-
Verfahren, Vorrichtung, Computerprogramm und computerlesbares Speichermedium zum Erzeugen einer Graphen-Datenbank zur Ermittlung eines Diagnoseumfangs für mögliche Fehler von zumindest einem Bauteil eines mechatronischen Systems
-
Es wird ein Verfahren zur Erzeugung einer Graphen-Datenbank zur Ermittlung eines Diagnoseumfangs für mögliche Fehler von zumindest einem Bauteil eines mechatronischen Systems angegeben. Darüber hinaus werden eine Vorrichtung, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Speichermedium angegeben.
-
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren anzugeben, bei dem zumindest ein fehlerhaftes Bauteil eines mechatronischen Systems besonders einfach und effizient analysierbar und ermittelbar ist. Des Weiteren sollen eine Vorrichtung und ein Computerprogramm angegeben werden, die ein solches Verfahren ausführen können. Darüber hinaus soll ein computerlesbares Speichermedium mit einem derartigen Computerprogramm angegeben werden.
-
Diese Aufgaben werden durch das Verfahren und die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Implementierungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweils abhängigen Patentansprüche.
-
Zunächst wird das Verfahren zur Erzeugung einer Graphen-Datenbank zur Ermittlung eines Diagnoseumfangs für mögliche Fehler von zumindest einem Bauteil eines mechatronischen Systems erläutert. Das mechatronische System ist beispielsweise in ein Fahrzeug integriert.
-
Bei dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug, wie zum Beispiel einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen, einen Transporter und/oder ein Motorrad. Alternativ kann das Fahrzeug ein Luftfahrzeug oder ein Wasserfahrzeug sein.
-
Das mechatronisches System ist beispielsweise dazu ausgebildet das Fahrzeug zu betreiben und/oder zu steuern. Zudem kann das mechatronische System in eine Vielzahl von Subsystemen unterteilt sein. Jedem Subsystem ist beispielsweise eine Vielzahl von Komponenten zugeordnet. Diese Komponenten können jeweils eine Vielzahl von Bauteilen umfassen. Das mechatronische System umfasst damit eine grobgranulare Ebene, die dem System entspricht und einer feingranularen Ebene, die den Bauteilen entspricht.
-
Die Bauteile des mechatronischen Systems beeinflussen sich in der Regel gegenseitig. Viele dieser Bauteile sind damit voneinander abhängig. Das lässt sich so verstehen, dass beispielsweise ein Ausgangssignal eines der Bauteile als Eingangssignal eines anderen Bauteils genutzt wird.
-
Zumindest manche der Bauteile können elektrische Bauteile sein, wie beispielsweise Aktoren und/oder Sensoren. Weiterhin ist es möglich, dass es sich bei zumindest manchen der Bauteile um virtuelle Bauteile handelt. Bei den virtuellen Bauteilen handelt es sich zum Beispiel jeweils um eine Softwareapplikation. Jedem der Bauteile kann weiterhin eine entsprechende Funktion zugeordnet sein. Ist beispielsweise ein Bauteil fehlerhaft, kann das fehlerhafte Bauteil eine Fehlfunktion aufweisen. Eine der Fehlfunktionen kann beispielsweise durch einen oder mehrere Fehlerspeichereinträge beobachtet werden.
-
Alle Bauteile, Funktionen, Fehlfunktionen und Fehlerspeichereinträge sind beispielsweise in Form eines Graphen darstellbar. In diesem Fall ist jedes Bauteil, jede Funktion, jede Fehlfunktion und jeder Fehlerspeichereintrag repräsentativ für einen Knoten des Graphen.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden erste Knoten, zweite Knoten, dritte Knoten und vierte Knoten bereitgestellt.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens sind zumindest manche der ersten und/oder der zweiten und/oder der dritten und/oder der vierten Knoten durch gerichtete erste Kanten, gerichtete zweite Kanten und gerichtete dritte Kanten miteinander verbunden.
-
Jedem der ersten Knoten, der zweiten Knoten, der dritten Knoten und der vierten Knoten ist beispielsweise jeweils zumindest ein Attribut zugeordnet. Bei dem Attribut handelt es sich beispielsweise um eine eindeutige Kennzeichnung des dem jeweiligen Knoten zugeordneten Bauteils, Funktion, Fehlfunktion und/oder Fehlerspeichereintrags.
