Physikalische Modellierung und Simulation
Wir unterstützen Sie bei der Modellierung von Mechatroniksystemen. Solche Systeme bestehen in der Regel aus eine Vielzahl von Elektrik-, Hydraulik- und Mechanikkomponenten.
Herausforderung
Die Bedeutung von Simulation in der mechatronischen Produktentwicklung nimmt stetig zu.
Auf dem Simulationsmarkt findet man heute eine Vielzahl von disziplinspezifischen
Speziallösungen für Hydraulik-, Elektrik- oder Mehrkörpersimulation. Im Kontext
mechatronischer Systementwicklung führt der Einsatz solcher spezialisierten Werkzeuge
jedoch zu einem unerwünschten Werkzeug-Zoo mit entsprechend hohem Einarbeitungs- und
Integrationsaufwand. Auf der anderen Seite stößt der Einsatz disziplinübergreifender
signalflussbasierter Simulationssysteme (z. B. Simulink) gerade bei der Modellierung der
Regelstrecke mechatronischer Systeme häufig an seine konzeptionelle Grenze, z. B. im
Falle schaltender Systeme (Umkehrung des Signalflusses beim Umschalten).
Es stellt sich die Frage nach einer disziplinübergreifenden, leistungsfähigen und
zukunftssicheren Simulationsumgebung.
Idee: Modellierungssprache Modelica
Modelica ist eine herstellerneutrale Sprache für die objektorientierte Modellierung physikalischer Systeme. Modelica wird seit 1997 von der Modelica Association (www.modelica.org) entwickelt. Modelica bietet aufgrund seiner disziplinübergreifenden Konzeption hervorragende Unterstützung für die Modellierung mechatronischer Systeme.
Nutzen im Entwicklungsprozess
- Einheitliche Sprache: Für die physikalische Modellierung aller in einem Mechatroniksystem auftretenden Disziplinen (vielleicht mit Ausnahme der Softwaredisziplin, die von Matlab/Simulink dominiert wird, dem unbestrittenen Marktführer in diesem Segment). Die damit verbundene Vermeidung mehrerer Simulationssprachen und -werkzeuge verringert den Einarbeitungsaufwand für Entwicklungsingenieure und den Integrationsaufwand für Werkzeuge.
- Wiederverwendung: Modelica bietet hervorragende Unterstützung für die Wiederverwendung von Modellen oder Modellteilen. Dies führt in der Praxis zu einer teilweise dramatischen Reduktion der Arbeitskosten für die Modellerstellung.
- Wartbarkeit: In Modelica ziehen lokale Änderungen an einem mechatronischen Entwurf auch nur lokale Änderungen am entsprechenden Modelica-Modell nach sich, und zwar selbst dann, wenn sich durch die Änderung der Signalfluss während der Simulation global ändert. Dies ist ein entscheidender Vorteil von Modelica gegenüber signalflussbasierten Sprachen, der z.B. bei der Pflege von Modelica Modellen zum Tragen kommt.