EFRE-Technologietransferprojekt: Optimierungsbasierte Entwurfsmethodik in der frühen Phase der mechatronischen Produktentwicklung (OptMePro)

Projekthintergrund

Das Arbeitsumfeld von Produktentwicklern und Konstrukteuren unterliegt einem ständigen Wandel. Die fortschreitende Globalisierung der Märkte, der steigende Innovationsdruck und die erhöhte Indivi­dualität und Dynamik der einzelnen Absatzregionen lassen die Anforderungen an Produkte sowie an Produktentwicklungs­prozesse immer differenzierter werden.

Der Lehrstuhl für Konstruktionstechnik an der Friedrich-Alexander-Universität Er­langen-Nürnberg (FAU) erforscht Methoden und Ansätze für die Entwicklung mecha­tron­ischer Produkte, die den kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) helfen, mit dieser Entwicklung Schritt halten zu können. Dieses Technologietransferprojekt ermöglicht es den KMU aus der EFRE-Förderregion in Bayern von unseren wissen­schaft­lichen Erkennt­nissen pro­fitieren. Hierbei steht für uns und die EU als Fördergeber ins­besondere der Transfer von Wissen in die industrielle Praxis im Fokus. Die KMU können hierbei ihr Anwendungs­beispiel in das EFRE-Projekt ein­bringen und erhalten als Gegen­leistung das erarbeitete Wissen in diesem Projekt. Der Vorteil der teilnehmenden KMU liegt darin, dass sie das Wissen kostenlos erhalten. Hierdurch wird Bayern als Wirtschafts­standort nachhaltig gestärkt.

Ausgangssituation

Die ständige und zunehmend schnellere Veränderung der Marktbedürfnisse erfordert, dass neue Produkte immer effizienter, kostengünstiger, in kürzeren Zeit­räumen und im Hinblick auf Industrie 4.0 sogar individualisiert entwickelt werden. Durch die Integration von Elektronik/Elektrik, Mechanik und Software erlaubt der mechatronische Ansatz die Realisierung völlig neuartiger Systemfunktionen auf engstem Raum. Das er­öffnet Potenziale für innovative Produkte in allen Bereichen des Lebens, von der Medizin- bis hin zur Automobiltechnik. Der Trend geht dabei zu komplexen Produkten mit einem breiten Funktionsspektrum. Der Wirtschaftsstandort Bayern hat aufgrund seiner mechatronischen Ent­wicklungskompetenz heute eine sehr gute Position gegenüber anderen Ländern im weltweiten Vergleich. Um dem internationalen Wettbewerb in Zukunft nicht zu erliegen, müssen die Kompetenzen im Bereich der Analyse und Entwicklung mechatronischer Systeme konti­nuierlich ausgebaut und vor allem durch computer­gestützte Methoden erweitert werden.

Gesamtziel

Das übergeordnete Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer neuartigen Entwurfsmethodik, mit welcher mecha­tronische Systeme auf Basis von Modellierung, Simulation und Optimierung automatisiert generiert werden können. Dafür soll ein durchgängiger Produktentwicklungsprozess durch eine Prozesskette mit vier Ebenen abgebildet werden: (I) Erhebung und Abbildung von Anforderungen des technischen Gesamtsystems, (II) Systemmodellierung auf funktionaler Ebene, (III) kaskadierte Entwicklung einer Wirkstruktur auf der logischen Ebene sowie (IV) Ent­wicklung des virtuellen Produkts auf der domänen­spezifischen physikalischen Ebene. Über Parameter-schnittstellen werden die verschiedenen Ebenen bi­direktional ver­knüpft, wodurch die Einbindung eines Opti­mierungsalgorithmus ermöglicht und die Grundlage der automatisierten Entwicklung geschaffen wird. Im be­sonderem Fokus des Projekts stehen Anpassungs­konstruktionen, die nach heutigem Stand der Technik die zeitaufwändigste Tätigkeit eines Konstrukteurs darstellen. Das Projekt EFRE/OptMePro zielt deshalb auf die auto­matisierte Entwicklung mechatronischer Produkte infolge von kundenspezifischen Änderungen der Produkt­anforderungen.

Förderung

Das Technologietransferprojekt „Optimierungsbasierte Entwurfsmethodik in der frühen Phase der mechatronischen Produktentwicklung“ wird durch die Europäische Union im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung finanziert.