-
Weiterhin kann jedem der ersten Kanten, der zweiten Kanten und der dritten Kanten jeweils zumindest ein weiteres Attribut zugeordnet sein. Bei dem Attribut handelt es sich beispielsweise um eine Beschreibung einer Art oder einer Stärke eines Zusammenhangs zwischen den Knoten.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens sind zumindest manche der ersten Knoten durch gerichtete erste Kanten mit zumindest manchen der der zweiten Knoten verbunden. Weiterhin sind zumindest manche der zweiten Knoten durch gerichtete zweite Kanten mit zumindest manchen der dritten Knoten verbunden und zumindest manche der dritten Knoten sind durch gerichtete dritte Kanten mit zumindest manchen der vierten Knoten verbunden.
-
Beispielsweise sind zumindest manche der ersten Kanten von den ersten Knoten hin zu den zweiten Knoten gerichtet. Weiterhin sind zum Beispiel zumindest manche der ersten Kanten von den zweiten Knoten hin zu den ersten Knoten gerichtet.
-
Zudem ist beispielsweise jede der zweiten Kanten von den zweiten Knoten hin zu den dritten Knoten gerichtet. Jede der dritten Kanten ist beispielsweise von den dritten Knoten hin zu den vierten Knoten gerichtet
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein bipartiter Graph in Abhängigkeit der bereitgestellten dritten und der bereitgestellten vierten Knoten erzeugt. Der bipartite Graph umfasst in diesem Fall die dritten Knoten und die vierten Knoten, die jeweils durch weitere dritte gerichtete Kanten miteinander verbunden sind. Die weiteren dritten Kanten sind hierbei von den vierten Knoten zu den dritten Knoten gerichtet.
-
Bei dem bipartiten Graphen handelt es sich um einen Graphen, bei dem die dritten Knoten und die vierten Knoten in zwei unabhängige Teilmengen U und V unterteilt sind. Das heißt, jede weitere dritte Kante verbindet ausschließlich dritte Knoten der Teilmenge U mit vierten Knoten der Teilmenge V. Weiterhin existiert in dem bipartiten Graphen keine Kante innerhalb der Teilmengen. Das heißt, im bipartiten Graphen sind die dritten Knoten nicht mit einer Kante untereinander verbunden. Weiterhin sind die vierten Knoten im bipartiten Graphen nicht untereinander verbunden.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine kleinste Menge der vierten Knoten ermittelt, die mit allen dritten Knoten verbunden sind, in Abhängigkeit des bipartiten Graphen. Durch das Ermitteln der kleinsten Menge der vierten Knoten ist insbesondere sichergestellt, dass jeder dritte Knoten von einem der vierten Knoten abgedeckt ist.
-
Für den Fall, dass beispielsweise ein dritter Knoten nicht mit einem der vierten Knoten verbunden ist, so kann nachfolgend ein weiterer vierter Knoten konstruiert und implementiert werden.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Graphen-Datenbank in Abhängigkeit der kleinsten Menge der vierten Knoten erzeugt, erweitert und/oder verändert. In diesem Fall werden nur die ermittelten vierten Knoten der kleinsten Menge in der Graphen-Datenbank gespeichert. Damit können vorteilhafterweise etwaige Redundanzen reduziert werden.
-
Bevorzugt ist so sichergestellt, dass zu jeder Fehlfunktion zumindest ein Fehlerspeichereintrag vorhanden ist. Das heißt, umfasst das mechatronische System ein fehlerhaftes Bauteil und somit zumindest eine Fehlfunktion, wird diese Fehlfunktion durch zumindest einen Fehlerspeichereintrag repräsentiert.
-
Alternativ oder zusätzlich ist das Verfahren dazu ausgebildet, die Graphen-Datenbank zu erweitern und/oder zu vervollständigen für den Fall, dass keine vierten Knoten oder die Menge der vierten Knoten nicht ausreichend sind um alle dritten Knoten mit zumindest einem der vierten Knoten zu verbinden. In diesem Fall wird eine bereits bestehende Graphen-Datenbank in Abhängigkeit der kleinsten Menge der vierten Knoten entsprechend erweitert beziehungsweise verändert.
