Graf, HolgerDzomo, Prudence ChristellePrudence ChristelleDzomo2022-03-072022-03-072008https://publica.fraunhofer.de/handle/publica/277888Diese Arbeit behandelt einen neuen Ansatz einer disziplinübergreifenden Kooperation zwischen den Bereichen Konstruktion und Berechnung im Umfeld der Entwicklung mechatronischer Produkte. Die Arbeit soll Aufschluss über neue Möglichkeiten der multi-domänen Kollaboration und des Cross-Skill Engineerings geben. Im Schwerpunkt untersucht die vorliegende Arbeit geeignete und einheitliche Abstraktionsformen, die eine entsprechende Modellierung von Abbildungsvorschriften in bereichsübergreifenden Ingenieurstätigkeiten und Sichten ermöglichen. Im speziellen wird eine Lösung erarbeitet zur semi-automatischen Ableitung von Verhaltensmodellen mechatronischer Produkte. Diverse Produktsichten (CAD, FEM, Verhalten) individueller Bereiche werden abstrahiert und über geeignete Mechanismen ineinander überführt. In der Tat werden verschiedene Modelle, sog. Partialmodelle (z.B. CAD, FEM, Verhaltensmodell) in einzelnen Entwicklungsdomänen des Produktentwicklungsprozesses erstellt. Diese Partialmodelle stellen dabei eine Sicht des Gesamtprodukts dar. Dementsprechend werden die für die jeweilige Domäne relevanten Eigenschaften erfasst, abgebildet und verarbeitet, und andere, weniger relevanten, gar nicht betrachtet. In der Praxis werden die Informationen zwischen den im Entwicklungsprozess beteiligten Domänen nur periodisch ausgetauscht. Dies liegt einerseits daran, dass alle Partialmodelle nicht zum selben Zeitpunkt zur Verfügung stehen. Darüber hinaus ist die automatische Aktualisierung der Produktsichten (Partialmodelle) durch die Diversifizierung der Informationsmodelle nicht möglich. Dadurch ist die für einen nahtlosen Entwicklungsprozess erforderliche Konsistenz der Daten nicht durchgängig gewährleistet. Die erarbeiteten Ansätze zur Verbesserung der Kollaboration zwischen Konstruktion (CAD) und Berechnung (Verhaltensmodell, FEM) erstrecken sich auf mindestens drei Ebenen: Die erste Ebene adressiert eine Abstrahierung der Produktsichten (CAD, FEM- und Verhaltenmodell) ein. Aus den Abstraktionen werden Ähnlichkeiten und Diskrepanzen ermittelt. Auf der nächsten Ebene werden die erarbeiteten Abstraktionen genutzt, um Verhaltensmodelle aus CAD-Modellen automatisch zu generieren. Zum Nachweis des erarbeiteten Konzepts wird der CAMAT (CATIA-MATLAB-Translator) zur Generierung von MATLAB/SimMechanik-Modellen aus CATIA V5-Modellen entwickelt. Damit soll sichergestellt werden, dass die Partialmodelle frühzeitig zur Verfügung stehen. Die dritte Ebene der Kollaboration in dieser Arbeit berücksichtigt den Informationsaustausch zwischen den Partialmodellen. Hier wird eine Kollaborationsplattform entwickelt, welche eine Simulation zwischen CAD- und Verhaltensmodell ermöglicht. Aktoren im Verhaltensmodell steuern die Bewegungen (Roboterbewegung, Schlittenbewegungen) im CAD-Modell. In der interaktiven Simulationsumgebung werden die erhaltenen Bewegungssimulationen visualisiert, welche basierend auf den Soll-Ist-Wert Vergleichen der Simulationsengine das Verhalten der digitalen Prototypen darstellt.de3D CADXML006diploma thesis