Automatische Generierung von Verhaltensmodellen aus CAD-Daten für die qualitätsorientierte virtuelle Inbetriebnahme - AutoVIBN. Abschlussbericht
(Deutsch)
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Im Rahmen des Forschungsvorhabens AutoVIBN wurden diese Problemstellungen aufgegriffen und eine Beschreibungstechnik entwickelt, die eine disziplinunabhängige, funktionale Modellierung einer Anlage erlaubt. Die Modellierungstechnik, im Rest des Dokuments Funktionsbeschreibung genannt, wurde durch ein hier entwickeltes Softwarewerkzeug (AF/ STEM) ergänzt. Es handelt sich dabei jedoch lediglich um ein Funktionsmuster und nicht um ein serienreifes Produkt. Dieses ermöglicht die Erstellung und die frühzeitige Simulation von Funktionsbeschreibungen sowie die Nutzung der gesammelten Informationen für die Anlagenentwicklung. Des Weiteren ist für eine bessere Integration mit disziplinspezifischen Modellen eine werkzeuggestützte Rückführung und Konsistenzprüfung von CAD-Daten in die Funktionsbeschreibung umgesetzt. Zusätzlich wurden Richtlinien bezüglich der CAD-Modellierung erarbeitet, die einen maximalen Automatisierungsgrad für die nachfolgende Modellgenerierung der VIBN sicherstellen sollen. Für die Anwendung im Bereich der Validierung mechatronischer Systeme wurde im Projektvorhaben AutoVIBN zudem eine Technik zur orthogonalen Fehlermodellierung für Hardware- Komponenten entworfen und in der Funktionsbeschreibung implementiert. Dieser Ansatz erlaubt es, das Fehlverhalten von Systembestandteilen zu spezifizieren und deren Auswirkungen auf das Gesamtverhalten zu beobachten. Zudem wurden randomisierte Testgenerierungsverfahren konzipiert und in das Funktionsmuster integriert. Damit lassen sich automatisiert Testfälle aus den Modellen ableiten. Die Funktionsbeschreibung bildet zudem die Grundlage zur Generierung des VIBN-Modells. Dieses wird um entsprechende Informationen erweitert und als C++-Code direkt ausgeleitet. Der Simulationskern kann anschließend mit Hilfe spezieller Hardware an die reale Steuerung gekoppelt werden. Ausgehend von den oben genannten Aspekten wurde eine Methode erarbeitet, die eine interdisziplinäre Entwicklung von mechatronischen Systemen unterstützt und die eine Modellerstellung für die VIBN von Produktionssystemen weitestgehend automatisiert. Hierfür wurden Daten genutzt, die im Entwicklungsprozess bereits vorhanden sind. Die entwickelten Techniken und Methoden wurden an zwei industriellen Fallstudien erfolgreich erprobt.