Ipari és egyetemi összefogás a biztonságosabb járművek megszületéséért

Biztonságkritikus autóipari rendszerek fejlesztésének optimalizálásán dolgoznak a BME VIK és thyssenkrupp szakemberei.

A 2021 elején indult, 3 éves „Biztonságtudományi és technológiai kompetencia központ” (2019-1.3.1-2019-00004) projekt egyik főirányának keretében a BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar (VIK) és a thyssenkrupp vállalat budapesti fejlesztőközpontjának munkatársai olyan hatékony megoldásokon dolgoznak, amiknek a segítségével még biztonságosabb autóipari rendszerek fejleszthetők.

A biztonságkritikus rendszerekkel foglalkozó iparágak, például autóipar, esetén egy meghibásodásnak katasztrofális, emberi életet veszélyeztető vagy jelentős anyagi kárt okozó következményei lehetnek. Ezért e rendszerek fejlesztési folyamatait és lépéseit szigorú biztonsági szabványok írják elő, hogy a meghibásodásokat és azok következményeit minimalizálni lehessen: fejlesztésük rendkívül költséges és magas szakértelmet igényel. Az egyre korszerűbb vezetéstámogató rendszerek elterjedésével és az autonóm járművek iránti igény erősödésével a biztonsági igények tovább fognak növekedni.

A modern biztonságkritikus rendszerek jellegzetessége, hogy működésükben meghatározó az elektronikai és szoftveres rendszerek szerepe, mivel ezek váltak a versenyképesség és az új innovatív szolgáltatások zálogává. A thyssenkrupp budapesti fejlesztőközpontjában elektronikus kormányrendszerek tervezésével és fejlesztésével foglalkoznak: az egyedi elektronikai hardverek elkészítésétől kezdve a teljes szoftver megírásáig minden Budapesten készül. A fejlesztőközpont 1999-as megalakulása óta kiemelt szerepet tölt be a K+F+I tevékenység, amelynek eredményeként csúcstechnológiás elektronikus kormányrendszerüket ma már minden jelentős autóipari gyártó ismeri. A BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar (VIK) és a thyssenkrupp munkatársai több évtizede működnek együtt eredményesen kutatási és fejlesztési projektekben. A főirány vezetői a thyssenkrupp részéről Naszádos László osztályvezető, a BME VIK részéről pedig Dabóczi Tamás egyetemi tanár és Micskei Zoltán egyetemi docens.

A három évig tartó „Biztonságtudományi és technológiai kompetencia központ” projekt 2021 elején indult, és eddig a thyssenkrupp részéről kb. 30 fejlesztőmérnök, az egyetem részéről kb. 20 kutató kapcsolódott be a közös munkába. A járványhelyzet miatt először csak a virtuális térben indult meg a közös tevékenység. 2021 júniusában azonban lehetőség nyílt arra, hogy a BME és a thyssenkrupp szakemberei találkozzanak és személyesen folytassák a munkát, valamint megismerjék a thyssenkrupp budapesti irodájának kiterjedt laborinfrastruktúráját.

Laborlátogatás a tyhssenkrupp épületében

A projekt keretében öt új területet azonosítottak, ahol a közösen kidolgozott új módszerek és technológiák segítségével hatékonyabbá és biztonságosabbá lehet tenni az autóipari rendszerek fejlesztését.

• Rendszermodellezés: a vevői követelmények és a mechanikai, elektronikai és szoftverrendszerek elvárásait és lehetőségeit összehangolni igazi mérnöki kihívás; ennek segítésére egy SysML-alapú modellezési módszertant dolgoznak ki.
• Funkcionális biztonság: az autóipari szabványok szigorú ellenőrzéseket írnak elő a lehetséges hibák és hatásainak felderítésére és kezelésére; ezeknek a biztonsági modelleknek a korai, részben automatizált előállítását tűzték ki célul.
• Hardverhiba analízis: az egyedi hardvertervezés során az áramkörök jellemzőinek ellenőrzése sok szakértői munkát igényel; új analízis algoritmusok kidolgozásával ezt szeretnék támogatni.
• Szabályozási algoritmusok: a kerék kormányzása és a megfelelő kormányérzet megvalósítása egy rendkívül összetett szabályozási feladat, amit nagyon sok esemény befolyásolhat; a thyssenkrupp által megalkotott szabályzó algoritmusok robusztusságát növelik a kutatók.
• Kiberbiztonság: az autókban elérhető számítógépes rendszerek számának növekedésével és a hálózatról elérhető funkciók megjelenésével a kiberbiztonság elsődleges prioritássá lépett elő a kormányzási funkciókba való véletlen vagy rosszindulatú külső beavatkozás megakadályozása. A projekt során a jelenlegi hardver- és szoftverkomponensek biztonságának hatékony kiértékelésén fognak dolgozni a szakemberek.

Hogy a BME kutatói testközelből is megismerhessék a thyssenkrupp legújabb fejlesztéseit, a nyár folyamán két alkalommal is részt vettek tesztvezetéseken. Az első alkalommal egy egyedi, kísérleti járművet próbálhattak ki, amiben akár menet közben lehet a legújabb fejlesztéseket tesztelni.

Tesztvezetés során a BME munkatársai kipróbálták a thyssenkrupp legújabb fejlesztéseit

A projekt kiemelt célkitűzése a közös ipari-egyetemi kompetencia építése, így a kutatásokban doktoranduszok és MSc-hallgatók is szép számmal részt vesznek. A tudásmegosztás fontos lépése, hogy az ipari tapasztalat megjelenjen az oktatásban. Az idén ősszel, 100 BSc-s mérnökinformatikus részvételével futó Informatikai rendszertervezés tantárgyban a thyssenkrupp mérnökei a saját feladataikból hozott gyakorlati példákkal illusztrálták az autóipari követelménytervezés vagy biztonsági analízis kihívásait, ezzel segítve a tantárgyban tanított módszerek alkalmazásának jobb megértését.

Vendégelőadás az Informatikai rendszertervezés tantárgyban

A projekt három éve során a BME és tyhssenkrupp szakemberei azon dolgoznak, hogy hatékonyabbá tegyék a biztonságkritikus rendszerek komponenseinek fejlesztését és növeljék azok biztonságát. Az ipari és akadémiai szereplők egymástól tanulva és egymást segítve egy olyan kompetencia központot építenek fel, ami mind a további K+F, mind a magas szintű oktatási tevékenységeket megalapozza.

BME VIK – BME FIEK

Fényképek forrása: thyssenkrupp Components Technology Hungary Kft.