-
Die erzeugte, erweiterte und/oder veränderte Graphen-Datenbank umfasst in diesem Fall eine erste Hauptebene und eine zweite Hauptebene. Die erste Hauptebene umfasst weiterhin eine erste Teilebene und eine zweite Teilebene. Beispielsweise sind in der ersten Teilebene die ersten Knoten lokalisiert. Weiterhin sind in der zweiten Teilebene zum Beispiel die zweiten Knoten lokalisiert. Die ersten Knoten und die zweiten Knoten sind mit den ersten gerichteten Kanten verbunden. Zumindest eine Teilmenge der ersten gerichteten Kanten kann von der ersten Teilebene auf die zweite Teilebene gerichtet sein und die restliche Teilmenge der ersten Kanten kann von der zweiten Teilebene zur ersten Teilebene gerichtet sein.
-
Weiterhin umfasst die zweite Hauptebene beispielsweise eine dritte Teilebene und eine vierte Teilebene. Die dritten Knoten sind beispielsweise in der dritten Teilebene angeordnet und die vierten Knoten sind in der vierten Teilebene angeordnet. Die gerichteten zweiten Kanten sind beispielsweise von der zweiten Teilebene in Richtung der dritten Teilebene gerichtet. Die dritten Kanten sind beispielsweise von der dritten Teilebene zur vierten Teilebene gerichtet.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Ermitteln der kleinsten Menge der vierten Knoten durch einen vorgegebenen Mengenüberdeckungsproblem-Algorithmus ermittelt. Das Ermitteln der kleinsten Menge der vierten Knoten wird beispielsweise nach dem Erzeugen des bipartiten Graphen durchgeführt.
-
Bei dem vorgegebenen Mengenüberdeckungsproblem-Algorithmus handelt es sich beispielsweise um einen gewichteten Mengenüberdeckungsproblem-Algorithmus (englisch „weighted set cover problem“) und/oder um einen geometrischen Mengenüberdeckungsproblem-Algorithmus (englisch „geometric set cover problem“).
-
Bei dem gewichteten Mengenüberdeckungsproblem-Algorithmus wird die kleinste Menge der vierten Knoten beispielsweise in Abhängigkeit eines Gewichts ermittelt. Beispielsweise kann jeder vierte Knoten mehrere Attribute umfassen, welche repräsentativ für die Gewichtung sind. Beispielsweise ist das Attribut abhängig von einem Robustheitswert des jeweiligen vierten Knotens. Durch den gewichteten Mengenüberdeckungsproblem-Algorithmus ist vorteilhafterweise insbesondere sichergestellt, dass alle dritten Knoten von zumindest einem der vierten Knoten abgedeckt sind bei gleichzeitiger Optimierung der Auswahl nach den Gewichtungen.
-
Bei dem geometrischen Mengenüberdeckungsproblem-Algorithmus wird die kleinste Menge der vierten Knoten beispielsweise in Abhängigkeit einer Aktivität der dritten und vierten Knoten ermittelt. Beispielsweise kann jeder dritte und vierte Knoten mehrere Attribute umfassen, welche repräsentativ für die Rahmenbedingungen der jeweiligen Aktivität sind. Beispielsweise ist das Attribut abhängig von der Aktivität während eines Zeitpunkts oder einer Zeitspanne oder abhängig von anderen Systemzuständen. Sind die dritten Knoten und die vierten Knoten zu unterschiedlichen Zeitpunkten aktiv, wird die kleinste Menge der vierten Knoten in Abhängigkeit der Aktivität der dritten Knoten und der vierten Knoten ermittelt. Damit ist vorteilhafterweise insbesondere sichergestellt, dass die dritten Knoten zu jedem Zeitpunkt von einem der vierten Knoten abgedeckt sind.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die dritten Knoten und die vierten Knoten in Abhängigkeit des bipartiten Graphen in einer relationalen Tabelle dargestellt. Beispielsweise gibt die relationale Tabelle an, wie die dritten Knoten und die vierten Knoten durch die weiteren dritten Kanten verbunden sind.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Graphen-Datenbank in Abhängigkeit der relationalen Tabelle ermittelt, erweitert und/oder verändert.
