Diese Arbeit untersucht Ansätze zur Erhöhung der Zuverlässigkeit von Steuerungssystemen. Dabei wird der fehlersichere Ansatz eines Operationsassistenzsystems um Fehlertoleranz erweitert. Das Ziel ist der Entwurf eines numerischen Steuerungssystems, das auf Basis einer Mehrheitsentscheidung interne Fehler maskieren sowie fehlerhafte redundante Einheiten durch Rekonfiguration ausgliedern kann, ohne fehlerhafte Sollwerte auszugeben.

Die andauernde Leistungssteigerung von Rechnern nach dem noch geltenden Mooreschen Gesetz erm?glicht computerbasierten numerischen Steuerungen den Einsatz in Anwendungsbereichen, die bisher allein dem Menschen vorbehalten waren. Damit werden numerische Steuerungen vermehrt auch in sicherheitskritischen Anwendungen eingesetzt wie beispielsweise der minimal invasiven Chirurgie. Dieser Anwendungsbereich stellt sehr hohe Anforderungen an die Sicherheit des Assistenzsystems. Aus diesem Grund sind diese Systeme fehlersicher ausgelegt und gew?hrleisten, dass ein interner Fehler des Systems einen Patienten nicht unmittelbar verletzt. Um dieser Anforderung gerecht zu werden nehmen bestehende Systeme zur Erh?hung der Sicherheit eine Reduktion der Zuverl?ssigkeit in Kauf. Zuk?nftig ist dies nicht weiter ausreichend, da bestimmte Operationstechniken bei Ausfall des Assistenzsystems nur durch einen deutlich gr??eren manuellen Eingriff weitergef?hrt werden k?nnen oder im schlechtesten Fall ?berhaupt nicht m?glich sind. Eine Aufgabenstellung liegt hierbei darin, eine fehlertolerante numerische Steuerung zu entwerfen, welche den bestehenden Sicherheitsanforderungen gerecht wird und gleichzeitig die Zuverl?ssigkeit gegen?ber bestehenden Systemen deutlich erh?ht. Herausfordernd ist dabei, dass m?glicherweise in der Steuerung auftretende Fehler zu keiner Konturverletzung der Sollbahn f?hren d?rfen. Diese Arbeit untersucht hierzu bestehende Ans?tze zur Erh?hung der Zuverl?ssigkeit von Systemen sowie ein Operationsassistenzsystem, das die Sicherheit dessen numerischer Steuerung erh?ht. Dabei wird der fehlersichere Ansatz des Operationsassistenzsystems um Fehlertoleranz erweitert. Das Ziel ist der Entwurf eines numerischen Steuerungssystems das durch Redundanz auf Basis einer Mehrheitsentscheidung interne Fehler maskieren sowie fehlerhafte redundante Einheiten durch Rekonfiguration ausgliedern kann, so dass keine fehlerhaften Sollwerte ausgegeben werden. Das System weist damit nach au?en hin eine fehlerfreie Funktion auf, so dass ein begonnener Bearbeitungsprozess ohne Unterbrechung zu Ende gef?hrt werden kann.