ZuMaTra

Steigerung der Zuverlässigkeit von Maschinen und Anlagen durch automatisiertes Testen von Fehlerbehandlungsroutinen in der Steuerungssoftware

Projektbeschreibung

Abbildung 11: Beispielanwendung an Stempelanlage

Die Zuverlässigkeit von Maschinen und Anlagen wird wesentlich von deren Steuerungssoftware bestimmt, da diese Ausnahmesituationen behandelt, die z.B. in Folge von Sensor-/ Aktorausfällen eintreten können. Die fehlerbehandelnden Softwareanteile bilden einen Großteil der Steuerungssoftware, werden jedoch aufgrund mangelnder Zeit bzw. fehlender Werkzeuge und Verfahren oft nur unzureichend getestet. Ob diese für die Zuverlässigkeit der Maschine oder Anlage notwendigen Funktionen korrekt funktionieren, wird dadurch erst bei Eintritt der jeweiligen Ausnahmesituationen im laufenden Betrieb festgestellt. Um hohe Ausfallkosten und Schäden infolge fehlerhafter Ausnahmebehandlungen zu vermeiden, ist jedoch ein Funktionsnachweis bereits vor oder während der Inbetriebnahme anzustreben.

Eine Lösung hierfür ist ein Verfahren, welches die notwendigen Testfälle zur Überprüfung der Ausnahmebehandlungen automatisiert aus vorhandenen oder leicht zu modifizierenden Spezifikationen erzeugt.

In dem Projekt „Steigerung der Zuverlässigkeit von Maschinen und Anlagen durch automatisiertes Testen von Fehlerbehandlungsroutinen in der Steuerungssoftware“ (ZuMaTra) wurde eine Vorgehensweise für die modellbasierte Testfallgenerierung für die Überprüfung der Ausnahmebehandlungen auf Basis von Weg-Zeit-Diagrammen entwickelt. Im Idealfall müssen so keine zusätzlichen Spezifikationen erstellt werden, da die Weg-Zeit-Diagramme schon in der ursprünglichen Vorgehensweise der Unternehmen integriert sind. Die Vorgehensweise umfasst die Erstellung dieser Diagramme, die Testfallgenerierung und den Import der Testfälle in Programmierumgebungen für Speicherprogrammierbare Steuerungen. Der Import in diese Programmierumgebungen erfolgt mit Hilfe von PLCopen XML und ermöglicht die automatisierte Durchführung der Testfälle.

Die Anwendbarkeit des Konzepts konnte anhand einer prototypischen Umsetzung eines Editors bei verschiedenen Anwendungen gezeigt werden. Das Projekt konnte außerdem mit einer positiven Evaluation der Industrieexperten, die bei einem Workshop die Vorgehensweise mit dem Editor erproben konnten, beendet werden.

Die Ergebnisse bieten die Möglichkeiten für weitere Werkzeugentwicklungen, die eine langfristige Basis für eine Steigerung der Zuverlässigkeit und Sicherheit von Maschinen und Anlagen bieten und somit einen Wettbewerbsvorteil ermöglichen.

Weitere Informationen

Abschlussbericht und Prototyp: zumatra.ais.mw.tum.de

Förderung

Das IGF-Vorhaben 16906 N der Forschungsvereinigung Elektrotechnik beim ZVEI e.V. wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.