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Automotive Komponenten in sicherheitsgerichteten Bahnanwendungen Anwendbarkeit und Nachweisführung
Safety in Transportation 7 | 10. Nov. ‘14 Institut für Eisenbahnwesen und Verkehrssicherung Braunschweig Thomas Kirschbaum Bosch Engineering GmbH RAMS Management Bahn
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Automotive Komponenten in Bahnanwendungen
Bahntechnik bei Bosch
Kompetenz-Zentrum für Bahn-spezifische Bosch-Komponenten
Robert Bosch GmbH Über 280.000 Mitarbeiter weltweit 100% Tochter: Bosch Engineering GmbH 1.850 Mitarbeiter weltweit Systementwicklungspartner Fahrzeuge Darin: Bosch Bahntechnik “Rail Transport” Zugriff auf das gesamte Bosch Entwicklungs- und Produkt-Portfolio Entwicklung bahnspezifischer Systeme, Komponenten und Dienstleistungen zur Steigerung von Effizienz und Sicherheit
Bosch Entwicklungszentrum Abstatt
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Verfügbare Komponenten für Bahnanwendungen
Bahnspezifische Nachweise – Barriere für Branchen-Transfer?
Innovative Lösungen neuer Technologie drängen im Bahnbereich Begrenzte bahnspezifische Auswahl an benötigter Sensorik Neuentwicklungen nahezu unerschwinglich
Lösungsmöglichkeit: Automotive Komponenten Breites Angebot verfügbar Führende Technologien Erprobte Großserientechnik Attraktive Preise Formfaktor optimiert für geringen Bauraum
Jedoch: Branchenspezifische Normen Andere Vorgehensweisen bei Entwicklung, Erprobung und Zulassung
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Nachweise für Vorgaben im Bahnbereich
Vergleichbare Vorgaben und Lösungen – unterschiedliche Nachweisformen
IEC 61508 Funktionale Sicherheit Elektronischer Systeme
EN 50129 Sicherheitsrelevante Signaltechnik
EN 50128 Software für Steuerungssysteme
+ „Bahn“ = IRIS + „Kfz“ = ISO/TS 16949
ISO26262 Funktionale Sicherheit Straßenfzg.
ISO26262-6 Funktionale Sicherheit - Software
EN 50155 Elektronische Einrichtungen auf Fzg.
EN 50159 Sicherheitsrelevante Kommunikation ISO26262-5 Funktionale Sicherheit - Hardware
IEC 60529 Gehäuse Schutzarten IP + „Hochdruckreiniger“ = ISO 20653
Bah
nanw
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Vergleichbare z.B. ISO 16750: Umwelt Regelwerke IEC 60068: Prüfen
EN 50121 Elektromagnetische Verträglichkeit Vergleichbare z.B. IEC CISPR 1x (Radio) Regelwerke ISO 11452, ISO 10605 (ESD)
ISO 9001 Qualitätsmanagement
Umweltbedingungen
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Felddaten
Bah
n Automotive Komponenten in Bahnanwendungen
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Aspekt Ausfallraten
Vorgehensweisen-Varianz erschwert Transfer | Felddaten sind aussagekräftig
Auto
Felddaten Berechnung
Erprobung
Bestimmungsmethodik?
SN 29500 IEC 62380
Beide Branchen fordern die Bestimmung von Ausfallraten
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Praxisbeispiel Kraftsensor
Werk Juarez / Mexiko
DIN EN 61508-1:2011
EU-Verordnung 402/2013 + 352/2009 Anhang 1, Ziff. 2.5.4: " ... Ausfallrate pro Betriebsstunde kleiner oder gleich 10-9, bei technischen Systemen, bei denen bei Ausfall von unmittelbaren katastrophalen Folgen auszugehen ist ... ".
Fachpresse ETR No. 11 2013 „[…] eine direkte und unreflektierte Übertragung und Anwendung des Kriteriums 10-9 auf […] Einzel-komponenten [würde] zu einer Schieflage (Überdimensionierung) führen.“ A. Tomasch, EBA
* Nur Betriebsstunden innerhalb der Gewährleistung einbezogen (= vollständige Rücklaufquote)
Fertigungsbeginn: 2008 Sensoren im Feld: 15.440.185 Betriebsstunden*: 14.808.000.000 Ausfälle im Feld: 14 Gesamtausfallrate: 9,45 10-10 1/h
Zuverlässigkeitswerte genügen Anforderungen an gefährliche Ausfälle Anmerkung: Soll für den Sicherheitsnachweis das Argument der Betriebsbewährtheit herangezogen werden, muss die anrechenbare Felddatenrate nach einschlägigen Normen je nach Konfidenzintervall und Ausfallverteilung um den Faktor 1,3-3 reduziert werden.
Automotive Komponenten: Felddaten und Stückzahl zeigen hohe Zuverlässigkeit Bieten sich an für den Einsatz in Sicherheitsanwendungen der Bahn
iBolt
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Was bringt die Zukunft?
Branchen brauchen Konsens zum Umgang mit „Funktionaler Unzulänglichkeit“
Komplexe Sensorik: Radar, Lidar, Video Erhöht die Sicherheit – setzt sich im Kraftfahrzeug durch
Neue Problematik: zunehmender Anteil „Funktionaler Unzulänglichkeit“ Hervorgerufen durch zwangsläufige Unvollständigkeit in Spezifikation und Modellbildung
„Fehlerkennung“ kann zu falscher oder ausbleibender Reaktion führen
Zufällige HW-Ausfälle
Felddaten, Berechnung
Systematische Ausfälle
„Funktionale Unzulänglichkeit“
Prozesse, Analysen ?
Kontingent: Tolerable Hazard Rate
Objekterkennung* für Schienenfahrzeuge
Radarsensor Videokamera
*Entwicklungsstand, zur Darstellung der „Funktionalen Unzulänglichkeit“
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Zusammenfassung Existierende Kfz-Komponenten Alternative zu Bahn-Neuentwicklungen
Vorgaben der Branchen gleichartig: Technische Lösungen vergleichbar Automobilbranche erfüllt technische Kernaspekte der Bahnforderungen
Form der Nachweise unterschiedet sich: Hemmnis für Branchen-Transfer
Transfer prinzipiell lösbar: generischen Weg gemeinsam finden
Branchenkräfte bündeln auf Fragen gemeinsamer Zukunftstechnologie
Weiterhin gemeinsam weiterkommen, denn: das Auto fährt heute schon mit ;o)
Gemeinsam generischen Transfer-Weg finden | Branchenkräfte bündeln
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Automotive Komponenten in Bahnanwendungen
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!
Bosch Engineering Thomas Kirschbaum RAMS Management Bahn + 49 (0) 7062 911 - 6354 [email protected]
Bosch Engineering Dr. Holger Niemann Leiter Bahntechnik + 49 (0) 7062 911 - 79360 [email protected]
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Ergänzende Informationen
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Branchenvorschläge: Methoden zur Behandlung der „Funktionale Unzulänglichkeit“ 1) Quantitativer Nachweis als Kombination aus
Simulation, statistische Verfahren, Schätzen von Fehlerraten und Erprobung
2) Qualitative Betrachtung als Teil der systematischen Ausfälle 3) Mittels CSM-VO Risikoanalyseverfahren
System dient Sicherheitsgewinn. Vorteil gegenrechen zu den Fehlerkennungen. Referenz: Zustand heute ohne Erkennungssystem
4) Gegebene Fähigkeit als Stand der Technik definieren Effekt aufteilen in
Technische Grenze / Technologiegrenze und Verfahrensschwäche wg. z.B. Nebel (-> „Besser geht’s nicht“)
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