Symbiose virtueller und experimenteller Methoden

Im Pro­jekt „Digi­ta­li­sie­rung in der Prüf­tech­nik“ haben sich Exper­ten des Fraun­ho­fer LBF mit der Fra­ge­stel­lung beschäf­tigt, wie der Ent­wick­lungs­weg von der Idee zum kun­den­spe­zi­fisch indi­vi­dua­li­sier­ten Pro­dukt beschleu­nigt wer­den kann. Im Bereich der Steu­er­ge­rä­te­ent­wick­lung nutz­ten die Wis­sen­schaft­ler die Hard­ware-in-the-Loop-Metho­de, mit der sich eine durch­gän­gi­ge Eigen­schafts­ab­si­che­rung im gesam­ten Wert­schöp­fungs­pro­zess sicher­stel­len lässt. Dabei wird ein rea­les Pro­dukt mit einem vir­tu­el­len Abbild – dem digi­ta­len Zwil­ling – des kun­den­spe­zi­fi­schen Anwen­dungs­sze­na­ri­os gekop­pelt. Damit las­sen sich kom­ple­xe und sicher­heits­kri­ti­sche Anfor­de­run­gen effi­zi­ent ent­wi­ckeln und vali­die­ren.

Den Wis­sen­schaft­lern des Fraun­ho­fer LBF ist es erst­mals gelun­gen, die Hard­ware-in-the-Loop Metho­de auf die durch­gän­gi­ge Eigen­schafts­ab­si­che­rung mecha­tro­ni­scher Pro­duk­te zu über­tra­gen. Hier­für kop­pel­ten die Darm­städ­ter For­scher Simu­la­ti­ons­mo­del­le mecha­ni­scher Struk­tu­ren oder leis­tungs­elek­tri­scher Schal­tun­gen mit dem mecha­tro­ni­schen Prüf­ling. So kann die­ser mit einem vir­tu­el­len Abbild sei­ner Umwelt inter­agie­ren. Eine rea­li­täts­na­he Wech­sel­wir­kung erzeug­ten die Darm­städ­ter Exper­ten durch den Ein­satz mecha­ni­scher oder leis­tungs­elek­tri­scher Hard­ware-in-the-Loop-Schnitt­stel­len, mit denen der Prüf­ling in Echt­zeit mecha­ni­sche oder leis­tungs­elek­tri­sche Ener­gie aus­tau­schen kann. Durch den Ein­satz selbst-ler­nen­der Digi­tal­reg­ler wird dabei eine hohe Regel­gü­te bis in den Fre­quenz­be­reich von einem Kilo­hertz erreicht, der per­spek­ti­visch zudem wei­ter erhöht wer­den kann. Dop­pel­ar­bei­ten, Red­un­dan­zen und Feh­ler bei der Tech­no­lo­gie­in­te­gra­ti­on wer­den ver­mie­den.

„Mit der mecha­ni­schen und leis­tungs­elek­tri­schen Hard­ware-in-the-Loop-Metho­de zur durch­gän­gi­gen Eigen­schafts­ab­si­che­rung mecha­tro­ni­scher Pro­duk­te erge­ben sich viel­schich­ti­ge Mög­lich­kei­ten für eine hybri­de Wert­schöp­fung, die neben dem eigent­li­chen Pro­dukt, eben­falls den Ver­kauf einer kun­den­spe­zi­fi­schen Pro­dukt­in­di­vi­dua­li­sie­rung inte­griert“, so Jona­than Mil­lit­zer, Grup­pen­lei­ter für Rege­lungs­tech­nik am Fraun­ho­fer LBF.

Details zu der neu­en, im Fraun­ho­fer LBF ent­wi­ckel­ten Metho­de, stellt das For­schungs­in­sti­tut in einem Dia­log­tag zur Sym­bio­se vir­tu­el­ler und expe­ri­men­tel­ler Metho­den im Mai die­ses Jah­res vor. Die neue Tech­no­lo­gie kann die intel­li­gen­te Pro­duk­ti­on unter­stüt­zen, ein Trei­ber zur Erhö­hung der Inn­no­va­ti­ons­dy­na­mik der deut­schen Wirt­schaft zu wer­den.

Fraun­ho­fer LBF auf der Han­no­ver Mes­se 2019: Hal­le 2, Stand C22