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Mechatronische Entwurfssysteme

Mechatronische Entwurfssysteme. Forschungsprojekte: „Föderal“ „Aquimo“. Definition Mechatronik. Mechanik. Elektronik. Informatik. “Mechatronik ist die funktionale und räumliche Integration von Systemen”. Hochschule Esslingen. 2006102009. Ist-Situation: Entwicklungsprozesse. Auftrag.

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Presentation Transcript

  1. Mechatronische Entwurfssysteme • Forschungsprojekte: • „Föderal“ • „Aquimo“ Hochschule Esslingen

  2. Definition Mechatronik Mechanik Elektronik Informatik “Mechatronik ist die funktionale und räumliche Integration von Systemen” Hochschule Esslingen

  3. 2006102009 Ist-Situation: Entwicklungsprozesse Auftrag Konstruktions- zeichnungen Mechanik-konstruktion ORGANIZATION_BLOCK ... TITLE = Hauptprogramm // 06.09.2004 User: X VERSION : 1.0 VAR_TEMP OB1_SCAN_1 : BYTE; ... Sensor/Aktor-Liste Stromlaufplan Elektro-konstruktion E/A-Belegung SPS-Software Software-entwicklung Sequenzieller Entwicklungsprozess: • Hohe Durchlaufzeiten, • Unzureichende Abstimmung Projektbezogene Arbeitsorganisation: • Hohe projektspezifische Kostenanteile Hochschule Esslingen

  4. 2006102010 Ist-Situation:Wiederverwendung manuelles Anpassen alte Projekte neues Projekt Kopieren Situation heute Fehler werden mitkopiert, Langweilige manuelle Tätigkeiten sind fehleranfällig Zeitaufwändiges Engineering, Testen etc. Mehrfachentwicklung, Folgekosten auf der Baustelle Hochschule Esslingen

  5. generierte Daten auftrags- neutral Konstruktions- zeichnungen ORGANIZATION_BLOCK ... TITLE = Hauptprogramm // 06.09.2004 User: X Stromlaufplan auftrags-spezifisch SPS-Software Maschine / Anlage Y-Achse X-Achse Generierung von Unterlagen Komponentenbasierter Prozess Entwicklung(Mechanik, Elektrik, Software) Mechatronische Komponenten Achse Drehtisch Projektierung(Mechanik, Elektrik, Software) Hochschule Esslingen

  6. 2006102024 Forschungsprojekt Föderal Zielsetzung Realisierung disziplinübergreifender, baukastenbasierter Entwicklungsprozesse auf der Basis vorhandener Entwicklungssysteme … Laufzeit: 01.02.2001 – 31.01.2004 www.foederal.org Hochschule Esslingen

  7. Die AQUIMO-Methode Ist-Situation: Sequentieller Entwicklungsprozess Software-entwicklung Mechanik-konstruktion Elektro-konstruktion Kick-off Zeit Zielsetzung: Mechatronischer Entwicklungsprozess Mechanik-konstruktion Mechanik-konstruktion Mechanik-konstruktion • Zeit einsparen • Kosten einsparen • Bessere Produkte Mechatron- ischer Entwurf Abstim- mung. Abstim- mung. Elektro-konstruktion Elektro-konstruktion Elektro-konstruktion Software-entwicklung Software-entwicklung Software-entwicklung Modellierungswerkzeug (AQUIMO) Zeit Hochschule Esslingen

  8. Ergebnis Hochschule Esslingen

  9. Konsortium und Partner 01.10.2006 – 31.03.2010 Adaptierbares Modellierungswerkzeug und Qualifizierungsprogramm für den Aufbau firmenspezifischer mechatronischerEngineeringprozesse Hochschule Esslingen

  10. Föderal - AQUIMO Entwicklung Durchgängiger Baukasten Option X Maschinentyp A Maschinentyp B Auftrags- durchlauf Maschine 1 Auftrag Option X Hochschule Esslingen

  11. Verbundprojekt Föderal (Variantenmanagement im Maschinen und Anlagenbau) Mind8 Engineering Center (EPLAN Engineering Center)

  12. Mechatronischer Entwicklung Beispiel: Pfuderer Golfballmaschine

  13. Verbundprojekt AQUIMO (durchgängige, mechtronische Entwicklungsprozesse)

  14. Entwicklung Durchgängiger Baukasten Option X Maschinentyp A Maschinentyp B Auftrags- durchlauf Maschine 1 Auftrag Option X Hochschule Esslingen

