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Entwicklung von Tests für die Freigabe des Dynamikmoduls als Teil der Absicherung eines automatisierten Fahrzeugs

Krause, Johannes (2023)
Entwicklung von Tests für die Freigabe des Dynamikmoduls als Teil der Absicherung eines automatisierten Fahrzeugs.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00023089
Bachelorarbeit, Erstveröffentlichung, Verlagsversion

Kurzbeschreibung (Abstract)

Automatisierte Fahrfunktionen entwickeln sich kontinuierlich weiter. Maßgeblich für deren Zulassung ist ein belastbarer Nachweis ihrer Sicherheit. Mit zunehmendem technischem Fortschritt der Fahrzeugautomatisierung, wird es schwieriger und komplexer diese Funktionen für einen Einsatz im Straßenverkehr abzusichern. So stoßen auch in der Entwicklung hochautomatisierter Fahrzeuge gängige Absicherungsansätze an Grenzen. Das Forschungsprojekt UNICARagil verfolgt daher unter anderem im Umgang mit funktionaler Fahrzeugsicherheit neue Herangehensweisen. Mit diesem Hintergrund liefert diese Arbeit eine Methodik für eine Testentwicklung aus modularer Perspektive. Der hierfür untersuchte Gegenstand ist das Dynamikmodul des Forschungsprojekts, welches in allen Varianten der entwickelten Konzeptfahrzeuge für die Bereitstellung der Fahrfunktionen sorgen wird. Dabei wird das übergeordnete Ziel verfolgt, Aufwand und Komplexität der Absicherung durch modulares Testen zu reduzieren. Zunächst wird dafür die Modulumgebung, das Konzeptfahrzeug, beschrieben. Anschließend erfolgt eine Beschreibung des Dynamikmoduls mit seinem Aufbau und seinen Funktionen. Schnittstellen, funktionale Zusammenhänge aber auch vorgesehene Einsatzbedingungen werden dabei erklärt. Im nächsten Schritt werden für eine Testentwicklung relevante Grundbegriffe und deren Bedeutung erläutert. Um eine breite Informationsgrundlage aus testbaren Anforderungen zu entwickeln, wird daraufhin eine kombinierte Arbeitsweise für eine Risikoanalyse abgeleitet. Den Rahmen hierfür liefern Ansätze und analytische Methoden der ISO 26262, welche durch die Perspektive der Systems Theoretic Process Analysis (STPA) ergänzt werden. Mit kombinierten Analysen werden innere Zusammenhänge und mögliche Gefährdungen des Dynamikmoduls unabhängig von äußeren Einsatzbedingungen und Betriebssituationen erfasst. Funktionsbereiche und Beziehungen innerhalb des Dynamikmoduls werden dafür durch jeweilige Methoden unterschiedlich untersucht. Zunächst liefert die Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) mögliche Gefährdungen aus einzelnen Ausfällen innerhalb des Moduls. Wechselwirkungen und Zusammenhänge einzelner Ausfälle werden durch Fehlerbaumanalysen ergründet. Zuletzt lassen sich anhand eines Kontrollflussdiagramms der STPA Gefährdungen durch unsichere Wechselwirkungen ermitteln. Gemeinsam mit bekannten Anforderungen aus existierenden Unterlagen werden die Ergebnisse der Analysen in einer Anforderungsliste gesammelt. Mit Angaben über ihre Bedeutung in der funktionalen Modularchitektur, lassen sich diese anschließend sortieren und einzelnen Testumgebungen priorisiert zuordnen. Unter Berücksichtigung bekannter Möglichkeiten wurde dafür ein einfaches Testkonzept erstellt, mit dem einzelne Testfälle entsprechend ihrer Eigenschaften und Priorität den verfügbaren Testumgebungen zugeordnet wurden. Mit der beschriebenen Vorgehensweise und gewonnenen Ergebnissen lassen sich auch in der Zukunft des Forschungsprojekts Testfälle entwickeln. Grafische und tabellarische Ergebnisse durchgeführter Analysen liefern dafür Informationsgrundlagen über die Struktur des Dynamikmoduls. Auch lassen sich die gesammelten Anforderungen strukturiert neuen Testumgebungen zuweisen. Darüber hinaus bietet die Arbeit mit ihrem Aufbau Orientierung für andere Testentwicklungen und liefert zuletzt mögliche Anknüpfungspunkte für weitere Arbeiten über modulares Testen.

