Check up für unsichtbare Entscheidungsträger. Neue Testmethode für elektronische Steuereinheiten: Fid-Bau Portal

Check up für unsichtbare Entscheidungsträger. Neue Testmethode für elektronische Steuereinheiten

Ünlü, Murat / Rempe, Michael / Reinig, Gunter

Elektronische Controller übernehmen in Flugzeugen eine Vielzahl oft komplexer Aufgaben, wobei sie mit analogen (kontinuierlich einlaufende Meßdaten), binären und digitalen Signalen (zeitliche Abfolge binärer Signale) über den jeweiligen Ist-Zustand informiert werden. Am Beispiel der Toiletten-Steuerung in einem Airbus wird der komplexe Informationsfluß der Steuersysteme untereinander über einen CAN-Datenbus anhand eines fiktiven Ausfalls aller Bordtoiletten erläutert. Mögliche Ausfallursachen sind Fehlsignale, etwa durch Wackelkontakte an Bedienungselementen (zum Beispiel Service-Klappen zum Betanken mit Frischwasser oder Entleeren der Abwassertanks, deren Öffnen ein Abschaltsignal für die Toilettenfunktion auslöst). Bei der Entwicklung der Steuerungssysteme im Airbus existieren sehr genaue Vorgaben und Spezifizierungen hinsichtlich der verwendeten Bauteile und der Testbedingungen. So sieht das Systemkonzept der Wasserversorgung im Flugzeug vier völlig unabhängige Teilsysteme vor, deren jeweiliger Ausfall dann auch nur einen Teil der Geräte an Bord betrifft. Die Auswirkungen fehlender oder falscher Signale werden weiter begrenzt, indem die Signale gewichtet werden und Signale höherer Priorität solche mit niedrigerer Priorität überlagern können. In Integrationstests wird schrittweise die zuverlässige Funktion einzelner Geräte bis zur Funktion der Gesamtsystem-Kommunikation erprobt. Am Lehrstuhl für Regelungssysteme und Steuerungstechnik der Ruhr-Universität Bochum wurde gemeinsam mit der Airbus Deutschland GmbH eine umfassende toolgestützte Validierungsmethodik für komplexe technische Systeme entwickelt, deren Kernstück ein smarter Testcontroller ist, der Signale aus der Flugsteuerung und anderen Steuerungssystemen simuliert und über den CAN-Datenbus weiterleitet. Das Simulationsmodell für die Flugphaseninformationen wurde mit dem Werkzeug StateDesigner entwickelt und in einen Teststand integriert, der als weltweit einziger Teststand ein originalgetreu nachgebautes Abwassersystem und Frischwassersystem eines Airbus aufweist. Da ein vollständiges Durchspielen aller im Flugzeug möglichen Steuerungssignale und Signalreihenfolgen nicht möglich ist, werden bei einem Testlauf computergestützt eine große Anzahl zufälliger Testreihen durchgeführt, geeignete Zeitpunkte für eine Simulation ermittelt (zum Beispiel Ausbleiben der Flugphaseninformation über Minuten) und ungewöhnliche Signalfolgen durchgespielt, wobei mit Hilfe spezieller Teststandalgorithmen solche ungewöhnlichen Signalfolgen systematisch und quasi intelligent erzeugt werden. Auch die Wirkung gezielter Fehlerprovokationen läßt sich durchspielen. Der Teststand wertet die Signalverläufe automatisch aus und vergleicht sie mit dem Soll-Verhalten eines im StateDesigner gespeicherten Referenzmodells.