LEE- Otomotiv Lisansüstü Programı

Bu topluluk için Kalıcı Uri

http://hdl.handle.net/11527/19418

Gözat

Konu "Automobiles" ile LEE- Otomotiv Lisansüstü Programı'a göz atma
  • Öge
    Fonksiyonel güvenlik kapsamında elektrik motoru takviyeli direksiyon sisteminin model tabanlı yazılımının geliştirilmesi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-07-04) Aydın, Cengiz ; Şen, Osman Taha ; 503181703 ; Otomotiv
    Karayolları ulaşımında yaşanan kazalar nedeniyle her yıl yüz binlerce kişi hayatını kaybetmekte, sakat kalmakta veya ağır yaralanmalar geçirmektedir. Bu nedenle otomotiv üreticileri geliştirdikleri teknolojilerle insan hayatını koruyucu önlemler almayı hedef haline getirmektedir. Ayrıca markalaşma açısında da güvenilir olarak anılan markaların değeri ve prestiji diğer üreticilere göre oldukça yüksektir. Bu kapsamda elektronik kontrol ünitelerinin otomotiv sektöründe kullanımının artmasıyla birlikte pek çok elektronik güvenlik sistemi hayatımıza girmiştir. Peki bu hayatlarımızı emanet ettiğimiz elektrik elektronik sistemlerin güvenliğinden nasıl emin olabiliriz? İhtiyacımız olduğunda bu sistemler sağlıklı bir biçimde fonksiyonlarını yerine getirebilecek mi? Bu şüpheler sadece elektronik güvenlik sistemleri için değil tüm elektronik kontrol üniteleri için geçerlidir. Amacı hayatımızı kolaylaştırmak olan bir elektronik kontrol ünitesindeki bir arızanın hayatımızı tehlikeye atmayacağından nasıl emin olabiliriz? Bu tehlikelere karşı hiçbir önlem almadan bu sistemleri kullanmak oldukça risklidir. Tabi ki de tüm riskleri ortadan kaldırmak mümkün değildir ancak bu sistemleri tasarlayan mühendislerden iyi bir risk yönetimi yaparak güvenli sistemler meydana getirilmesi beklenir. Risk ettiğimiz şey insan hayatı olduğunda, risk yönetimini standartlaştırmak kaçınılmaz olmaktadır. İşte bu nedenle 2011 yılında ISO 26262 – Kara Araçları Fonksiyonel Güvenlik Standardı hayatımıza girdi. Bu çalışmada, otomotiv sektöründe çalışarak veya akademide yayınlar yaparak sektöre katkı yapanlar için ISO 26262 – Kara Araçları Fonksiyonel Güvenlik Standardı hakkında bilinmesi gerekenleri özetlemek, süreç hakkında bilgiler paylaşmak ve sektörel kabul görmüş yaklaşımları incelemektir. Tezin literatür taraması sürecinde sadece ISO 26262 – Kara Araçları Fonksiyonel Güvenlik Standardı ile ilgili yapılan çalışmaları referans vermekle yetinilmemiş, sektörel olarak kabul edilen mimari ve konseptler de incelenmiştir. Uygulama kısmında bir konsept oluşturabilmek için referans bir elektronik kontrol sistemine ihtiyaç duyuldu. Bunun için popüler elektronik kontrol sistemlerinden EPS (Electric Power Steering) seçildi ve sistem hakkında temel bilgiler paylaşıldı. Yeterli temellerin oluşmasıyla detay tasarım konularına giriş yapıldı. Konsept aşamasında ve fonksiyonel güvenlik mühendisliğini ilgilendiren kısımlarda NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration) tarafından yayınlanan "Functional Safety Assesment of a Generic Electric Power Steering System with Active Steering and Four-Wheel Steering Features" çalışması referans alınarak alıntılar yapıldı. Potansiyel tehlikeler ve riskler tanımlandı. HARA (Hazard Analysis and Risk Assesment süreci açıklanarak ASIL'ler (Automative Safety Integrity Level) tanımlandı. Konsept belirlendikten sonra, sistem seviyesinde fonksiyonel güvenlik gereksinimlerini sağlayacak teknik yaklaşımlardan bahsedilerek güvenlik mekanizmalarına kısaca değinildi. Güvenlik mekanizmalarının sistem seviyesinde doğrulanması için standart tarafından önerilen yöntemler açıklandı. Sistem seviyesi sadece yazılım geliştirme sürecine geliştirilecek fonksiyonları tanımlamakla değil aynı zamanda sistem entegrasyonu ve kabul testleri süreçlerinde de aktif rol almaktadır. Bu nedenle geliştirilen yazılımın, performans, tutarlılık, zamanlama, arayüz entegrasyonu, yetkinlik ve sağlanlık gibi kriterleri test ederken standart tarafından önerilen yöntemler incelendi. Yazılım geliştirme sürecinde, iş akış organizasyonunun belirlendiği V-Döngüsüne değinildi. Modelleme ve yazılım geliştirme sürecinin bütünlüğünün önemi vurgulanarak seçilen geliştirme methodları için şartnamelerin belirlenmesinin sisteme katacağı değerler vurgulandı. Yazılım test sürecinde MiL (Model in the Loop), SiL (Software in the Loop), PiL (Processor in the Loop), HiL (Hardware in the Loop), Gerçek donanımla test gibi farklı test ortamlarında yapılan testlerin farklılıkları geliştirme sürecine katkıları açıklandı. Uygulama bölümünde, EPS sistemi direksiyon sensör modülü için yazılım gereksinimleri belirlendi. Mimari tasarım hakkında bilgi vermek adına Data Flow Diagram, Sequence Diagrams ve State Machine Diagramları paylaşıldı. Yazılım birim tasarım bölümünde Model Based Software Design teknikleri kullanılarak geliştirme süreci açıklandı. Yazılım birim doğrulama bölümünde statik kod analizi, dinamik testler, test koşum ortamları, kapsama analizleri gibi teknikler gösterildi Model seviyesinde doğrulama yapabilmek için simülasyon ortamı oluşturuldu. Sistemin test edilebilmesi için EPS sistemi MATLAB/Simulink Simscape aracı kullanılarak modellendi ve kontrol algoritmaları sisteme entegre edildi. Farklı kullanım senaryoları için test senaryoları olışturuldu ve sistem sonuçları paylaşıldı. Son olarak elde edilen çıktılar değerlendirilerek gelecek çalışmalar için fikirler verildi. Elektrik/Elektronik sistemlerde fonksiyonel güvenlik kopseptinin gelişmekte olduğuna vurgu yapılarak çalışma tamamlandı.