Constraint-basierter Gestaltentwurf heterogener Systeme in den frühen Phasen der Produktentwicklung
Final Report Abstract
Im Rahmen des Projektes konnten wichtige Erkentnisse zur rechnerbasierten Unterstützung der Modellierung und Simulation heterogener Systeme in frühen Entwurfsphasen gewonnen werden. Schwerpunkte waren dabei die domänenübergreifende Modellbildung, die Integration unterschiedlicher, domänen-spezifischer Berechnungs verfahren und die anschauliche räumliche Visualisierung und Interaktion. Die gewonnen Ergebnisse flossen in ein prototypisch umgesetztes Entwurfswerkzeug ein, das eine flexible Modellbeschreibung für räumliche heterogene Systeme erlaubt. Damit ist die nachträgliche Einbeziehung weiterer Domänen mit ihren Komponenten sowie entsprechenden Berechnungs- und Visualisierungsverfahren vereinfacht. Zur besseren Integration des Werkzeugs in den Arbeitsablauf des Konstrukteurs entstand eine verallgemeinerte CAD-Schnittstelle, mit der Geometrie und Strukturinformationen in ein CAD-System eingebracht und konsistent gehalten werden können. Zur Einbindung externer Berechnungssoftware findet eine XML-Schnittstelle einschließlich SDK (Software Development Kit) Anwendung, mit der eine aufwandsarme Erstellung von Datenaustauschprogrammen (z.B. Konverter, Plugins) möglich ist. In der Software wurden für eine ausgewählte Teilmenge von Komponenten der Domänen Mechanik, Optik und Regelungstechnik neben Modellbeschreibung und Berechnungsmodulen auch Visualisierungs- und Interaktionsverfahren umgesetzt. Das Ergebnis spricht für die Praxistauglichkeit des Konzeptes und bewährt sich in einer Reihe von Applikationen. Dazu gehören beispielhaft: Nutzung beim Aufbau des Lösungsspeichers der DMG-Lib (größte frei zugängliche Bibliothek im Bereich der Bewegungstechnik, www.dmg-lib.org); Bereitstellung von verallgemeinerten Lösungen für Konstrukteure (eKINEMATIX-Projekt); Modellierung und Simulation technischer Prinzipe in VR-Umgebungen (Kopplung des Werkzeugs mit CAVE-Software über Netzwerkschnittstelle, erste Ergebnisse sehr vielversprechend). Da die prototypische Umsetzung in einer Reihe von Applikationen zum Einsatz kommt, wird auch an deren Weiterentwicklung und Verbesserung stetig gearbeitet. Als Gesamtfazit lässt sich festhalten, dass die Ziele des Vorhabens erreicht bzw. übertroffen wurden.
Publications
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Domain-Spanning Design Tools for Heterogeneous Systems. International Conference on Engineering Design, ICED'09, 24 - 27 August 2009, Stanford University, Stanford, CA, USA
Torsten Brix, Michael Reeßing
