Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanforderungen sind in zunehmendem Maß Kriterien zur Bewertung und Überwachung dynamischer Systeme. Diese Entwicklung ist durch steigende Qualitätsmaßstäbe, strengere juristische Auflagen sowie ökonomische und ökologische Forderungen bedingt. Der Auslegung und Überwachung automatisierungstechnischer Anlagen durch menschliche oder künstliche Experten liegen meist bewährte klassische Verfahren der Signalanalyse, Kenngrößenbestimmung, Mustererkennung sowie technische Regelwerke usw. zugrunde.

Neben den klassischen Verfahren der Fehlererkennung und Schadendiagnose (im Lehrstuhl im Bereich Structural Health Monitoring zusammengefasst) werden im Bereich Sicherheit und Zuverlässigkeit Methoden entwickelt und angewandt, die

• die Realisierung eines Regelkreises zur Regelung der Sicherheits- und Zuverlässigkeitskenngrößen eines technischen Systems adressieren und
• die Alterungseinflüsse, die Auswirkungen von Schädigungen sowie die der Restrukturierung des Systems oder von Instandsetzungs- und Wartungsmaßnahmen in geeigneten Beschreibungen berücksichtigen.

Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanforderungen sind in zunehmendem Maß Kriterien zur Bewertung und Überwachung dynamischer Systeme. Dies gilt auch und in besonderer Weise für Systeme mit einem hohen Automatisierungsgrad wie kommende Verkehrssysteme sowie autonome Land,-, Luft- und Wasserfahrzeuge. Auf Grund der zunehmenden Komplexität, stellen sich klassische Fragen zur

• Absicherung funktionaler Eigenschaften,
• der Mensch-Maschine-Interaktion (Assistenz und Überwachung),
• der Bewertung von Diagnose- und Regelungssystemen sowie
• der Topologie zur Realisierung sicherer Systeme

neu

Der Schwerpunkt der Forschung in diesem Bereich liegt daher in der Verknüpfung klassischer zuverlässigkeits- und sichertechnischer Methoden und Vorgehensweisen (FTA, FMEA, Markov-Ketten, Redundanzen etc.) mit Methoden der Informatik und der Automatisierungstechnik mit Anwendung auf Entwurfsprinzipien und Methoden.

Experimentell stehen dem Lehrstuhl hierzu eine Reihe von Versuchsträgern aus den anderen Forschungsbereichen zur Verfügung ('Datenerzeuger') bzw. aktuelle Versuchsträger (Autonome Systeme) sind im Aufbau.

Wichtige, mehrfach peer-reviewte Publikationen der letzten Jahre aus diesem Bereich (Stand Juli 2015):

• Al-Shrouf, L.; Szczepanski, N.; Söffker, D.: Online feature-based multisensor stone detection system for bucket-wheel excavators. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Springer, 2015, accepted.

• Hasselberg, A.; Söffker, D.: Petri-Net-based modeling of human operator’s planning for the evaluation of task performance using the example of air traffic control. IEEE Transactions on Human-Machine Systems, 2015, accepted.

• Al-Shrouf, L.; Saadawia, M.; Söffker, D.: Improved process monitoring and supervision based on a reliable multi-stage feature-based pattern recognition technique. Information sciences, 2013, pp. 282-294.

• Ertle, P.; Voos, H.; Söffker, D.: Utilizing dynamic hazard knowledge for risk sensitive action planning of autonomous robots. IEEE International Symposium on Robotic and Sensors Environments, ROSE 2012 - Proceedings, Magdeburg, November 16-18, 2012, pp. 162-167.

• Ertle, P.; Tokic, M.; Bystricky, T.; Ebel, M.; Voos, H.; Söffker, D.: Conceptual design of a dynamic risk-assessment server for autonomous robots. 7th German Conference on Robotics (Robotik 2012), Munich, Germany, 2012.

• Dettmann, K.-U.; Söffker, D.: Adaptive modeling of reliability properties for control and supervision purposes. International Journal of Applied Mathematics and Computer Science (AMCS), International Journal of Applied Mathematics and Computer Science - Issues in Advanced Control and Diagnosis, Vol.21, Issue 3, No. 3, September, 2011, pp. 479-486.

• Junglas, M.; Kazeminia, A.; Eick, R.; Söffker, D.: Analysis and quantification of systems a formalized definition of reliability topologies and characteristic values for system quantification. Proc. of the Inst. of Mechanical Engineers, Part 0, Journal of Risk and Reliability, Vol. 226, No.2, April, 2011, pp. 203-220.

• Junglas, M.; Kazeminia, A.; Eick, R.; Söffker, D.: Analysis, quantifiation, and optimization of system reliability-formalized definition of reliability topologies and values for system optimization. Proc. of the European Safety and Reliability Conference (ESREL 2009), Taylor & Francis Group, London, 2010, pp. 941-946.

• Kazeminia, A.; Junglas, M.; Söffker, D.: An approach for reliability optimization of mechatronic systems during design phase. Reliability, Risk and Safety - Theory and application. Proc. of the European Safety and Reliability Conference (ESREL 2009), Taylor & Francis Group, London, 2010, pp. 1505-1512.