Endüstriyel robotik sistemlerin güvenlik doğrulaması
Safety verification of industrial robotic systems
- Tez No: 920551
- Danışmanlar: PROF. DR. METİN ÖZKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Model denetimi (model checker), formal doğrulama, robotik sistemler, emniyet sağlama, zamanlı otomatlar, Model checker, formal verification, robotic systems, safety, timed automatons
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yazılım Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 68
Özet
Bu çalışmada robotik sistemlerin emniyeti için yazılımlarının doğrulamasına yönelik yöntem geliştirmesi amaçlanmaktadır. Robotik sistemlerin karmaşık yapısı nedeni ile yeterince doğrulaması yapılamadan kullanıma başlanabilir. Sonradan ortaya çıkabilecek yazılım hataları nedeni ile maddi ve zaman açısından kayıplar yaşanabileceği gibi insanlarında hayati kazalarla karşılaşmasına neden olabilir. Bundan dolayı bu sistemlerin yazılımlarının emniyet açısından doğrulaması için etkin yöntemlere ihtiyaç vardır. Robotik sistemler için yaygın olarak kullanılan doğrulama yöntemlerinden benzetim ve elle yapılan testler sistemdeki tüm olası durumları değerlendiremediği için yetersiz kalabilmektedir. Bu nedenle güvenlik doğrulamaları için formal yöntemler geliştirilmiştir. Model tabanlı formal yöntemler sistemin tüm durumlarını ve olası durum geçişlerini denetleyebilmektedir. Ancak model oluşturma ve model üzerinden doğrulama yaklaşımlarının güçlükleri robotik sistem geliştirenlerin bu teknikleri kullanmasının önünde bir engel oluşturmaktadır. Bu çalışmada, robotik sistem yazılımlarının modellenmesi ve model üzerinden doğrulanmasını kolaylaştıracak yöntem geliştirilmiştir. Önerilen yöntemde sistem yazılım davranışları zamanlı otomata olarak modellenmektedir. Ancak bu modellerin karmaşıklığını gidermek için robotik sistemlerdeki ortak fonksiyonelliğe sahip bileşenler birer şablon (model blok) olarak tasarlanmaktadır. Bu şablonlar temsil ettikleri fonksiyonu gerçekleştiren zamanlı otomataları içermektedir. Robotik sistem geliştiricileri bu şablonlardan sisteme uygun olanları seçip aralarındaki ilişkileri ve parametrelerini tanımlamaktadır. Önerilen yöntemde, şablonların kullanımı ile oluşturulmuş olan model, doğrulama amaçlı kullanılabilmektedir. Elde edilen modelin doğrulaması için model denetleme tekniği kullanılmaktadır. Bu çalışmada model denetleme tekniğini gerçekleştirmek üzere UPPAAL adlı yazılım aracından faydalanılmaktadır. Önerilen yöntemin uygulanabilirliğini göstermek üzere, iki farklı endüstriyel üretim içeren robotik sistem ele alınmıştır.
Özet (Çeviri)
In this master's study, security problems and security verifications arising from the interaction of robotic systems with the environment and with each other are discussed. Safety in robotic systems is an area where comprehensive and satisfactory results should be obtained. For robotic systems, it is necessary to provide security according to certain conditions and situations. Traditional methods may be insufficient in the security verification of software developed for robotic systems. For this reason, formal methods have been developed for security verifications. To use formal methods, a specific problem that the robotic system is expected to be tested for is described. The type of formal method to be used in accordance with the defined problem is determined. Within the scope of this study, a problem has been prepared for the use of formal verification methods in robotic systems. In this direction, scenarios were created for different products walking on the conveyor belt to be picked up by robotic arms and transferred to the points where they belong. Model inspection method is used in order to make the most appropriate security verification according to the current problem in the robotic system. In this method, the UPPAAL tool, which provides modeling of realtime systems, is preferred. In this study, scenarios are prepared for the current problem and security verifications are made using the relevant modules in the vehicle. It is seen that similar models are made for similar scenarios in line with the examinations on the models prepared in the UPPAAL tool according to the scenarios. Based on these similarities, a general template was prepared for robotic arm systems with similar scenarios and it was revealed whether it is applicable when creating different models. The use of the UPPAAL tool and the security validation of the models are included in the scope of this study, while the scenariobased models prepared within the scope of the problem are experimentally demonstrated.
Benzer Tezler
- Verification and validation of robotic systems's safety
Robotik sistemlerin emniyetinin doğrulanması ve onaylanması
ZEKERİYYA DEMİRCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolEskişehir Osmangazi ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET YAZICI
DOÇ. DR. METİN ÖZKAN
- Robotik sistemlerin güvenliğinin doğrulanması ve onaylanması
Verification and validation of robotic systems's security
YUNUS SABRİ KIRCA
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolEskişehir Osmangazi ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET YAZICI
- Presentation attack detection with shuffled patch-wise binary supervision
Karıştırılmış yama tabanlı ikili gözetim ile sunum saldırı tespiti
ALPEREN KANTARCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAZIM KEMAL EKENEL
- Robot hücrelerinde kameralı güvenlik sistemlerinin optimal tasarımı
Optimal design of camera based safety systems in robotic cells
MERDAN ÖZKAHRAMAN
Doktora
Türkçe
2022
Mekatronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYDAR LİVATYALI
- Force control of Stäubli RX-160 manipulator
Stäubli RX-160 manipülatörünün kuvvet kontrolü
SERHAT AKBAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU