SFB 614:  Selbstoptimierende Systeme des Maschinenbaus

• Fachliche Zuordnung: Maschinenbau und Produktionstechnik ; Informatik, System- und Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2002 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5485260

Aus der zunehmenden Durchdringung des Maschinenbaus mit Informationstechnik eröffnen sich erhebliche Erfolgspotenziale. Der Begriff Mechatronik bringt dies zum Ausdruck - gemeint ist damit das enge Zusammenwirken von Mechanik, Elektronik, Regelungstechnik und Softwaretechnik. Moderner Maschinenbau ist Mechatronik. Künftige Systeme des Maschinenbaus werden aus Konfigurationen von Systemelementen mit einer inhärenten Teilintelligenz bestehen. Das Verhalten des Gesamtsystems wird durch die Kommunikation und Kooperation der intelligenten Systemelemente geprägt sein. Aus informationstechnischer Sicht handelt es sich nach unserem Verständnis um verteilte Systeme von miteinander kooperierenden Agenten. Daraus eröffnen sich faszinierende Möglichkeiten für die Gestaltung der maschinenbaulichen Erzeugnisse von morgen. Der Begriff Selbstoptimierung charakterisiert diese Perspektive: Selbstoptimierung ermöglicht handlungsfähige Systeme mit inhärenter "Intelligenz", die in der Lage sind, selbständig und flexibel auf veränderte Umgebungsbedingungen zu reagieren.
Die Verwirklichung der Vision von maschinenbaulichen Erzeugnissen mit inhärenter Teilintelligenz erfordert ein Instrumentarium für den Entwurf selbstoptimierender Systeme. Dies ist der entscheidende Hebel zur Multiplikation der gewonnenen Ergebnisse, weil nur durch ein gut dokumentiertes, erprobtes Instrumentarium Dritte in die Lage versetzt werden, selbstoptimierende Systeme erfolgreich zu entwickeln. Aus dieser übergeordneten Zielsetzung resultieren folgende Hauptziele und Forschungsprogramme:
-- Grundlagen und Potenziale der Selbstoptimierung: Wissenschaftliche Durchdringung und ingenieurgerechte Aufbereitung des Wirkparadigmas der Selbstoptimierung.
-- Entwurfsmethoden und -werkzeuge: Schaffung der methodischen und instrumentellen Voraussetzungen für die Entwicklung von innovativen Systemen, die auf dem Wirkparadigma der Selbstoptimierung beruhen.
-- Implementierungsmethoden: Realisierung der Selbstoptimierung auf der Hardware-, Systemsoftware- und Reglersoftwareebene.
-- Selbstoptimierende Produkte und Systeme: Entwurf und prototypische Realisierung neuer Baugruppen, Erzeugnisse und Systeme, um das erarbeitete Instrumentarium zu validieren und der Sache der Produktinnovation sichtbare Impulse zu geben.
Als Demonstrationsfeld für die grundlegenden Forschungsarbeiten bietet die "Neue Bahntechnik Paderborn" eine leistungsfähige Forschungsinfrastruktur.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche

Abgeschlossene Projekte

• A01 - Entwicklung und Anwendung von Methoden zur Mehrzieloptimierung und optimalen Steuerung, sowie zur Berechnung dynamischen Verhaltens hybrider Systeme (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Dellnitz, Michael ;  Ober-Blöbaum, Sina )
• A02 - Verfahren einer Entscheidungssystematik in selbstoptimierenden Systemen (Teilprojektleiter Dangelmaier, Wilhelm ;  Gausemeier, Jürgen ;  Kleinjohann, Bernhard )
• B01 - Entwurfstechniken für selbstoptimierende Multiagentsysteme mit mechatronischen Komponenten (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Schäfer, Wilhelm ;  Wehrheim, Heike )
• B02 - Entwurfsprozesse, Methoden und Werkzeuge für den Entwurf selbstoptimierender Systeme (Teilprojektleiter Gausemeier, Jürgen ;  Schäfer, Wilhelm )
• B03 - Virtuelle Experimentierumgebung zur Analyse selbstoptimierender Systeme (Teilprojektleiter Gausemeier, Jürgen ;  Rammig, Franz-Josef )
• C01 - Prinzipien der Hardware-Rekonfiguration informationstechnischer Komponenten in selbstoptimierenden mechatronischen Systemen (Teilprojektleiter Porrmann, Mario ;  Rammig, Franz-Josef ;  Rückert, Ulrich )
• C02 - Echtzeit Kommunikations- und Betriebssystemdienste für selbstoptimierende Systeme (Teilprojektleiter Rammig, Franz-Josef ;  Rückert, Ulrich )
• C03 - Realisierung hierarchischer, selbstoptimierender, verhaltensbasierter Reglersysteme (Teilprojektleiter Dellnitz, Michael ;  Kleinjohann, Bernhard ;  Trächtler, Ansgar )
• D01 - Entwurf und Validierung selbstoptimierender elektrischer Antriebe, Energiespeicher und Aktorgruppen (Teilprojektleiter Böcker, Joachim ;  Fröhleke, Norbert ;  Trächtler, Ansgar ;  Zimmer, Detmar )
• D02 - Entwicklung und Implementierung von Verfahren zur Selbstoptimierung auf Gesamtsystemebene in den Bereichen Energiemanagement, Fahrdynamikregelung und Verlässlichkeit (Teilprojektleiter Böcker, Joachim ;  Hemsel, Tobias ;  Sextro, Walter ;  Trächtler, Ansgar )
• K - Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereichs (Teilprojektleiter Gausemeier, Jürgen )
• T01 - Spezifikationstechniken - Domänenübergreifende Modellierung von Prinziplösungen (Teilprojektleiter Gausemeier, Jürgen )
• T02 - Hybride Modellierung - Integration hybrider Modellierungs- und Validierungstechniken in CAMeL-View (Teilprojektleiter Schäfer, Wilhelm )
• T03 - Selbstoptimierender HiL-Prüfstand für den Test von Motorsteuergeräten (Teilprojektleiter Trächtler, Ansgar )
• T04 - Flexibles Ressourcenmanagement in der Praxis - Ein dynamischer Echtzeitbetriebssystemdienst (Teilprojektleiter Rammig, Franz-Josef )
• T05 - Dynamisch rekonfigurierbare Hardware für Echtzeitanwendungen (Teilprojektleiter Porrmann, Mario ;  Rückert, Ulrich )
• T07 - FPGA-basierte selbstoptimierende Antriebsregelung (Teilprojektleiter Böcker, Joachim )

• Antragstellende Institution: Universität Paderborn
• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Jürgen Gausemeier