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aktualisiert am 08. Juli 2020

ISBN 9783843911375

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978-3-8439-1137-5, Reihe Robotik und Automation

Axel Reuter
Definition eines mechatronischen Informationsmodells zur Modellierung von Automatisierungskomponenten und Maschinen

169 Seiten, Dissertation Universität Stuttgart (2013), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Der Trend zu ständig wachsenden Angeboten an neuen Produkten sowie zu immer kürzer werdenden Produktlebenszyklen erfordert flexible Produktionsmaschinen, die in kürzeren Zeiten zu stetig sinkenden Kosten bei steigender Qualität entwickelt und hergestellt werden können. Um die dazu notwendige Parallelisierung im Engineeringprozess zu ermöglichen, sind anpassbare Automatisierungskomponenten(AKM) und Maschinenstrukturen sowie entsprechende Informationsmodelle erforderlich. Ziel dieser Arbeit ist daher die Entwicklung durchgängiger, mechatronischer Modellierungsvorgaben zur Unterstützung von Komponenten- und Maschinenherstellern. Anforderungen sind dabei Durchgängigkeit für alle Fachdisziplinen, Unabhängigkeit von Branchen im Maschinenbau und Herstellern für AKM sowie Flexibilität hinsichtlich modellierbarer AKM und Maschinenstrukturen. Defizite sind das Fehlen von Modellierungsvorgaben in vorhandenen Engineeringlösungen sowie die Abhängigkeit bisheriger Modelle von Branchen und Herstellern. Um verschiedene Arten von AKM sowie deren zugehörige Strukturen und Informationsmodelle formal abbilden zu können, wird ein konzeptionelles Informationsmodell als Basis zur mechatronischen Modellierung entwickelt und in eine funktionale Klassenstruktur überführt. Ziel der anschließend festgelegten mechatronischen Grundstruktur ist die übergreifende Abbildung von Zusammenhängen zwischen verschiedenen Arten von AKM und zu Maschinen. Basierend auf diesen Grundlagen ermöglicht das erarbeitete AKM-Modell die herstellerunabhängige Abbildung von AKM und -systemen in einem durchgängigen Informationsmodell. Die dazu innerhalb des AKM-Modells eingeführten Informations- und Energieflüsse werden als Schnittstellen für die Modellierung verschiedener Arten von AKM herangezogen und damit Modellierungsvorgaben für Sensor-, Aktor- und Informationsverarbeitungskomponenten erarbeitet. Aufbauend auf diesen Modellen folgt die Abbildung der Abhängigkeiten zwischen den einzelnen AKM sowie die Modellierung von Automatisierungssystemen in einer Klassenstruktur. Weiterhin wird ein branchenunabhängiges Maschinenmodell basierend auf einer Funktionsstruktur erarbeitet, das als objektorientierte, im Rechner verarbeitbare Klassenstruktur mit zugehörigen Schnittstellen zum AKM-Modell festgelegt wird. Die Einsetzbarkeit der erarbeiteten Modellierungsvorgaben werden durch Implementierung in einem mechatronischen Engineeringwerkzeug und Verwendung bei der Modellierung einer Produktionsmaschine nachgewiesen