B. Kelm, M. Tappe, S. Myschik, O. Niggemann

Cyber-physische Systeme (CPS) unterliegen verschiedenen Fehlern aufgrund von versagenden Aktoren, Sensoren oder strukturellen Komponenten. Die zunehmende Größe und Komplexität moderner Systeme führen zu kostspieliger und zeitaufwändiger manueller Fehlerbehandlung. Um eine autonome Anpassung von Systemen an Fehler zu ermöglichen, ist es notwendig, eine Rekonfiguration durchzuführen, bei der eine neue gültige Konfiguration identifiziert wird, die den Betrieb wiederherstellt. Dieser Beitrag präsentiert eine Weiterentwicklung früherer Arbeiten zur Anpassung des AutoConf-Algorithmus für die Rekonfiguration von Systemen mit seriell eingeschränkten Eingängen (serially constrained systems, bzw. SCI-Systeme). Die Implementierung basiert auf einem rekursiven Durchlauf eines gerichteten azyklischen Graphen (DAG) als Systemrepräsentation und ist in aussagenlogischer Formulierung abgefasst. Der entwickelte Algorithmus DAG2SAT wird anhand eines einfachen SCI-Systems veranschaulicht und dann auf das Environmental Control and Life Support System (ECLSS) - das Lebenserhaltungssystem im COLUMBUS-Modul der ISS angewendet und gegen verschiedene synthetische Fehlerfälle getestet.

Cyber-physical systems (CPS) are subject to various failures due to failing actuators, sensors, or structural components. The increasing size and complexity of modern systems lead to costly and time-consuming manual fault handling. To enable autonomous system adaptation to faults, it is necessary to perform reconfiguration, which identifies a new valid configuration that restores operation. This paper presents a further development of previous work on adapting the AutoConf algorithm for the reconfiguration of systems with serially constrained inputs (SCI systems). The implementation is based on a recursive traversal of a directed acyclic graph (DAG) as a system representation and is formulated in propositional logic. The developed algorithm, DAG2SAT, is illustrated using a simple SCI system and then applied to the Environmental Control and Life Support System (ECLSS)—the life support system in the Columbus module of the ISS—and tested against various synthetic failure scenarios.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2023, Stuttgart

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2025

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 8 Seiten

urn:nbn:de:101:1-2503141208081.275284670122

10.25967/610351

Fehlertoleranz, Rekonfiguration, Cyber-Physische Systeme

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Kelm, B.; Tappe, M.; et al. (2025): Erweiterung eines modellbasierten Rekonfigurationsansatzes für hybride Systeme am Beispiel des Lebenserhaltungssystems (ECLSS) des Columbus-Moduls der ISS. Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V.. (Text). https://doi.org/10.25967/610351. urn:nbn:de:101:1-2503141208081.275284670122.

14.03.2025