Methodische Entwicklung und Optimierung der Wirkstruktur mechatronischer Produkte:
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Paderborn
Heinz Nixdorf Inst. , Univ. Paderborn
2004
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| adam_text | Titel: Methodische Entwicklung und Optimierung der Wirkstruktur mechatronischer Produkte
Autor: Köckerling, Matthias
Jahr: 2004
Methodische Entwicklung und Optimierung
der Wirkstruktur mechatronischer Produkte
Inhaltsverzeichnis Seite
1 Einleitung -j
1.1 Problematik 1
1.2 Zielsetzung 2
1.3 Vorgehensweise 3
2 Mechatronische Systeme - Problemanalyse 5
2.1 Definition und Einordnung 5
2.2 Grundlagen Mechatronischer Systeme 6
2.3 Beispiel 16
2.4 Entwicklung mechatronischer Systeme 17
2.4.1 Konzeptkreation 20
2.4.2 Konzeptspezifikation und -kommunikation 21
2.4.3 Konzeptsimulation 21
2.5 Problematik 22
2.6 Anforderungen an die Entwicklung der Wirkstruktur
mechatronischer Systeme 25
3 Stand der Technik Entwicklungsmethodik 27
3.1 Übersicht 27
3.2 Vorgehensweisen in der Entwicklung 27
3.3 Domänenunabhängige Methoden 29
3.3.1 Systemtechnik 29
3.3.2 Kombinatorik 32
3.3.3 Morphologie 32
3.3.4 Matrixbasierte Entwicklungsmethoden/Szenariotechnik 36
3.3.5 Mathematische Methoden zur Lösungskombination 40
3.4 Domänenspezifische Methoden 40
3.4.1 Mechanik 40
3.4.2 Softwaretechnik 48
3.4.3 Digital-Elektronik 49
3.4.4 Regelungstechnik 50
3.4.5 Gegenüberstellung der domänenspezifischen Methoden .... 50
3.5 Domänenübergreifende/-integrierende Methoden 51
3.5.1 Entwurf mechatronischer Systeme nach Isermann 51
3.5.2 Objektorientierter Entwurf mechatronischer Systeme 52
3.5.3 VDI/VDE-Richtlinie 2422 53
3.5.4 VDI-Richtiinie 2206 54
3.5.5 Domänenübergreifende Konzeptionsumgebung nach Lippold 55
3.5.6 Assistenzsystem für Mechatronik-Entwicklung nach Schön . . 57
3.5.7 Hardware / Software Codesign 57
3.5.8 Principles Of Design nach Suh 58
3.5.9 Gestaltung integrierter mechatronischer Produkte
nach Kallenbach 59
3.5.10 Modellierung mechatronischer Prinziplösungen
nach Kallmeyer 60
3.5.11 Konzipierung mechatronischer Produkte nach Flath 60
3.6 Handlungsbedarf 61
4 Methode zur Entwicklung und Optimierung der Wirkstruktur
mechatronischer Produkte 65
4.1 Überblick und Definitionen 65
4.2 Vorgehensmodell zur Entwicklung und Optimierung
der Wirkstruktur mechatronischer Produkte 67
4.2.1 Phasen-/Meilensteindiagramm 68
4.2.2 Funktionsmodulbildung 70
4.2.3 Domänenübergreifende Lösungssuche 73
4.2.4 Bewertung und Auswahl von Teillösungen 75
4.2.5 Strukturentwicklung/Strukturvorgabe 78
4.2.6 Domänenübergreifende Kombination von Teillösungen 79
4.2.7 Bewertung und Auswahl domänenübergreifender
Wirkstrukturen 86
4.2.8 Vorgehensstrategien für weitere Iterationsschleifen im
Phasenmodell 88
4.2.9 Auswahl der optimalen Gesamtlösung 90
5 Methodische Entwicklung der Wirkstruktur am Beispiel des
Parallelroboters Triplanar 95
5.1 Klären der Aufgabenstellung 96
5.2 Erste Iterationsschleife im Phasenmodell 98
5.2.1 Funktionsmodulbildung 98
5.2.2 Domänenübergreifende Lösungssuche 101
5.2.3 Bewertung und Auswahl von Teillösungen 105
5.2.4 Strukturvorgabe 109
5.2.5 Domänenübergreifende Kombination von Teillösungen 110
5.3 Zweite Iterationsschleife im Phasenmodell 112
5.3.1 Erweiterung der Funktionsmodule 113
5.3.2 Domänenübergreifende Lösungssuche 113
5.3.3 Bewertung und Auswahl von Teillösungen 116
5.3.4 Domänenübergreifende Kombination von Teillösungen 117
5.3.5 Bewertung und Auswahl domänenübergreifender
Wirkstrukturen 118
5.3.6 Strukturaktualisierung 119
5.3.7 Auswahl der optimalen Gesamtlösung 123
6 Zusammenfassung und Ausblick 127
7 Literaturverzeichnis 131
Anhang
Inhaltsverzeichnis Seite
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Entwicklung von Wirkstrukturen A-1
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