Ontologie-basierte Modellierung und Synthese von Bordnetzdaten für die Zuverlässigkeitsanalyse

Die steigende Elektrifizierung von Fahrzeugen stellt höhere Ansprüche an das zugrunde liegende Bordnetz. Gleichzeitig steigt die Komplexität des Bordnetzes parallel mit und es wird zunehmend zu einem sicherheitskritischen Produkt. Daher gewinnt die Zuverlässigkeitsanalyse von Bordnetzen zunehmend an Bedeutung. Um die Zuverlässigkeitsanalysen effektiv zu realisieren, ist die Zusammenführung von Daten aus verschiedenen Bordnetzanwendungen erforderlich, wobei die Diskontinuität der Systeme dies erschwert. Die Diskontinuität der Systeme ist eine allgemeine Herausforderung in vielen Bereichen und auch in der Domäne Entwicklung der Bordnetze. Ein integriertes und erweiterbares Produktmodell, das als „Single-Source of Truth“ dient, ist nach wie vor ein Ziel der Bordnetzentwicklung. Ein solches Produktmodell ist notwendig, um ein Bordnetz ausführlich digital auszuwerten und in naher Zukunft nur noch digital zu entwickeln. Weitere Vorhaben wie die automatisierte Produktion, machen dieses Ziel noch dringlicher. Dabei ist die Integration der Systeme mit hoher Komplexität und mit Hindernissen verbunden. Diese Arbeit untersucht die Kernprobleme auf der Datenebene, die robuste und nachhaltige Integration verhindern. Als Lösungsansatz werden in dieser Arbeit Ontologien bzw. Knowledge-Graph-Technologien und Methoden des Software-Engineerings für die strukturierte und semantische Datenintegration und -verarbeitung auf Basis des standardisierten Datenmodells der Bordnetzdaten vorgestellt. Aufbauend wird gezeigt, wie in diesem Ansatz die normgerechte Zuverlässigkeitsanalyse auf der Grundlage der funktionalen Sicherheit effektiv realisiert werden kann. Der konzeptionelle Ansatz wird als Prototyp umgesetzt, validiert und die gewonnenen Erfahrungen werden dargestellt. Anschließen wird gezeigt, dass dieser Ansatz zukunftsorientiert ist und zu den weiteren Anforderungen der Domäne wie Digital Twin, Digital Thread, Model-Based Systems Engineering beiträgt. Zum Schluss wird beschrieben, wie dieser Ansatz zu einem laufenden Entwicklungsprozess integriert werden kann.