Vorstellung des Instituts

Das Institut für Technische Zuverl?ssigkeit und Prognostik (IZP) befasst sich unter Leitung von Prof. Zeiler mit Themenstellungen rund um das Ausfallverhalten und die Lebensdauer von technischen Systemen. Neben Bestandteilen der klassischen Zuverl?ssigkeitstechnik, wie beispielsweise der statistischen Zuverl?ssigkeitsabsicherung bei beschleunigter Lebensdauererprobung, werden auch Themen des noch relativ jungen Forschungsgebiets Prognostics and Health Management (PHM) adressiert. Unter dieses Forschungsgebiet f?llt unter anderem die individuelle Lebensdauerprognose eines technischen Systems mit Methoden des maschinellen Lernens.

Diese Themengebiete werden sowohl in der Forschung wie auch in der Lehre vertreten. So sind im IZP mehrere ?ffentlich gef?rderte Projekte angesiedelt. Darüber hinaus werden in Kooperation mit der Universit?t Stuttgart Promotionsvorhaben durchgeführt. Dem Wissenstransfer in die Industrie wird zudem ein hoher Stellenwert beigemessen. Erreicht wird dies durch Forschungsprojekte mit Partnerunternehmen wie auch durch die Einbindung der aktuellen Forschungsthemen in die Lehre der 球探比分网den. Neben Vorlesungen und begleitenden Laborübungen werden regelm??ig studentische Projekt- und Abschlussarbeiten im IZP durchgeführt.

 

?ber das Institut

Die Forschungsschwerpunkte im Bereich der Zuverl?ssigkeitstechnik sind:

  • Zuverl?ssigkeit unter Betriebsbedingungen
  • Modellierung und Simulation der Zuverl?ssigkeit und
    Verfügbarkeit komplexer Systeme
  • Zuverl?ssigkeitsmodelle und -methoden

 

Die Forschungsschwerpunkte im Bereich PHM sind:

  • Datengetriebene und hybride Methoden zur Zustandsdiagnose und –prognose
  • Erweiterung datengetriebener Methoden durch Kenntnisse zum Degradationsprozess
  • Reduktion der erforderlichen Trainingsdaten durch die Verwendung von Similar System-Daten/ Transfer Learning
  • Entwicklung und Einsatz von Modell-Ensembles
  • Berücksichtigung von Unsicherheiten bei datengetriebenen  Diagnose- und Prognosemethoden
  • Methodik zur Auswahl von Prognosemethoden unter Berücksichtigung industrietypischer Randbedingungen
  • Aufbau einer Datenbank für ?ffentlich zug?ngliche Degradationsdatens?tze
  • Analyse hochfrequenter Antriebsdaten bei Werkzeugmaschinen zur Zustandsdiagnose
  • Schwingungsanalyse von Antriebskomponenten

 

Eine detailliertere Beschreibung ist der Rubrik Themen- und Forschunsschwerpunkte zu entnehmen.

Das IZP verfügt über moderne Büroarbeitspl?tze sowie über mehrere Prüfst?nde, welche sowohl für Forschungs- als auch für Lehrzwecke eingesetzt werden. Die vorhandenen Prüfst?nde erm?glichen beispielsweise die Analyse von Schwingungen (K?rperschall) zur Identifikation diverser Sch?den bei W?lzlagern. Zudem wurde vom IZP ein Degradationsprüfstand zur schnellen und flexiblen Generierung von Degradationsdaten aufgebaut, welche besonders für die Entwicklung von Prognosemethoden mit Verfahren des maschinellen Lernens ben?tigt werden.

Das Bild beinhaltet zwei Prüfstande des Forschungsbereichs. Ein Prüfstand erm?glicht die Schwingungsanalyse bei W?lzlagern. Der andere Prüfstand dient zur schnellen und flexiblen Generierung von Degradationsdaten.
Prüfstande zur Schwingungsanalyse bei W?lzlagern (links) und zur Erzeugung von Degradationsdaten (rechts) bei Pneumatikkomponenten (Urheber: Hochschule Esslingen) Hochschule Esslingen?

Zur Durchführung der T?tigkeiten in Forschung und Lehre hat das IZP Zugriff auf eine umfangreiche Ausstattung an leistungsstarker Hardware und fachspezifischen Softwarelizenzen. Neben mehreren Entwickler-PCs kann bei rechenintensiven Aufgaben, beispielsweise im Bereich der Datenanalyse und der Künstlichen Intelligenz, auf ein Rechencluster zurückgegriffen werden. Bei der Analyse umfangreicher Datenmengen kann Software von kommerziellen Anbietern eingesetzt werden, welche eine hohe Verbreitung in der Industrie aufweisen. Diese k?nnen beispielsweise für die Datenanalyse oder die statistische Versuchsplanung (DoE) aber auch für die Zuverl?ssigkeitsabsicherung technischer Systeme eingesetzt werden. Darüber hinaus wird vom IZP auch weitverbreitete Open Source Software (z.B. Python mit zugeh?rigen Bibliotheken) verwendet. Das IZP hat unter anderem Zugriff auf:

  • Matlab mit umfangreichen Toolboxen inklusive Parallel Server Lizenz
  • Etabilierte Zuverl?ssigkeitssoftware für die Berechnung und Analyse (statistische Testplanung, Datenanalyse, SImulation, FMEA, Markov, Systemberechnung, Fehlerbaum-Analyse)
  • Software zur Modellierung und Simulation komplexer Systeme
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