Entwurfstechnik Intelligente Mechatronik (ENTIME)
Projektbeschreibung
Das Forschungsprojekt „Entwurfstechnik Intelligente Mechatronik“
(ENTIME) soll die Innovationskraft des modernen Maschinenbaus
stärken, in dem zum einen eine fachgebietsübergreifende
Entwurfstechnik entwickelt wird. Zum anderen sollen semantische
Technologien für den effektiven Austausch von Lösungswissen in den
Branchenwertschöpfungsketten genutzt werden.
Bei der Entwicklung mechatronischer Systeme werden in hohem
Maße bewährte Lösungselemente eingesetzt. Dies sind Komponenten wie
Maschinenelemente und Steuerungskomponenten, die von Zulieferern via
Katalog und Internet angeboten werden. Ein Hindernis für Innovationen
ist, dass die Entwicklungsingenieure in den Unternehmen
ausschließlich Lösungsansätze nutzen, die ihnen bereits bekannt sind.
Mithilfe der Techniken des Semantic Web soll in ENTIME diese
Fixierung aufgehoben werden. Weiterhin wird im Rahmen des Projekts
eine fachgebietsübergreifende Entwurfstechnik entwickelt, die
klassischen Maschinenbau, Elektronik, Regelungstechnik und
Softwaretechnik integriert. Diese ermöglicht auch, innovative
Lösungselemente für den Einsatz im modernen Maschinenbau
hervorzubringen.
Das Vorgehen beim Entwurf intelligenter mechatronischer
Systeme gliedert sich in die fachdisziplinübergreifende Konzipierung
und die fachdisziplinspezifische Konkretisierung. In der Konzipierung
wird zunächst bewährtes Lösungswissen in Form von Lösungsmustern, d.
h. bewährte Lösungen für wiederkehrende Probleme zur Realisierung der
geforderten Funktionen, benötigt. Die Lösungsmuster werden zum
Produktkonzept synthetisiert und anschließend validiert. Die
Validierung erfolgt modellbasiert, d. h. den Lösungsmustern sind
idealisierte simulationsfähige Modelle zugeordnet. Im Rahmen der
Konkretisierung werden die Lösungsmuster durch Lösungselemente
ersetzt. Diese sind mit detaillierten Modellen verknüpft, die eine
konkrete Parameterausprägung aufweisen. Zentraler Punkt dieses
wissens- und modellbasierten Entwurfsprozesses ist die Suche nach
Lösungsmustern und -elementen. Im Fokus von ENTIME steht daher die
von der Fachterminologie unabhängige Verarbeitung der Semantik des
Lösungswissens, mit dem Ziel auf Basis einer
fachgebietsübergreifenden Spezifikation Lösungsmuster und -elemente
auszuwählen.
Das Projekt wird mit ca. 4,3 Mio. Euro gefördert und vom Heinz
Nixdorf Institut, vertreten durch die Professoren J. Gausemeier, W.
Schäfer und A. Trächtler, in enger Kooperation mit neun Unternehmen
aus der Region durchgeführt. Es wird damit die Innovationskraft der
Zukunftsbranche Maschinenbau stärken und die Erschließung neuer
Vertriebskanäle für heimische Unternehmen ermöglichen.
NRW Ziel 2-Programm
Im Jahr 2007 hat eine neue Förderperiode des NRW Ziel
2-Programms begonnen. Das Programm verfolgt drei Ziele:
- Der Mittelstand und die Existenzgründerszene sollen noch stärker und aktiver werden als bisher.
- Städte und Regionen sollen attraktiver und lebenswerter werden.
- Insbesondere sollen sich Innovationsbereitschaft und Innovationsfähigkeit im ganzen Land verbessern.
Zukunftsweisende Technologien und Dienstleistungen, ungewöhnliche Kooperationen oder neue Ansätze für den Wissenstransfer zwischen Forschung und Wirtschaft stehen im Mittelpunkt. In entsprechenden Wettbewerben des Landes hat das Heinz Nixdorf Institut drei Projekte gewonnen.
