Functional DMU

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Functional DMU

ProSTEP iViP symposium 2010 in Berlin

Vortrag von Dr. André Stork - FunctionalDMU: Towards experiencing behavior of mechatronic systems in DMU.

Sie können sich die Präsentation (ppsx-File) mit den integrierten Videos hier herunterladen (33MB).

 

Überblick zum Projektverlauf


 

Was kann DMU heute?

Der Begriff Digital Mock-Up (DMU) bezeichnet ein virtuelles Modell, dass die Struktur und Geometrie eines Produktes repräsentiert. Heute werden DMUs für die geometrische Integration eingesetzt zur
  • Kollisionsanalyse
  • Clash and Clearance
  • Montage Simulation
 
 

Was fehlt? - Die Zielsetzung von Functional DMU

In der industriellen Produktentwicklung spielen mechatronische Komponenten eine rapide wachsende Rolle. Mechatronische Komponenten sind dadurch gekennzeichnet, dass elektronische und durch Software geregelte Systeme mechanische Teile beeinflussen. In der mechatronischen Produktentwicklung treffen daher die Disziplinen Software-Entwicklung, Maschinenbau, sowie Elektrik/Elektronik aufeinander.

Zur geometrischen Integration von Produktmodellen hat sich Digital Mock-Up (DMU) in der industriellen Praxis als fester Bestandteil der virtuellen Produktentwicklung etabliert. Allerdings sind DMU und die dazugehörigen Softwarewerkzeuge heute weitgehend auf die Integration der Geometrie beschränkt; es mangelt an Möglichkeiten zur funktionalen Integration.

Dies unterstreicht ein am Fraunhofer IGD durchgeführter Industrieworkshop mit Beteiligung der Adam Opel GmbH, DaimlerChrysler AG, Delphi, Ford AG, Robert Bosch GmbH, Siemens AG und Siemens Medical Solutions. Die Industrie sucht derzeit händeringend nach Softwarewerkzeugen und Method(ik)en zur frühzeitigen funktionalen Integration virtueller mechatronischer Produkte, deren Verhalten sich durch die Kombination und Wechselwirkung des Verhaltens der Teilsysteme definiert.

Um mechatronischer Produkte frühzeitig im Entwicklungsprozess absichern zu können, ist eine Erweiterung von DMU um funktionale Aspekte hin zu einem FunctionalDMU (FDMU) und die Unterstützung der Zusammenarbeit der Domänen Mechanik, Elektronik und Software-Entwicklung zwingend notwendig (siehe Abbildung).

 

Motivation: Warum FDMUs gebraucht werden

  • §
  • Die Verbreitung mechatronischer Produkte (oder Produkte die mechatronische Teile enthalten) steigt rasant
  • Produkte werden zunehmend komplex - Komplexität (= Anzahl der Funktionen) kann nur über Software realisiert werden
  • Anhaltender Druck die Entwicklungszeit zu verkürzen
  • Neue Werkzeuge werden benötigt , um das Zusammenspiel multipler mechatronischer Kompontenten virtuell zu verifizieren
  • Bei der Verifizierung innovativer Lösungen, wie. z.B. "x by wire", kann man sich nicht mehr ausschließlich auf Erfahrungswerte verlassen - ohne Functional DMU wird Innovation behindert
  • Functional DMU wird zunehmend unentbehrlicher für die visuelle Kommunikation und Entscheidungsunterstützung, da verschiedene Disziplinen verstärkt zusammen arbeiten müssen
  • Software und Elektronik sind heute nahezu unsichtbar während des DMU Entwicklungsprozess
  • Der Einfluss von Veränderungen in Software und Elektronik muss visualisiert werden, um die Auswirkungen verstehen und kommunizieren zu können
 

Beispiel für die Anwendung von FDMUs

Anwendungsfall 1: Domänenübergreifende Systementwicklung

Wer: Ingenieure aus verschiedenen Disziplinen
Warum: Ein gemeinsames Verständnis für widersprüchliche Zielsetzungen und die Entwicklung von Alternativen
Was: Mechatronische Syteme, wie z.B. schlüsselloser Zugang, interaktive Fahrwerke, Fluss-Simulation, Interieur-Design, etc.

Anwendungsfall 2: Entscheidungsunterstützungssysteme für Entscheider

Wer: Manager oder Ingenieure
Warum: Bessere Entscheidungsgrundlage aufgrund verbesserten Verständnisses durch die Visualisierung kausaler Zusammenhänge
Was: Integrierte Simulation von funktionsübergreifenden Wechselwirkungen, Visualisierung von komplexen funktionellen Wechselwirkungen

Anwendungsfall 3: Verständnis für andere Domänen vertiefen

Wer: Ingenieure aus zwei verschiedenen Arbeitsbereichen, z.B. Triebwerk-Ingeniuer (versteht die elekronischen Kontrollen) und Fahrzeugbauer (kennt die mechanischen Komponenten)
Warum: Bessere, umfassende Lösung - nicht optimal für den jew. Arbeitsbereich, aber optimal domänenübergreifend, bessere Integration, frühe Problemerkennung
Was: Alle elektronischen und software-kontrollierten Systeme die mechanische Teile beeinflussen
 

News

FDMU Präsentation bei sendler/circle it-forum am 20./21. September 2010, München.

Ukrich Sendler: "Wir befassen uns seit einigen Jahren verstärkt mit dem Thema Mechatronik beziehungsweise Synchronisation der Ingenierudisziplin in der Produktentstehung, und in diesem Zusammenhang halte ich das Projekt für wegweisend."