-
Beispielsweise werden in Abhängigkeit der relationalen Tabelle eine Teilmenge von vierten Knoten über Redukte und ein Kern der Redukte ermittelt. Redukte sind Teilmengen einer Originalmenge von Merkmalen, welche die gleiche Aussagekraft aufweisen, wie die Originalmenge. Bei dem Kern der Redukte handelt es sich um eine Schnittmenge aller möglichen Redukte und damit einem nicht austauschbaren Anteil des Redukts.
-
Bei dem Verfahren wird in der relationalen Tabelle der Anteil der vierten Knoten ermittelt, welche dem Kern zuzuweisen sind.
-
Die restlichen Merkmale im Redukt werden über ein lineares Optimierungsproblem ausgewählt. Beispielsweise werden die restlichen Merkmale in Abhängigkeit der Attribute der vierten Knoten, die der Gewichtung zuzuordnen sind, ausgewählt.
-
Vorteilhafterweise kann so eine eindeutige Identifikation eines dritten Knotens in Abhängigkeit des vierten Knotens durch die Verbindung der Theorie der Mengenüberdeckung und der in der Rough Set Theorie vorkommenden Redukte erfolgen.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die zweiten Knoten und die dritten Knoten, denen jeweils ein vierter Knoten zugeordnet ist, hierarchisch angeordnet. Bevorzugt werden die zweiten Knoten und die dritten Knoten vor dem Erzeugen des bipartiten Graphen hierarchisch geordnet.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werdend die zweiten Knoten in Abhängigkeit der den zweiten Knoten zugewiesenen Attributen hierarchisch geordnet. In der hierarchischen Anordnung sind die zweiten Knoten, deren Attribute charakteristisch für die grobgranulare Ebene sind, an oberster Stelle angeordnet. Absteigend dazu sind die zweiten Knoten angeordnet, deren Attribute jeweils charakteristisch für die feingranulare Ebene sind. Das heißt, eine Anordnung von Äquivalenzklassen der zweiten Knoten ist abhängig von der Granularität der zweiten Knoten.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die dritten Knoten den zweiten Knoten hierarchisch nachgeordnet.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist den zweiten Knoten und den dritten Knoten in der hierarchischen Anordnung einer oder mehrere vierter Knoten zugeordnet.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der bipartite Graph in Abhängigkeit der hierarchischen Anordnung erzeugt. Beispielsweise werden die weiteren dritten Kanten zwischen den dritten Knoten und den vierten Knoten des bipartiten Graphen mit einem Erreichbarkeitsanalyse-Algorithmus in Abhängigkeit der hierarchischen Anordnung ermittelt.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens sind die ersten Knoten jeweils repräsentativ für zumindest eine Komponente und/oder zumindest ein Bauteil des mechatronischen Systems.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens sind die zweiten Knoten jeweils repräsentativ für zumindest eine Funktion von einer der Funktion zugeordneten Komponente und/oder von einem der Funktion zugeordneten Bauteil.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist in der Graphen-Datenbank zumindest einer der ersten Knoten mit zumindest einem der zweiten Knoten mit einer der ersten gerichteten Kanten verbunden.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist die erste gerichtete Kante repräsentativ für einen Wirkzusammenhang zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens sind die dritten Knoten jeweils repräsentativ für zumindest eine Fehlfunktion von einer der Fehlfunktion zugeordneten Funktion.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist in der Graphen-Datenbank zumindest einer der zweiten Knoten mit einem der dritten Knoten mit einer der zweiten gerichteten Kanten verbunden.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist die zweite gerichtete Kante repräsentativ für einen Wirkzusammenhang zwischen dem zweiten Knoten und dem dritten Knoten.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens sind die vierten Knoten jeweils repräsentativ für zumindest einen Fehlerspeichereintrag von einer dem Fehlerspeichereintrag zugeordneten Fehlfunktion. Bei dem Fehlerspeichereintrag kann es sich beispielsweise um ein Ergebnis einer Diagnosefunktion handeln.
