Session 8: Projektvorstellung Transferprojekt itsowl-tt-savez 18. August 2015, Gütersloh.

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1 Session 8: Projektvorstellung Transferprojekt itsowl-tt-savez 18. August 2015, Gütersloh

2 Agenda Abschlusspräsentation itsowl-tt-savez Einführung Zielsetzung Ergebnisse Resümee und Ausblick it s OWL Clustermanagement GmbH

3 Einführung ixtronics Produkt- und Leistungsportfolio Performante Lösungen für die effiziente Produktentwicklung Mechatronik-Entwicklungssoftware: CAMeL-View Einziges integriertes Werkzeug für die modellbasierte Entwicklung Rapid Control Prototyping: Modell Prüfstand Prototyp Produkt Echtzeitfähige Modelle über die gesamte Entwicklungskette Mechatronik-Entwicklungshardware: TestRig Professional Direkte Steuerung von Hardware-in-the-Loop-Prüfständen Berechnung von Echtzeit-Simulationsmodellen Modellbasiertes Testen und Testautomation Engineering und Consulting Modul- und Gesamtsystementwicklung Modellierung und Entwicklung im Kundenauftrag Schulungen, Technologieberatung, Projektmanagement it s OWL Clustermanagement GmbH

4 Einführung Universität Paderborn Lehrstuhl für Mechatronik und Dynamik Dynamik und Verlässlichkeit mechatronischer Systeme Aktorik, Sensorik, Piezo- und Ultraschalltechnik Nichtlineare dynamische Systeme und Kontaktmechanik Leitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Walter Sextro Mitarbeiter: 13 Wissenschaftliche und 3 Nichtwissenschaftliche Mitarbeiter it s OWL Clustermanagement GmbH

5 Herausforderung Verlässlichkeit (1/2) Entwurf der Systemdynamik für charakteristisches Manöver Sprunganregung, Modell der Umgebung,.. Charakteristisches Manöver muss künftige Nutzung möglichst gut abbilden Systemdynamik hat starken Einfluss auf wirkende Lasten Aktueller Betriebspunkt beeinflusst Lebensdauerabnahme! Lasten Systemdynamik für charakteristisches Manöver it s OWL Clustermanagement GmbH

6 Zuverlässigkeit Herausforderung Verlässlichkeit (2/2) Zuverlässigkeit Gesamtsystem: Zuverlässigkeit der Komponenten, aktuell wirkende Lasten Zur Bestimmung der Systemzuverlässigkeit muss das dynamische Systemverhalten berücksichtigt werden! Systementwicklung Verlässlichkeitsnachweis 1 Lasten Systemdynamik für charakteristisches Manöver Betriebsdauer Systemzuverlässigkeit it s OWL Clustermanagement GmbH

7 Einführung Modellierung von Dynamik und Verlässlichkeit Getrennte Tools/Modelle: hohes Fehlerpotenzial Gemeinsames Modell in einem Tool: geringeres Fehlerpotenzial it s OWL Clustermanagement GmbH

8 Agenda Abschlusspräsentation itsowl-tt-savez Einführung Zielsetzung Ergebnisse Resümee und Ausblick it s OWL Clustermanagement GmbH

9 Softwareunterstütztes Aufstellen verlässlichkeitsrelevanter Zielfunktionen Zielsetzung Geschlossene Modellierung des Zusammenhangs zwischen Belastung und Lebensdauerabnahme Frühzeitige Erkennung von Ausfällen, Steigerung der Verfügbarkeit Anpassung des Systemverhaltens an den Systemzustand: Verringerung der Belastung bei zu starker Lebensdauerabnahme Ermöglichen einer zuverlässigen Wartungsplanung it s OWL Clustermanagement GmbH

10 Vorgehensweise Phasen/Meilensteine Bestimmen der nötigen Modellierungstiefe 1 Ableiten eines Zuverlässigkeitsmodells 2 Erweiterung von CAMeL- View 3 Tätigkeiten/Aufgaben Analysieren des notwendigen Zuverlässigkeitsmodells Entwicklung einer Synthese des Zuverlässigkeitsmodells aus bereits vorhandenen CAMeL-View- Modellelementen Erweiterung von CAMeL-View um zusätzliche Modellelemente und automatische Generierung des Zuverlässigkeitsmodells Resultate Spezifikation des zu erstellenden Zuverlässigkeitsmodells Algorithmus zur automatischen Modellableitung Erweitertes Programmpaket it s OWL Clustermanagement GmbH

11 Agenda Abschlusspräsentation itsowl-tt-savez Einführung Zielsetzung Ergebnisse Resümee und Ausblick it s OWL Clustermanagement GmbH

