Beitrag zur Weiterentwicklung und Nutzung von BigData-Analysemethoden für transiente Messdaten in der Verfahrens- und Elektrotechnik

Motivation und Ziele

 

Die Motivation dieses Projektes ist es die folgenden Fragen ingeneurtechnisch zu beantworten:

• Wie zuverlässig sind die Simulationsergebnisse?
• Wie ist der Einfluss der Unsicherheit auf die Simulationsergebnisse?
• Wie wird Gewissheit über die Unsicherheit erlangt?

Die folgende Grafik verdeutlicht die Modellvorstellung. Ein Simulationsmodell wird mit unscharfen (fuzzy) Eingangsdaten gespeist. Diese Daten beruhen auf Unsicherheiten, die daraus resultieren in einer natürliche Variation der gemessenen Größen und teils einer Schätzung von Parametern.

Ziel ist es die Auswirkungen der Unsicherheiten auf den zeitlichen Verlauf der Ausgangsgröße zu erhalten, wie in der nachfolgenden Grafik dargestellt.

 

 

Dies führt zu folgenden Zielen:

• Berücksichtigung von aleatorischen und epistemischen Unsicherheiten in dynamischen Simulationen als Fuzzy-Größen
• Weiterentwicklung und Integration der Methoden und Verfahren in das Simulationssystem "DynStar" 
• Modellierung und Simulation an dem Beispielprozess: "Oberflächentemperatur von Isolationsmaterial bei Hochspannungsbogenprüfung"

Zur Erreichung der Projektziele sind folgende Arbeitsschritte notwendig:

Das allgemeine Vorgehen wird durch die folgende Grafik verdeutlicht.

Modell

Als Anwendungsfall für dieUnsicherheitsbewertung wurde ein Hochspannungslichtbogenprüfung ausgewählt. Ein Prüfkörper wird mit einem Niederstromlichtbogen zwischen 2 Nadelelektroden im Strombereich (AC und DC) von 10mA - 40mA beaufschlagt. Der Prüfkörper ist so einer thermische Belastung ausgesetzt. Ziel dieser Untersuchungen ist die Bestimmung des Bewertungskriterium, wielange dauert es bis zum Versagen des Probekörpers, durch die Ausbildung eines leitenden Pfades durch Materialschmelze.

Das nachfolgende Bild veranschaulicht die verschiedenen Parameter, welche Einfluss auf die Zielgröße, die zeitlich und örtlich aufgelöste Oberflächentemperatur, haben.