Forschungsziele

Fördermaßnahme:

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF): 32. Bekanntmachung „Intelligente Vernetzung in der Produktion – Ein Beitrag zum Zukunftsprojekt ,Industrie 4.0’“

Projektlaufzeit:

01. November 2013 – 31. Dezember 2016 (3 Jahre, 2  Monate)

Projektergebnisse:

Motivation:

Das Ziel des Verbundprojekts ist eine Effizienzsteigerung in Entwicklungsprojekten von cybertronischen Systemen. Im Fokus des Projekts steht die Integration von Informationen und Daten aus allen beteiligten Entwicklungsdisziplinen.

Die Techniken des Model-based Systems Engineering (MBSE) werden für eine disziplinen- und phasenübergreifende Beschreibung der cybertronischen Systeme eingesetzt. Die Zusammenarbeit innerhalb des Entwicklungsprozesses wird durch die Integration in das Product Lifecycle Management (PLM) ermöglicht.

Die Betrachtung des physikalischen Grundsystems ist sowohl für die Entwicklung von Produkten als auch von Produktionssystemen, unabdinglich. Daher prägt das Projekt mecPro² die Begriffsbildung der cybertronischen Systeme, welche die konsequente Weiterentwicklung von mechatronischen Systemen im Kontext ihrer allgegenwärtigen Vernetzung in den Mittelpunkt stellt. Ein integrierter Entwicklungsprozess von cybertronischen Produkten und Produktionssystemen ermöglicht eine kooperative Entwicklung von Produkt, Produktion und zugehörigem Produktionssystem.

Das Projekt verfolgt einen Use-Case-orientierten Ansatz: Anhand von Anwendungsbeispielen werden Anforderungen an die Entwicklung cybertronischer Produkte und Produktionssysteme analysiert und ein Referenzentwicklungsprozess erstellt. Dies schließt die Betrachtung des Einsatzes von Modellen und zugehörigen IT-Werkzeugen zur Beschreibung dieser cybertronischen Systeme ein. Darauf aufbauend wird ein Konzept zur Modellverwaltung entwickelt, welches in die Spezifikation eines Datenmodells mündet. Begleitend wird eine Validierung des Ansatzes durch die Implementierung von Software-Demonstratoren durchgeführt, die sich auf kommerziell verwendete PLM-Software stützt.

Mit diesen Ergebnissen soll es möglich werden viele der Anforderungen im Umgang und der Umsetzung (siehe Umsetzungsempfehlung für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0) des Zukunftsprojekts Industrie 4.0 (siehe auch Plattform Industrie 4.0) zu erfüllen.

Projektverlauf

Im ersten Arbeitspaket (AP1) werden die theoretischen Grundlagen sowie der Stand der Technik im Bereich der modellbasierten Entwicklung mechatronischer Systeme erarbeitet. Das zweite Arbeitspaket (AP2) bildet die Basis für die zukünftigen Arbeitspakete, indem es vorhandene Entwicklungsprozesse bei den Anwendungspartnern analysiert, um Vorgehensmodelle aus der wissenschaftlichen und praxisnahen Literatur erweitert, einen ersten Referenzentwicklungs­prozess und einen vorläufigen Vorschlag zur Beschreibung von cybertronischen Elementen und Systemen auf interdisziplinärer Ebene definiert, sowie Konzepte zur Modellverwaltung ermittelt. Die folgenden Arbeitspakete befassen sich mit den konkreten Anwendungsszenarien:

  • AP3: Modellbasierte Entwicklung eines Cybertronischen Produkts.
  • AP4: Modellbasierte Entwicklung eines Cybertronischen Produktionssystems.
  • AP5: Modellbasierte Informationsübergabe zwischen Produktentwicklung und Produktionssystementwicklung.

Im (AP6) werden die erarbeiteten Ergebnisse in ein gemeinsames Daten- und Prozessmodell überführt. Das siebte Arbeitspaket (AP7) erarbeitet einen Demonstrator, der den Nutzbarkeit in einer beispielhaften Entwicklungsumgebung nachweisen soll. Hierzu werden Daten- und Prozessmodell in PLM-Lösungen integriert sowie disziplinspezifische Autorentools angepasst, und um MBSE-Funktionalitäten erweitert.