Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.18419/opus-10666
Authors: Heck, Tobias
Title: Entwicklung eines Konzeptes zur Implementierung von Regelalgorithmen im Rahmen einer STPA und dessen Umsetzung in XSTAMPP 4.0
Issue Date: 2019
metadata.ubs.publikation.typ: Abschlussarbeit (Master)
metadata.ubs.publikation.seiten: 107
URI: http://elib.uni-stuttgart.de/handle/11682/10683
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:93-opus-ds-106836
http://dx.doi.org/10.18419/opus-10666
Abstract: Die starke Zunahme von komplexer Software in modernen Systemen hat die Entwicklung neuer Analysetechniken für Unfallkausalität notwendig gemacht. Eine dieser Techniken ist STPA, welche Systeme anhand von Regelkreisen darstellt. Innerhalb eines Regelkreises bestimmt der Regelalgo- rithmus, unter welchen Bedingungen das Senden eines Regelsignals stattfindet. Für die Analyse des Regelalgorithmus kann es hilfreich sein, diesen explizit zu modellieren. Hierfür existieren zahlreiche Modellierungskonzepte, von denen einige in speziell für STPA entwickelten Programmen implementiert sind. Diese Arbeit präsentiert das Ergebnis einer umfangreichen Recherche zu diesen Konzepten. In diesem Zusammenhang wird auch ein Vergleich anhand der vier Kriterien Verständ- lichkeit, Flexibilität, Skalierbarkeit und Erweiterbarkeit durchgeführt. Basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs und unter Berücksichtigung der Anwendbarkeit bei Menschen wird ein Konzept vor- gestellt, das sich an Formeln orientiert. Dieses ist so konzipiert, dass eine automatische Generierung von Funktionsgraphen möglich ist, welche die Inhalte kontinuierlicher Regelsignale in Abhängigkeit der relevanten Prozessvariablen darstellen. Zusätzlich legt die Arbeit einen Vorschlag dar, wie das Modellierungskonzept auf Aktoren übertragen werden kann. Beide Konzepte werden zusammen mit einer Generierungsfunktion für Graphen in Version 4.1 der STPA-Software XSTAMPP integriert und dokumentiert. Das Eingabefeld der Formeln besitzt dabei eine automatische Vervollständigung für Prozessvariablennamen und eine Syntaxprüfung. Bei den Graphen ist auch eine partielle Darstellung der Formeln möglich. Abschließend findet eine STPA-Analyse zu einem Anlegemanöver einer Fähre statt, in deren Rahmen die Implementierung des neuen Konzepts erprobt wird. Die Analyse des Regelalgorithmus wird zunächst ohne explizite Modellierung durchgeführt, und anschließend unter Zuhilfenahme einer solchen wiederholt. Dabei ist eine signifikante Steigerung der identifizierten Verlustszenarien zu beobachten, wodurch gezeigt ist, dass zumindest Fälle existieren, in denen eine Modellierung des Regelalgorithmus mit dem hier vorgestellten Konzept einen positiven Effekt auf die Identifikation der Verlustszenarien hat.
Appears in Collections:05 Fakultät Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik

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