  15. Ist-Situation: Sequentieller Entwicklungsprozess Software-entwicklung Mechanik-konstruktion Elektro-konstruktion Kick-off Zeit Zielsetzung: Mechatronischer Entwicklungsprozess Mechanik-konstruktion Mechanik-konstruktion Mechanik-konstruktion • Zeit einsparen • Kosten einsparen • Bessere Produkte Mechatron- ischer Entwurf Abstim- mung. Abstim- mung. Elektro-konstruktion Elektro-konstruktion Elektro-konstruktion Software-entwicklung Software-entwicklung Software-entwicklung Zeit Ansatz von AQUIMO Hochschule Esslingen

  16. Derzeitige Probleme: Interdisziplinäres Engineering • Keine gemeinsame Sprache der FachdisziplinenNotwendige Diagrammeund Unterlagen werden nicht von allen verstanden • Fehlendes mechatronisches Gesamtverständnis • Differenzen zwischen den einzelnen Disziplinen Hochschule Esslingen

  17. ORGANIZATION_BLOCK ... TITLE = Hauptprogramm // 06.09.2004 User: X VERSION : 1.0 VAR_TEMP OB1_SCAN_1 : BYTE; ... durchgängiges Informationsmodell Mechanik-CAD-system Elektro-CAD-system Steuerungs-programmier-system Die AQUIMO-Methode AQUIMO-Werkzeug Interdisziplinäre Entwicklung: • formale Abbildungaller interdisziplinärrelevanten Informationen • jeweils durch alleDisziplinen lesbar Zustandsgraph Wirkprinzip Funktionsdiagramm Disziplinspezifische Entwicklung: • spezialisiert für dieDetailentwicklung • für andere Disziplinennur bedingt verständlich Hochschule Esslingen

  18. Gemeinsame Entwicklung Gesamtverständnis für das Produkt Synergien der Disziplinen werden berücksichtigt Kritische Schnittstellen werden frühzeitig erkannt Paralleles Arbeiten und regelmäßige Abstimmungen Probleme werden schneller erkannt und können unkomplizierter behoben werden Ein gemeinsames Werkzeug wird verwendet Vorteile der mechatronischen Entwurfsmethode Hochschule Esslingen

  19. Ergebnisse von AQUIMO Mechatronische Entwurfsmethode AQUIMO-Werkzeug Einführungsstrategie,Qualifizierung Hochschule Esslingen

  20. Mechanik-konstruktion Mechanik-konstruktion Mechanik-konstruktion Mechatron- ischer Entwurf Abstim- mung. Abstim- mung. Elektro-konstruktion Elektro-konstruktion Elektro-konstruktion Software-Entwicklung Software-Entwicklung Software-Entwicklung Einfluss des mechatronischen Entwurfs auf Kosten, Zeit und Qualität Beeinfluss- barkeit von Kosten, Zeit und Qualität Zeit Hochschule Esslingen

  21. Idee für das Tool • Bisher werden bei gemeinsamen Sitzungen oft Skizzen verwendet oder „Kaffeetassen“ verschoben um unter den Gewerken Probleme aufzuzeigen. • Einfacher Skizzen-Editor • Grundkomponenten • 3D • animiert (Ablaufdiagramme ableitbar) Hochschule Esslingen

  22. Start WZW Benennung Zustand B1 offen Zylinder WZW - T ü r geschlossen 2s Y2.1 Ventil Mittelstellung WZW - T ü r Y2.2 B3 WZ am BSP Zylinder Verschiebe- B2 B2 einrichtung WZ im WZM Y1.1 Ventil Verschiebe- Mittelstellung einrichtung Y1.2 cw NC - Hub Motor aus ccw cw NC - Schwenk Motor aus ccw Zeitachse Funktionale Struktur 3D-Skizze Funktions- oder Gantt-Diagramm InterdisziplinäreEngineeringphase Digitales mechatronischesPflichtenheft DisziplinspezifischeEngineeringphase Hochschule Esslingen

  23. AQUIMO-Werkzeug Modell Beschreibungsmittel Simulation Entwurfsbaukasten 3D-Editor Schwenkachse Virtuelle Maschine Generator Motor Planetengetriebe Riemengetriebe Ablauf Steuerung Projekt Generator Hochschule Esslingen

  24. AQUIMO-Werkzeug Hochschule Esslingen

  25. Generierte Animation Hochschule Esslingen

  26. AQUIMO-WerkzeugParametrisierung Hochschule Esslingen

  27. Hochschule Esslingen

  28. Hochschule Esslingen

  29. Ergebnisse des Entwurfs • Sensor/ Aktor –Liste • Funktions oder Gantt –Diagramm • animierte 3D-Skizze • Motorauslegungen Hochschule Esslingen

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