Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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  • Publication
    Interdisciplinary function-oriented design and verification for the development of mechatronical products
    ( 2011)
    Stark, R.
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    Hayka, H.
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    Figge, A.
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    Woll, R.
    Mechatronical products integrate components that are developed by different fields of engineering and combine them in order to provide new functionalities. The main challenge is the ever increasing complexity and the required degree of interdisciplinarity. The joint research project MIKADO adressed this demand by integrating domain specific development methods and tools into a more systems-engineering-oriented approach. Special emphasis has been placed on the early phases of product development in order to facilitate an early coordination between mechanical, electronical and software engineers and to provide them with easy means for the functional verification of virtual product models. The MIKADO cooperation platform will improve and accelerate the planning and execution of mechatronical product development projects. Interfaces for connecting commercial engineering tools to the cooperation platform guarantee the industrial applicability of the MIKADO solution in connection with existing system landscapes. This reduces investment costs and makes the MIKADO solution attractive, especially to SMEs. The enhancements of the FOD modeler help to collect and manage all requirements of a mechatronical product as well as to define and depict their connections. Their continuous connection to functions, parts and CAD models allows for cross-checking the fulfillment of several geometric requirements. Specific tests for functional and geometric analysis complete the Functional mock-up. They are started from and their results are managed directly in the FOD modeler as well as on the cooperation platform and thus make a continuous review of the products' degree of maturity possible. The methodology for combining a comprehensive requirements management with a functional mock-up for the verification of requirements will be the basis for further research. In addition, the results of MIKADO are planned to be used for commercial products, which will be sold by the project partners.
  • Publication
    Mechatronik-Kooperationsplattform für anforderungsgesteuerte Prüfung und Diagnose
    (Fraunhofer IPK, 2009)
    Hayka, H.
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    Swoboda, F.
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    Hegewald, T.
    ;
    Franz, R.
    ;
    Stetter, R.
    ;
    Thamburaj, V.
    ;
    Staub, G.
    ;
    Figge, A.
    Die in MIKADO entwickelte Mechatronik-Kooperationsplattform trägt dazu bei, die Planung und Durchführung von mechatronischen Produktentwicklungen im Sinne des Systems Engineering zu verbessern und zu beschleunigen. Schnittstellen zur Anbindung kommerzieller Systeme der mechatronischen Produktentwicklung an die Kooperationsplattform und Integrationslösungen garantieren die Anwendbarkeit der Gesamtlösung in bestehenden Systemwelten. Die neu entstandenen Prüf- und Diagnosewerkzeuge sind so ausgerichtet, dass sie alle Aspekte mechatronischer Systeme anforderungsseitig und funktional abdecken und deren Validierung auf Gesamtsystemebene ermöglichen. So gelingt es beispielsweise durch die Erweiterung des FOD-Modellers, die Anforderungen an das Produkt domänenübergreifend zu erfassen, zu verwalten und die Beziehungen untereinander übersichtlich darzustellen. Die fortlaufende Verknüpfung mit der Funktions- und Bauteilstruktur sowie mit CAD-Modellen ermöglicht die garantierte Erfüllung von parametrisch formulierten Anforderungen an einzelne Bauteile. Spezifische Tests für die funktionale und geometrische Prüfung, welche aus dem FOD gestartet und deren Ergebnisse in FOD und der Kooperationsplattform verwaltet werden, vervollständigen den Functional Mock-Up und ermöglichen so die kontinuierliche Überprüfung des Produktreifegrades. Alle für die Entwicklung relevanten Informationen werden somit in einer Applikation zusammengeführt und übersichtlich dargestellt. Die hierdurch vereinfachte Definition von Teststrategien für abgeleitete funktionale Systemmodelle erlaubt die gezielte Prüfung des Erfüllungsgrades funktionaler Eigenschaften bezüglich der mechatronischen Anforderungen. Diese Prozesslösungen, beschrieben durch Referenzmodelle und Prozessleitfäden mit zu erstellenden Prüflisten und Handlungsanweisungen, sind wichtige Ergebnisse, die die Einführung der Werkzeuge und Methoden zur anforderungsgesteuerten Mechatronikentwicklung wesentlich erleichtern. Referenzvorgehensbausteine helfen bei der Bewertung und Gestaltung von mechatronischen Produktentwicklungsprozessen. Basierend auf dem Prozessmodellierungs und -simulationswerkzeug DimSiMP wurde ein durchgängiger Ansatz für einen ständigen Verbesserungsprozess für die Prozesse der mechatronischen Produktentwicklung entwickelt, bei welchem Prozesse formal dokumentiert, automatisiert durchgeführt und simulationsgetrieben optimiert werden. Beide Ansätze wurden zudem in der Praxis im Rahmen unterschiedlicher Szenarien auf Ihre Praxistauglichkeit hin untersucht und evaluiert.