-
Bei dem Fehlerspeichereintrag handelt es sich beispielsweise um eine Kennziffer zur Identifikation von Fehlfunktionen, zum Beispiel einen Diagnostic Trouble Code (kurz „DTC“), ein Ergebnis eines Offboard Testmoduls und/oder zumindest eine Kundenbeobachtung.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist in der Graphen-Datenbank zumindest einer der dritten Knoten mit einem der vierten Knoten mit einer der dritten gerichteten Kanten verbunden.
-
Da es in einem mechatronischen System in einem modernen Fahrzeug in der Regel mehr als 10000 Bauteile gibt, ist es bei einem Diagnoseverfahren häufig schwer nachzuvollziehen, welches Bauteil fehlerhaft ist, wenn beispielsweise die Fehlerspeichereinträge ausgelesen werden. Durch ein hier beschriebenes Verfahren wird bevorzugt eine Graphen-Datenbank erzeugt, erweitert und/oder verändert, mit der ein optimierter Diagnoseumfang generiert wird, welcher alle bekannten Fehlfunktionen eines Bauteils absichert.
-
Eine solche erzeugbare Graphen-Datenbank ist insbesondere optimiert im Hinblick auf einen Diagnoseumfang, ein Diagnosezeitfenster, eine Diagnosefunktionalität und/oder Kosten. Der Diagnoseumfang umfasst in diesem Fall beispielsweise gesetzesrelevante Abweichungen und/oder Abweichungen, welche kundenrelevante Funktionen einschränken würden. Das Diagnosezeitfenster beinhaltet beispielsweise eine Dauer um die Diagnosefunkton durchzuführen und/oder in welcher Betriebssituation die zu betrachtende Funktionalität verfügbar ist. Die Diagnosefunktionalität umfasst beispielsweise die Art der Diagnosefunktion, die z.B. abhängig von der jeweiligen zu betrachtenden Funktionalität und deren möglichen Fehlfunktionen sind. Dies beinhaltet auch eine Granularität der Diagnosefunktion und/oder eine Robustheit der Diagnosefunktion. Ferner können die Kosten zum einen durch die Applikation der Diagnosen und zum anderen durch absehbare Kosten bei Nichtapplikation einer Diagnose durch die Durchführung eventuell notwendiger zusätzlicher Off-board Testmodule umfassen.
-
Des Weiteren wird eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Graphen-Datenbank zur Ermittlung eines Diagnoseumfangs für mögliche Fehler von zumindest einem Bauteil eines mechatronischen Systems angegeben.
-
Die Vorrichtung ist dazu ausgebildet, dass hier beschriebene Verfahren auszuführen. Sämtliche in Verbindung mit dem Verfahren offenbarten Merkmale der Ausführungsform sind daher auch in Verbindung mit der Vorrichtung offenbart und umgekehrt.
-
Darüber hinaus wird ein Fahrzeug angegeben, dass die hier beschriebene Vorrichtung aufweist. Bei dem Fahrzeug handelt es sich insbesondere um ein Kraftfahrzeug.
-
Zudem wird ein Computerprogramm angegeben, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, das hier beschriebene Verfahren auszuführen.
-
Weiterhin wird ein computerlesbares Speichermedium angegeben, auf dem das hier beschriebene Computerprogramm gespeichert ist.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
-
Es zeigen:
- 1 Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel,
- 2 schematische Darstellung einer Vorrichtung und eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel,
- 3 und 4 exemplarische Darstellung von Graphen von Knoten
- 5 exemplarische Darstellung einer Hierarchie von Knoten und eines bipartiten Graphen,
- 6, exemplarische Darstellung einer relationalen Tabelle, und
- 7, Darstellung einer Graphen-Datenbank gemäß einem Ausführungsbeispiel.
