De meeste producten ontstaan tegenwoordig virtueel op de PC voordat ze werkelijk geproduceerd worden. In het project Functioneel DMU (Digital Mock-Up) vergroten onderzoekers uit vier Fraunhofer-instituten de digitale productontwikkeling met nieuwe functionaliteiten.
Soepel glijdt de ruit in de auto met een druk op de knop omhoog. Maar elektrische bediende ruiten vormen ook een veiligheidsrisico. Als een kind zijn hand door het raam steekt om naar een vriendje te zwaaien, moet de beweging onmiddellijk worden gestopt. Als de ruit bij de geringste aanraking niet tot stilstand komt, kan dat ernstige gevolgen hebben. Een vinger is snel ingeklemd of het mechaniek wordt beschadigd. In het project Functioneel DMU kunnen de onderzoekers van Fraunhofer het gecompliceerde samenspel tussen elektrische en mechanische componenten als virtuele producten simuleren. Ze kunnen zichtbaar maken hoe bijvoorbeeld een elektrische raambediening of cabriolet daksysteem wordt toegepast.
Digital Mock-Up
Computergestuurde proefmodellen horen bij de alledaagse productie, toch zijn hiermee lang niet alle componenten van het proces te realiseren. Het DMU is een virtueel model dat de productstructuur en de stand van de geometrie van een product weergeeft. DMU en de daarbij horende software-instrumenten houden tot nu toe alleen rekening met de geometrie van het product. Er komen echter steeds meer elektronische componenten in gebruik, die nog niet compleet passen in de virtuele proefmodellen. Toch is dat nu precies hetgeen een fabrikant nodig heeft. Uit gesprekken met partners in de industrie is de onderzoekers gebleken dat deze functionaliteiten bovenaan de lijst van wensen van de ondernemers prijken.
Bij Functional DMU worden zowel de softwaretechnische als de elektronische en mechanische componenten van een mechatronisch product met behulp van verschillende softwarepakketten gesimuleerd. De onderzoekers brengen de aparte componenten onder in een totaal model. Dan is snel te zien, of de componenten gezamenlijk functioneren of dat er veiligheidsproblemen zijn. De ruit is bijvoorbeeld te dik en daarmee te zwaar, of de motor is te zwak. Belangrijk hierbij is dat de vakgebieden mechanica, elektronica en software ontwikkeling nauw samenwerken.
Raamwerk
Vier vestigingen van het Fraunhofer Institut hebben samen een raamwerk voor Functional DMU ontwikkeld, waarmee ze de virtuele mechatronische eigenschappen van de onderdelen in de simulatie integreren en zo ook kunnen evalueren. Ze koppelen hierbij verschillende commerciële simulatoren als SimPack, Matlab/Simulink en Dymola. Belangrijk is dat tegelijkertijd het gedrag van de onderdelen real-time is te visualiseren.
Er is nu een demonstratiemodel waarop de arbeidsmethode van Functional DMU wordt getoond. Een ervan, de virtuele elektrische raambediening, wordt op de Hannover Messe getoond. Als volgende in de planning van de wetenschappers staat de simulatie van een proefstand voor de besturing op het programma. Ook hier grijpen mechanische, elektrische en software componenten in elkaar.