Typ des Eintrags: Bachelorarbeit
Erschienen: 2023
Autor(en): Krause, Johannes
Art des Eintrags: Erstveröffentlichung
Titel: Entwicklung von Tests für die Freigabe des Dynamikmoduls als Teil der Absicherung eines automatisierten Fahrzeugs
Sprache: Deutsch
Referenten: Klamann, M.Sc. Björn ; Winner, Prof. Dr. Hermann
Publikationsjahr: 2023
Ort: Darmstadt
Kollation: VI, 101 Seiten
Datum der mündlichen Prüfung: 15 März 2021
DOI: 10.26083/tuprints-00023089
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/23089
Kurzbeschreibung (Abstract):

Automatisierte Fahrfunktionen entwickeln sich kontinuierlich weiter. Maßgeblich für deren Zulassung ist ein belastbarer Nachweis ihrer Sicherheit. Mit zunehmendem technischem Fortschritt der Fahrzeugautomatisierung, wird es schwieriger und komplexer diese Funktionen für einen Einsatz im Straßenverkehr abzusichern. So stoßen auch in der Entwicklung hochautomatisierter Fahrzeuge gängige Absicherungsansätze an Grenzen. Das Forschungsprojekt UNICARagil verfolgt daher unter anderem im Umgang mit funktionaler Fahrzeugsicherheit neue Herangehensweisen. Mit diesem Hintergrund liefert diese Arbeit eine Methodik für eine Testentwicklung aus modularer Perspektive. Der hierfür untersuchte Gegenstand ist das Dynamikmodul des Forschungsprojekts, welches in allen Varianten der entwickelten Konzeptfahrzeuge für die Bereitstellung der Fahrfunktionen sorgen wird. Dabei wird das übergeordnete Ziel verfolgt, Aufwand und Komplexität der Absicherung durch modulares Testen zu reduzieren. Zunächst wird dafür die Modulumgebung, das Konzeptfahrzeug, beschrieben. Anschließend erfolgt eine Beschreibung des Dynamikmoduls mit seinem Aufbau und seinen Funktionen. Schnittstellen, funktionale Zusammenhänge aber auch vorgesehene Einsatzbedingungen werden dabei erklärt. Im nächsten Schritt werden für eine Testentwicklung relevante Grundbegriffe und deren Bedeutung erläutert. Um eine breite Informationsgrundlage aus testbaren Anforderungen zu entwickeln, wird daraufhin eine kombinierte Arbeitsweise für eine Risikoanalyse abgeleitet. Den Rahmen hierfür liefern Ansätze und analytische Methoden der ISO 26262, welche durch die Perspektive der Systems Theoretic Process Analysis (STPA) ergänzt werden. Mit kombinierten Analysen werden innere Zusammenhänge und mögliche Gefährdungen des Dynamikmoduls unabhängig von äußeren Einsatzbedingungen und Betriebssituationen erfasst. Funktionsbereiche und Beziehungen innerhalb des Dynamikmoduls werden dafür durch jeweilige Methoden unterschiedlich untersucht. Zunächst liefert die Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) mögliche Gefährdungen aus einzelnen Ausfällen innerhalb des Moduls. Wechselwirkungen und Zusammenhänge einzelner Ausfälle werden durch Fehlerbaumanalysen ergründet. Zuletzt lassen sich anhand eines Kontrollflussdiagramms der STPA Gefährdungen durch unsichere Wechselwirkungen ermitteln. Gemeinsam mit bekannten Anforderungen aus existierenden Unterlagen werden die Ergebnisse der Analysen in einer Anforderungsliste gesammelt. Mit Angaben über ihre Bedeutung in der funktionalen Modularchitektur, lassen sich diese anschließend sortieren und einzelnen Testumgebungen priorisiert zuordnen. Unter Berücksichtigung bekannter Möglichkeiten wurde dafür ein einfaches Testkonzept erstellt, mit dem einzelne Testfälle entsprechend ihrer Eigenschaften und Priorität den verfügbaren Testumgebungen zugeordnet wurden. Mit der beschriebenen Vorgehensweise und gewonnenen Ergebnissen lassen sich auch in der Zukunft des Forschungsprojekts Testfälle entwickeln. Grafische und tabellarische Ergebnisse durchgeführter Analysen liefern dafür Informationsgrundlagen über die Struktur des Dynamikmoduls. Auch lassen sich die gesammelten Anforderungen strukturiert neuen Testumgebungen zuweisen. Darüber hinaus bietet die Arbeit mit ihrem Aufbau Orientierung für andere Testentwicklungen und liefert zuletzt mögliche Anknüpfungspunkte für weitere Arbeiten über modulares Testen.

Freie Schlagworte: Modulare Absicherung, Hochautomatisiertes Fahren, Risikoanalyse, funktionale Sicherheit, Testentwicklung, Anforderungsbasiertes Testen, Anforderungsentwicklung
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-230895
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 600 Technik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 16 Fachbereich Maschinenbau
16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet Fahrzeugtechnik (FZD)
16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet Fahrzeugtechnik (FZD) > Sicherheit
16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet Fahrzeugtechnik (FZD) > Testverfahren
TU-Projekte: Bund/BMBF|16EMO0286|UNICARagil
Hinterlegungsdatum: 20 Feb 2023 13:06
Letzte Änderung: 21 Feb 2023 06:48
PPN:
Referenten: Klamann, M.Sc. Björn ; Winner, Prof. Dr. Hermann
Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: 15 März 2021
Export:
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