-
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
-
In dem Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 wird zunächst ein Verfahrensschritt S1 ausgeführt, bei dem ersten Knoten K1, zweite Knoten K2, dritte Knoten K3 und vierte Knoten K4 bereitgestellt werden. Zumindest manche der ersten und/oder der zweiten und/oder der dritten und/oder der vierten Knoten K1, K2, K3, K4 sind in diesem Ausführungsbeispiel durch gerichtete erste Kanten E1, gerichtete zweite Kanten E2 und gerichtete dritte Kanten E3 miteinander verbunden.
-
Die ersten Knoten K1 sind jeweils repräsentativ für zumindest eine Komponente 3 und/oder zumindest ein Bauteil 2 eines mechatronischen Systems 4. Die zweiten Knoten K2 sind jeweils repräsentativ für zumindest eine Funktion von einer der Funktion zugeordneten eine Komponente 3 und/oder einem der Funktion zugeordneten Bauteil 2. Die dritten Knoten K3 sind jeweils repräsentativ für zumindest eine Fehlfunktion von einer der Fehlfunktion zugeordneten Funktion und die vierten Knoten K4 sind jeweils repräsentativ für zumindest einen Fehlerspeichereintrag von einer dem Fehlerspeichereintrag zugeordneten Fehlfunktion.
-
Bei dem Fehlerspeichereintrag handelt es sich beispielsweise um einen DTC.
-
In diesem Ausführungsbeispiel sind zumindest manche der ersten Knoten K1 durch gerichtete erste Kanten E1 mit zumindest manchen der zweiten Knoten K2 verbunden, zumindest manche der zweiten Knoten K2 sind durch gerichtete zweite Kanten E2 mit zumindest manchen der dritten Knoten K3 verbunden und zumindest manche der dritten Knoten K3 sind durch gerichtete dritte Kanten E3 mit zumindest manchen der vierten Knoten K4 verbunden.
-
In einem nachfolgenden Verfahrensschritt S2 werden die zweiten Knoten K2 und die dritten Knoten K3 hierarchisch angeordnet, wie beispielsweise auch in Verbindung mit 5 näher erläutert. Die hierarchische Anordnung der zweiten Knoten K2 entspricht einer Hierarchie der Funktionen der Komponenten 3 und/oder Bauteile 2. Funktionen, die repräsentativ für eine grobgranulare Ebene des mechatronischen Systems 4 sind, sind an oberster Stelle angeordnet. Absteigend dazu sind die Funktionen angeordnet, die charakteristisch für die feingranulare Ebene des mechatronischen Systems 4 sind.
-
Die dritten Knoten K3 sind den zweiten Knoten K2 hierarchisch nachgeordnet.
-
Die vierten Knoten K4 die mit zweiten Knoten K2 und/oder dritten Knoten K3 verbunden sind, sind den dritten Knoten K3 hierarchisch nachgeordnet.
-
In dem weiteren Verfahrensschritt S3 wird nachfolgend ein bipartiter Graph in Abhängigkeit der bereitgestellten dritten und vierten Knoten K4, insbesondere in Abhängigkeit der hierarchischen Anordnung und einer Erreichbarkeitsanalyse, erzeugt, wie beispielsweise auch in Verbindung mit 5 näher erläutert ist. In dem bipartiten Graphen sind die dritten Knoten K3 und die vierten Knoten K4 jeweils durch weitere dritte gerichtete Kanten E4 miteinander verbunden.
-
Der erzeugte bipartite Graph umfasst in diesem Ausführungsbeispiel die dritten Knoten K3 und die vierten Knoten K4, die jeweils Teil einer unabhängigen Teilmenge sind. In dem erzeugten bipartiten Graphen gibt es keine Kante innerhalb dieser Teilmengen.
-
Nachfolgend wird in einem Verfahrensschritt S4 eine kleinste Menge der vierten Knoten K4, die mit allen dritten Knoten K3 verbunden sind, in Abhängigkeit des bipartiten Graphen, ermittelt. Beispielsweise wird die kleinste Menge der vierten Knoten K4 durch einen gewichteten und/oder einen geometrischen Mengenüberdeckungsproblem-Algorithmus ermittelt.
-
Nach dem Ermitteln der kleinsten Menge der vierten Knoten K4 kann eine Graphen-Datenbank 1 in Abhängigkeit der kleinsten Menge der vierten Knoten K4 erzeugt, erweitert und/oder verändert werden.
