Motivation

Heutige technische Systeme zeichnen sich durch immer komplexere Funktionen und Strukturen aus, die nur durch die optimale Kooperation einer Vielzahl von beteiligten Ingenieursdisziplinen entwickelt werden können. Diese Ingenieursdisziplinen arbeiten über Abteilungs- und Unternehmensgrenzen hinweg an innovativen Lösungen. Jedoch erschweren Aspekte, wie z.B. mangelndes gegenseitiges Verständnis (Silo-Denken), eine interdisziplinäre Entwicklung. Optimale Lösungen können dabei nur erreicht werden, wenn ein gemeinsames Verständnis vom Entwicklungsgegenstand geschaffen und genutzt werden kann.

Durch die Weiterentwicklung von mechatronischen Systemen zu Cybertronischen Elementen und Systemen (CTE/CTS) werden diese durch die Eigenschaften der cyber-physischen Systeme erweitert. Diese Eigenschaften umfassen Kooperation, dezentrale Entscheidungen, das Nutzen von Daten und Diensten und vieles mehr. Dies erfordert ein Überdenken der heutigen Entwicklungsprozesse, Methoden, IT-Lösungen und Organisationsformen im Unternehmen. CTE und CTS stellen dabei eine Weiterentwicklung mechatronischer Systeme nach VDI 2206 dar. Sie können in offenen Netzen mit anderen derartigen Systemen kommunizieren und kooperieren und vernetzen sich so zu „intelligenten“, autonomen, sich selbst anpassenden Systemen. Werden CTS in der Produktion eingesetzt und kommunizieren miteinander, so ergeben sich Cybertronische Produktionssysteme (CTPS). Elektronik und Software stellen einen immer stärkeren Anteil im Entwicklungsprozess solcher Elemente und Systeme dar. Konstruktions- und Entwurfsmethoden aller Disziplinen – also Mechanik, Elektronik und Software – müssen auf den Prüfstand gestellt und in einen interdisziplinären Methoden-, Prozess- und IT-Lösungsansatz überführt werden.

Vorgehensweise

• Erarbeitung des Stands der Technik im Bereich der modellbasierten Entwicklung mechatronischer Systeme.
• Analyse vorhandener Entwicklungsprozesse bei den Anwendungspartnern und Erweiterung aus der wissenschaftlichen und praxisnahen Literatur.
• Erarbeitung eines Referenzentwicklungsprozesses.
• Erstellung einer Beschreibungssystematik von cybertronischen Elementen auf einer interdisziplinären Ebene.
• Erarbeitung von Konzepten zur Modellverwaltung.
• Untersuchung der modellbasierten Entwicklung eines Cybertronischen Produkts.
• Untersuchung der modellbasierten Entwicklung eines Cybertronischen Produktionssystems.
• Untersuchung der modellbasierten Informationsübergabe zwischen Produktentwicklung und Produktionssystementwicklung.
• Überführung der erarbeiteten Ergebnisse in ein gemeinsames Daten- und Prozessmodell.
• Integration des Daten- und Prozessmodells in eine PLM-Lösung.
• Erarbeitung eines Demonstrators, der die Nutzbarkeit in einer beispielhaften Entwicklungsumgebung nachweisen soll.

Zeitraum

November 2013 – Oktober 2016