Komponentenorientierte Modellbildung und Simulation als methodische Grundlage zur Nutzung von Modulkonzepten bei der Entwicklung mechatronischer Systeme

Das Ziel des beantragten Forschungsvorhabens besteht in der Erforschung und Entwicklung einer komponentenorientierten Modellierungs- und Simulationsmethodik als zentrales Element eines durchgängigen Entwicklungsprozesses mechatronischer Komponenten, Baugruppen und Systeme. Behandelt werden Kombinationen aus mechanischen Starrkörpermodellen, elektrischen Netzwerken sowie elektromechanischen Bauteilen und Baugruppen, welche automatisch aus Material-, Geometrie- und anderen Bauteileigenschaften generiert werden und somit direkt bei der Analyse und Synthese mechatronischer Produkte verwendet werden können. Die wesentlichen Vorteile dieser neuen Methode sind: 1. Gemeinsame Spezifikationsplattform für mechanische und elektrische Systemteile aus einer Kombination eines um elektrische Bauteile und Baugruppen erweiterten 3D-CAD Systems mit einem elektrischen Schaltplaneditor. 2. Gemeinsame automatisierte Modellgenerierung und Simulation mechanischer, elektrischer und elektromechanischer Systemteile auf Geometrie- und Funktionsebene. 3. Sehr effiziente Simulation gekoppelter mechanischer und elektrischer Systemteile durch symbolische Vorverarbeitung der Simulationsmodelle auf Komponentenebene und über die gesamte Modellhierarchie hinweg. 4. Streng modulare Methodik, welche austauschbare und wieder verwendbare Komponenten nicht nur für die Spezifikation, sondern auch für die Simulation und den Entwurf nutzt. Die entwickelten Verfahren werden exemplarisch an zwei streng modular aufgebauten Beispielen eines Elektrofahrzeugs und Serviceroboters überprüft.