Organisation
Wissenschaftliche Leitung:
Prof. Dr. Wilhelm Schäfer, s-lab
Kontakt:
Jan Rieke, s-lab
Universität Paderborn
Zukunftsmeile 1 - ZM1.02-14
33102 Paderborn
Telefon: (+49) (0)5251 60 - 3310
Fax: (+49) (0)5251 5465 - 282
E-Mail: jrieke[at]s-lab.upb.de
Industriepartner:
Beckhoff Automation GmbH in Verl
Büro
für Softwaretechnik Dr. Robert Wagner in Gütersloh
Lenze SE in
Aerzen
Miele & Cie. KG in Gütersloh
myview systems GmbH
in Büren
Neuenkirchener Maschinenfabrik EMIL KEMPER GmbH in
Rietberg
OWL Maschinenbau e.V. in Bielefeld
UNITY AG in Büren
Wincor
Nixdorf International GmbH in Paderborn
Dezember 2009 - Juni 2013
Literatur
2011
- Matthias Tichy, Felix Oestersötebier, Thomas
Schierbaum:
Entwurfstechnik intelligente Mechatronik.
In Proc. Internationales Forum Mechatronik 2011 21. bis 22. September 2011, Cham, Deutschland, September 2011.
- Uwe Pohlmann, Matthias Tichy:
Modelica code generation from ModelicaML state machines extended by asynchronous communication.
In Proc. of the 4th International Workshop on Equation-Based Object-Oriented Modeling Languages and Tools, Zurich, Switzerland, September 2011.
- Steffen Becker, Stefan Dziwok, Thomas Gewering,
Christian Heinzemann, Uwe Pohlmann, Claudia Priesterjahn, Wilhelm
Schäfer, Oliver Sudmann, Matthias Tichy:
MechatronicUML - Syntax and Semantics.
Tech. Rep., no. tr-ri-11-325. Software Engineering Group, Heinz Nixdorf Institute, August 2011. - Claudia Priesterjahn, Christoph Sondermann-Wölke,
Matthias Tichy, Christian Hölscher:
Component-based Hazard Analysis for Mechatronic Systems.
In Proc. of the MoBE-RTES workshop at the 14th IEEE International Symposium on Object/Component/Service-oriented Real-time Distributed Computing, Newport Beach. IEEE, March 2011. 2010
Florian Nafz, Hella Seebach, Jörg Holtmann, Jan Meyer, Matthias Tichy, Wolfgang Reif, Wilhelm Schäfer:
Designing Self-Healing in Automotive Systems.
In Proc. of the 7th International Conference on Autonomic and Trusted Computing (ATC 2010), Xi'an, China, 26-29 October, 2010, Lecture Notes in Computer Science, vol. 6407, pp. 47-61. Springer Verlag, October 2010.- Benjamin Klöpper, Jan Meyer, Matthias Tichy,
Shinichi Honiden:
Planning with Utilities and State Trajectories Constraints for Self-Healing in Automotive Systems.
In Proc. of the Fourth IEEE International Conference on Self-Adaptive and Self-Organizing Systems Budapest, Hungary, September 27-October 1, 2010. IEEE Computer Society Press, September 2010.
- Wilhelm Schäfer, Tobias Eckardt, Christian Henke,
Lydia Kaiser, Timo Kerstan, Jan Rieke, Matthias Tichy:
Der Softwareentwurf im Entwicklungsprozess mechatronischer Systeme.
In 7. Paderborner Workshop Entwurf mechatronischer Systeme, HNI-Verlagsschriftenreihe, Vol. 272, pp. 3-22, 2010.
- Matthias Tichy, Martin Hirsch, Christopher Brink,
ChristopDominik Beulen, Baris Güldali, Michael Mlynarski:
Tabellarischer Vergleich der Prozessmodelle für modellbasiertes Testen aus Managementsicht.
In U. Kelter (eds.):Softwaretechnik-Trends, vol. 30, no. 2, pp. 6-9. GI (2010).
- Matthias Tichy, Martin Hirsch, Christopher Brink,
Christopher Gerking, Martin Hahn, Wilhelm Schäfer:
Integration hybrider Modellierungstechniken in CAMeL-View.
In Proc. 7. Paderborner Workshop Entwurf mechatronischer Systeme, HNI-Verlagsschriftenreihe, Vol. 272, pp. 235-251, 2010.
- Tobias Eckardt, Stefan Henkler:
Component Behavior Synthesis for Critical Systems.
In Proc. 1st International Symposium on Architecting Critical Systems (ISARCS). Springer, May 2010. accepted.