12 Integrierte Modellierung von Dynamik und Verlässlichkeit Dynamikmodell: CAMeL-View Zuverlässigkeitsmodell: Bayes sche Netze Charakteristisches Manöver: repräsentativer Belastungsfall Optimierungsparameter bei Verwendung in Mehrzieloptimierung it s OWL Clustermanagement GmbH

13 Integrierte Modellierung von Verhalten und Verlässlichkeit (1/2) Systemmodell: Hinzufügen von Verlässlichkeitseigenschaften zum Modell des dynamischen Systemverhaltens in CAMeL-View Transformations-Algorithmus: 1. [Automatisierte Analyse der Interaktion der Systemkomponenten und der wirkenden Lasten] 2. Automatisierte Transformation vom Modell des dynamischen Systemverhaltens zum Verlässlichkeitsmodell des Gesamtsystems it s OWL Clustermanagement GmbH

14 Zuverlässigkeit Integrierte Modellierung von Verhalten und Verlässlichkeit (2/2) Verlässlichkeitsmodell: Quantifizierung der Systemzuverlässigkeit R Sys t für aktuelle Systemparameter, Verlässlichkeitsinformationen und charakteristisches Manöver Parameter 1 Verlässlichkeitsinformationen Zuverlässigkeitsmodell Betriebsdauer Absicherung der Verlässlichkeit während der Entwicklung möglich! it s OWL Clustermanagement GmbH

15 Automatisierte Transformation Erzeugen des Zuverlässigkeitsmodells aus Systemmodell Systemmodell Simulation charakteristisches Manöver Lasten Auswertung Lebensdauermodelle Zuverlässigkeitsmodell Komponentenzuverlässigkeiten Systemzuverlässigkeit R t Analyse Komponenteninteraktion Struktur it s OWL Clustermanagement GmbH

16 Automatisierte Transformation Notwendige Benutzereingaben Systemverhalten Charakteristisches Manöver Parameter Systemmodell Simulation charakteristisches Manöver Lasten Auswertung Lebensdauermodelle Definition Systemausfall Zuverlässigkeitsmodell Komponentenzuverlässigkeiten Systemzuverlässigkeit R t Analyse Komponenteninteraktion Struktur Modellbildung (Systemmodell) Definition charakteristisches Manöver Parametrierung Lebensdauermodelle Definition Systemausfall it s OWL Clustermanagement GmbH

17 Automatisierte Transformation Automatisch generierte Größen Systemverhalten Charakteristisches Manöver Parameter Systemmodell Simulation charakteristisches Manöver Lasten Auswertung Lebensdauermodelle Definition Systemausfall Zuverlässigkeitsmodell Komponentenzuverlässigkeiten Systemzuverlässigkeit R t Analyse Komponenteninteraktion Struktur Dynamische Lasten Komponentenzuverlässigkeit Systemzuverlässigkeit it s OWL Clustermanagement GmbH

18 Automatisierte Transformation Nutzung in der Mehrzieloptimierung Aktualisierung Verlässlichkeitsmodell Systemmodell Simulation charakteristisches Manöver Lasten Auswertung Lebensdauermodelle Zuverlässigkeits- s-modell Komponentenzuverlässigkeiten Systemzuverlässigkeit R t Optimierungsparameter p opt Analyse Komponenteninteraktion Struktur Formulierung Zielfunktion Vollautomatische Berechnung von Verlässlichkeitszielen möglich Zielwert f p opt it s OWL Clustermanagement GmbH

19 Agenda Abschlusspräsentation itsowl-tt-savez Einführung Zielsetzung Ergebnisse Resümee und Ausblick it s OWL Clustermanagement GmbH

20 Zusammenfassung Prototypische Umsetzung (1/2) Pick-and-Place Anwendung: SCARA-basiertes Handling- System Workflow: Modellbildung in CAMel-View erweitert um Lebensdauermodelle mit Hilfe bereits vorhandener Blöcke Textbasiertes Interface: Eingabe von Verlässlichkeitsinformationen (functions, equations, ) it s OWL Clustermanagement GmbH

21 Zusammenfassung Prototypische Umsetzung (2/2) Simulation: Analysewerkzeug zur Simulation des dynamischen Systemverhaltens Wälzlager Charakteristisches Manöver: Lebensdauer-Plots für Wälzlager (nach DIN ISO 281) Verlässlichkeitsanalyse: Berechnung der Zuverlässigkeit für Funktionen des betrachteten Systems auf Basis der Bauteillebensdauern it s OWL Clustermanagement GmbH

22 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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