-
Das Fahrzeug 6 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2 umfasst eine Vorrichtung 5. Die Vorrichtung 5 ist dazu ausgebildet das hier beschriebene Verfahren auszuführen. Die Vorrichtung 5 kann Teil des Fahrzeugs 6 sein. Alternativ ist es möglich, dass die Vorrichtung 5 von einer externen Vorrichtung umfasst wird. Die externe Vorrichtung ist hierbei nicht Teil des Fahrzeugs 6. Weiterhin ist es möglich, dass die Vorrichtung 5 Teil des Fahrzeugs 6 und Teil der externen Vorrichtung ist.
-
Bei dem Fahrzeug 6 handelt es sich in diesem Ausführungsbeispiel um ein Kraftfahrzeug. Das Fahrzeug 6 umfasst weiterhin zumindest eine Komponente 3 und zumindest ein Bauteil 2.
-
In der exemplarischen Darstellung gemäß der 3 ist auf der linken Seite ein Graph mit ersten Knoten K1 und zweiten Knoten K2 gezeigt. Die ersten Knoten K1 und zweiten Knoten K2 sind miteinander durch erste Kanten E1 verbunden. Ein derartiger Graph ist repräsentativ für eine Funktionsweise eines mechatronischen Systems 4. Durch das hier beschriebene Verfahren können den zweiten Knoten K2 vierte Knoten K4 zugewiesen werden. Ein derartiger Graph ist auf der rechten Seite der 3 gezeigt.
-
In der exemplarischen Darstellung gemäß der 4 ist auf der linken Seite ein Graph mit ersten Knoten K1, zweiten Knoten K2 und vierten Knoten K4 gezeigt. Die ersten Knoten K1 und zweiten Knoten K2 sind miteinander durch erste Kanten E1 verbunden. Die zweiten Knoten K2 sind mit dritten Kanten E3 mit den vierten Knoten K4 verbunden. Ein derartiger Graph ist ebenfalls repräsentativ für eine Funktionsweise eines mechatronischen Systems 4, wobei auch alle möglichen Fehlerspeichereinträge aufgeführt sind. Durch das hier beschriebene Verfahren können den zweiten Knoten K2 vierte Knoten K4 zugewiesen werden, wobei Redundanzen der vierte Knoten K4 reduziert werden. Ein derartiger Graph ist auf der rechten Seite der 4 gezeigt.
-
Das heißt, sind den Funktionen bereits entsprechende Fehlerspeichereinträge zugeordnet, kann ein entsprechender Graph durch das Verfahren gemäß 1 insbesondere optimiert werden, indem einerseits Fehlerspeichereinträge, welche redundante Informationen generieren, aus dem Umfang ausgeschlossen und andererseits Fehlerspeichereinträge, welche aktuell noch nicht observierte Fehlfunktionen detektieren, hinzugefügt werden.
-
Der zweite Knoten K2 an oberster Stelle in der hierarchischen Anordnung gemäß der 5, linke Seite, ist beispielsweise repräsentativ für eine Funktion einer Komponente 3 eines Subsystems eines mechatronischen Systems 4. Die nachgeordneten zweiten Knoten K2 sind beispielsweise repräsentativ für jeweils eine Funktion eines Bauteils 2 der Komponente 3 des Subsystems des mechatronischen Systems 4. Den zweiten Knoten K2 sind die dritten Knoten K3 nachgeordnet. Diesen zweiten Knoten K2 und dritten Knoten K3 sind jeweils ein vierter Knoten K4 zugeordnet.
-
Mit einem Erreichbarkeitsanalyse-Algorithmus wird nachfolgend in Abhängigkeit der hierarchischen Anordnung ein bipartiter Graph ermittelt, wie auf der rechten Seite der 5 gezeigt ist. Der bipartite Graph umfasst ausschließlich die dritten Knoten K3 und die vierten Knoten K4. Die dritten Knoten K3 und die vierten Knoten K4 sind hier mit weiteren dritten Kanten E4 miteinander verbunden.
