Full Paper (PDF) - Institut für Automatisierungs- und Softwaretechnik ...

Um die Berechnung hier zu vereinfachen, wurde vernachlässigt, dass in realen
mechatronischen Systemen die Mechanik meist entsprechend einer Weibullverteilung
ausfällt und in frühen Phasen gewisse, die Zuverlässigkeit der Komponenten beeinflussende,
Größen nur ungenau, z.B. in Form von Verteilungen, gegeben sind.
3.4. Betrachtung gemischter Strukturen
Mechatronische Systeme zeichnen sich oft durch eine hohe funktionale Komplexität aus.
Dies führt bei der Modellierung der entsprechenden Funktionszuverlässigkeiten zu
gemischten Strukturen, die auch Redundanzen aufweisen können.
Insbesondere sollte Software aber nicht, wie im obigen Beispiel, als monolithischer Block,
sondern entsprechend der tatsächlich zu erwartenden Struktur in Form einzelner
Komponenten betrachtet werden. Dies ist erforderlich, um die unterschiedliche Bedeutung
von möglicherweise mehreren Produkt-Fehlfunktionen aus Sicht des Kunden beschreiben zu
können. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Funktionsstruktur lediglich einen
Anhaltspunkt für die spätere Gestaltung der Software vorgibt. Es sind aber viele weitere
Gesichtspunkte für die Strukturierung vorhanden wie z.B. die Umgebung, in welcher die
Software ablauffähig sein muss, oder nicht-funktionale Gesichtspunkte, wie z.B. die
Wartbarkeit. In frühen Entwicklungsphasen können Softwarekomponenten identifiziert
werden, welche die geforderten Funktionen grob abbilden. Weiter sind die grundlegenden
Abhängigkeiten innerhalb der Software sowie zu anderen Komponenten des
mechatronischen Systems bekannt. Dies ist die Voraussetzung für die Modellierung der
Gesamtzuverlässigkeit. Der Nachteil beim Vorliegen mehrerer Softwarekomponenten ist
jedoch, dass sich diese durch Aufbau, Komplexität, Nutzungsdaueranteil und somit
schließlich auch in ihrer Ausfallrate unterscheiden.
Zudem sollen ungenaue Informationen, wie in [16] gezeigt, mittels Verteilungen beschrieben
werden. Dies setzt die Verwendung eines Verfahrens voraus, mit dem stochastisch verteilte
Informationen kombiniert werden können. An dieser Stelle wird die Monte Carlo Methode
genutzt, deren Funktionsweise in Abschnitt 6 genauer dargestellt wird. Bei mechatronischen
Systemen ist es nicht realitätsnah, lediglich konstante Ausfallraten als
Zuverlässigkeitsindikatoren zu nutzen, da damit verschleißbedingte Ausfälle mechanischer
Komponenten nicht gut repräsentiert werden können. Mittels der Monte Carlo Methode
können aber Verteilungen beliebiger Art kombiniert werden, was auch dieses Problem
behebt.