Mechatronik

Die Anforderungen an die Verlässlichkeit, Ressourceneffizienz und Benutzungsfreundlichkeit von technischen Systemen steigen stetig. Hohe Potenziale zur Realisierung derartiger Anforderungen liefern Lösungen aus dem Kontext der Selbstoptimierung. Diese ermöglichen die Integration von intelligentem Verhalten in mechatronische Systeme mit dem Ziel, Maschinen und Anlagen zu realisieren, die sich eigenständig an sich ändernde Betriebsbedingungen anpassen. Im Rahmen des Spitzenclusters „Intelligente Technische Systeme OstWestfalenLippe (it’s OWL)“ werden Unternehmen befähigt, Potenziale der Selbstoptimierung zu erkennen und diese unter Anleitung von Experten umzusetzen. Im Rahmen dieses Beitrags wird die Leistungsfähigkeit der Lösungen am Beispiel der Lernverfahren sowie ein Vorgehen zur Potenzialanalyse vorgestellt.

Die Informations- und Kommunikationstechnik prägt den modernen Maschinen- und Fahrzeugbau. Der Begriff Mechatronik bringt dies zum Ausdruck. Aus der sich abzeichnenden Entwicklung der Informations- und Kommunikationstechnik eröffnen sich weitere faszinierende Perspektiven, die über die Mechatronik hinaus gehen: mechatronische Systeme mit inhärenter Teilintelligenz. Der Begriff Selbstoptimierung charakterisiert diese Perspektive. Selbstoptimierende Systeme sind in der Lage, eigenständig auf veränderte Betriebsbedingungen zu reagieren und ihr Verhalten optimal anzupassen. Dieser Beitrag stellt das Paradigma der Selbstoptimierung vor. Die Nutzenpotentiale der Selbstoptimierung werden anhand zweier Anwendungsbeispiele erläutert.

Effektives virtuelles Engineering in der Produktentwicklung setzt eine Durchgängigkeit in allen digitalen Entwurfprozessen, Werkzeugen, Daten und Workflows voraus. Während diese Durchgängigkeit auf der geometrischen Ebene weitgehend realisiert ist, steht man bei der funktionalen Produktbeschreibung noch am Anfang. Der Beitrag analysiert den Stand der Technik sowie aktuelle Probleme bei der Einführung dieser Prozesse und Tools in Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus. Im Weiteren werden Entwicklungsansätze und aktuelle Arbeiten der Autoren zur Schaffung durchgängiger digitaler Prozessketten im Produktentwicklungsbereich beschrieben.

Heutige Systeme des Maschinenbaus und verwandter Branchen werden immer stärker von der Informationstechnik geprägt. Der damit einhergehenden Komplexitätssteigerung kann durch eine konsequente Modularisierung der Systeme entgegen getreten werden. Der vorliegende Beitrag beschreibt, welche Herausforderungen gerade bei der Modularisierung von modernen mechatronischen Bauteilen bestehen, wie die Produktstrukturierung durchgeführt werden kann und wie sich das auf den Produktentwicklungsprozess auswirkt.

Die stark steigende Nutzung elektrischer, elektronischer und softwaretechnischer Lösungen in den Produkten des modernen Maschinenbaus hat zu neuen Herausforderungen in nahezu allen Phasen des Produkt-enstehungsprozesses geführt. Die Bewältigung dieser Herausforderungen stellt die Unternehmen vor immer größere Probleme, da die Methoden des klassischen Maschinenbaus gerade in der Schnittmenge von Elektrik, Elektronik, Software und Mechanik mehr und mehr zu versagen scheinen. Die Folge dieser Entwicklung sind vor dem Hintergrund immer kürzer werdender Produktlebens-, Entwicklungszyklen und sich ständig ändernder Kundenanforderungen immer wieder Aktionen zur nachgelagerten Fehlerbehebung, z.B. in Form aufwändiger Produktrückrufaktionen.