-
Beispielsweise sind die Attribute der weiteren dritten Kanten E4 jeweils abhängig von den Attributen der Kanten entlang eines Pfades von einem der vierten Knoten K4 zu einem der dritten Knoten K3. Die Pfade entsprechen hier den Pfaden entlang den Kanten in der hierarchischen Anordnung.
-
Gemäß 6 sind die dritten Knoten K3 und die vierten Knoten K4 in Abhängigkeit des bipartiten Graphen in einer relationalen Tabelle gezeigt. Damit können vorteilhafterweise Redukte ermittelt werden. Eine Eindeutigkeit einer Fehlfunktion über die Fehlerspeichereinträge kann in diesem Fall über diese Redukte insbesondere sichergestellt werden.
-
Bei diesem Verfahrensschritt des Verfahrens wird zuerst ein Anteil der Fehlerspeichereinträge, d.h. der vierten Knoten K4, identifiziert, welche einem Kern zuzuweisen sind. Gemäß 6 sind dies K41, K43 und K45. Ein restlicher Anteil, auch variabler Anteil genannt, der Redukte wird über einen linearen Optimierungsproblem-Algorithmus ausgewählt. Dieser restliche Anteil der Redukte wird bestimmt aus K42 und K44 in 6.
-
Die erzeugte Graphen-Datenbank 1 gemäß der 7 umfasst eine erste Hauptebene H1 und eine zweite Hauptebene H2. Die erste Hauptebene H1 umfasst weiterhin eine erste Teilebene T1 und eine zweite Teilebene T2. In der ersten Teilebene T1 die ersten Knoten K1 lokalisiert. Weiterhin sind in der zweiten Teilebene T2 die zweiten Knoten K2 lokalisiert. Die ersten Knoten K1 und die zweiten Knoten K2 sind mit den ersten gerichteten Kanten E1 verbunden. Zumindest eine Teilmenge der ersten gerichteten Kanten E1 kann von der ersten Teilebene T1 auf die zweite Teilebene T2 gerichtet sein und die restliche Teilmenge der ersten Kanten E1 kann von der zweiten Teilebene T2 zur ersten Teilebene T1 gerichtet sein.
-
Weiterhin umfasst die zweite Hauptebene H2 eine dritte Teilebene T3 und eine vierte Teilebene T4. Die zweite Hauptebene H2 ist die Fehlerebene der Graphen-Datenbank 1. Die dritten Knoten K3 sind in der dritten Teilebene T3 angeordnet und die vierten Knoten K4 sind in der vierten Teilebene T4 angeordnet. Die gerichteten zweiten Kanten E2 sind von der zweiten Teilebene T2 in Richtung der dritten Teilebene T3 gerichtet. Die dritten Kanten E3 sind von der dritten Teilebene T3 zur vierten Teilebene T4 gerichtet.
-
Die vierten Knoten K4 sind gemäß dem hier beschriebenen Verfahren insbesondere optimiert. Mit einer derartigen Graphen-Datenbank 1 ist vorteilhafterweise insbesondere sichergestellt, dass alle dritten Knoten K3 von zumindest einem der vierten Knoten K4 abgedeckt ist. Zudem ist mit einer derartigen Graphen-Datenbank 1 vorteilhafterweise insbesondere sichergestellt, dass zu jedem Zeitpunkt ein dritter Knoten K3 von einem der vierten Knoten K4 abgedeckt ist. Weiterhin kann mit einem derartigen Verfahren insbesondere sichergestellt sein, dass ein dritter Knoten K3 eindeutig über eine Menge an verbundenen vierten Knoten K4 identifizierbar ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Graphen-Datenbank
- 2
- Bauteil
- 3
- Komponente
- 4
- mechatronischen Systems
- 5
- Vorrichtung
- 6
- Fahrzeug
- K1
- erster Knoten
- K2
- zweiter Knoten
- K3
- dritter Knoten
- K4
- vierter Knoten
- E1
- erste Kante
- E2
- zweite Kante
- E3
- dritte Kante
- E4
- weitere dritte Kante
- H1
- erste Hauptebene
- H2
- zweite Hauptebene
- T1
- erste Teilebene
- T2
- zweite Teilebene
- T3
- dritte Teilebene
- T4
- vierte Teilebene
