- Reliability analysis
- Availability
- Adaptive control
- Maintenance
- Self-optimizing systems
- Self-optimizing control
- Stochastic Petri-nets
language:
- iso: eng
page: 940-945
publication: Proceedings of the 9th IFAC Symposium on Fault Detection, Supervision
and Safety for Technical Processes
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status: public
title: Advantages of reliability-adaptive system operation for maintenance planning
type: conference
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year: '2015'
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