Jürgen Gausemeier, Ansgar Trächtler, Wilhelm Schäfer
Semantische Technologien im Entwurf mechatronischer Systeme
Effektiver Austausch von Lösungswissen in Branchenwertschöpfungsketten
Inhalt
6
Autorenverzeichnis
10
Grafik & Design
11
Vorwort
12
1 Einführung
14
1.1 Herausforderung Entwurf mechatronischer Systeme
15
1.2 Verbundprojekt ENTIME
20
1.3 Hinweis für den Leser
26
Literatur zu Kapitel 1
27
2 Grundlagen
30
2.1 Begriffsdefinitionen
30
2.1.1 Intelligente Mechatronik
30
2.1.2 Modell
34
2.1.3 Domänenspezifische Sprache (DSL)
37
2.2 Modellbasierter Entwurf mechatronischer Systeme
41
2.2.1 Frühzeitiger modellbasierter Entwurf mechatronischer Systeme
41
2.2.2 Modellbasierter Entwurf der Systemdynamik
44
2.2.3 Entwurf von Softwarestruktur und ereignisdiskretem Zeitverhalten (Ablaufsteuerung)
52
2.2.4 Modell-Transformationen und Quellcode-Generierung
56
2.2.5 Die Modellierungssprache Modelica
57
2.3 Wissensrepräsentation mit Hilfe semantischer Technologien
59
2.3.1 Externalisierung des Lösungswissens
59
2.3.2 Das Semantic Web als Weiterentwicklung des World Wide Web
60
2.3.3 Wissensbasierte Systeme
63
2.3.4 Ontologien
64
2.3.5 Inferenzmechanismen
66
2.3.6 Werkzeuge für das Semantic Web
67
Literatur zu Kapitel 2
69
3 Instrumentarium und dessen praktische Anwendung an einem Demonstrator
74
3.1 Anwendungsbeispiel: Kooperierende Delta-Roboter
76
3.2 Vorgehensmodell
78
3.2.1 Prozessmodellierung OMEGA
78
3.2.2 Referenzprozess ENTIME
80
3.3 Spezifikationstechniken
88
3.3.1 CONSENS
88
3.3.2 MechatronicUML
95
3.4 Aufbereitung von Lösungswissen für das Semantic Web
104
3.4.1 Physikalische Lösungselemente
105
3.4.2 Lösungselemente der Softwaretechnik
116
3.4.3 Lösungsmuster für den Systementwurf
128
3.4.4 Infrastruktur für das Semantic Web
137
3.5 Systementwurf mit Hilfe von Lösungsmustern aus dem Semantic Web
147
3.5.1 Funktionsorientierte Suche nach Lösungsmustern
147
3.5.2 Methode zur Formalisierung von Anforderungen
153
3.5.3 Systementwurf mit Hilfe von Lösungsmustern aus dem Semantic Web
159
3.6 Frühzeitige integrierte Analyse des Systemverhaltens
170
3.6.1 Modelica-Bibliotheken für die Modellierung
170
3.6.2 Abbildung der Partialmodelle nach Modelica
177
3.6.3 Idealisierter Entwurf der Systemdynamik
181
3.7 Entwurf und Ausarbeitung mit Hilfe von Lösungselementen aus dem Semantic Web
199
3.7.1 Auswahl disziplinübergreifend relevanter Lösungselemente
200
3.7.2 Ausarbeitung und Analyse der Regelung
208
3.7.3 Ausarbeitung und Analyse der ereignisdiskreten Softwareanteile (Ablaufsteuerung)
215
3.8 Detaillierte integrierte Analyse des Systemverhaltens
227
3.8.1 Integration der Regelungs- und Softwaremodelle
228
3.8.2 Validierung der Systemdynamik mittels detailliertem Modell
229
3.9 Durchgängige Werkzeugunterstützung
234
3.9.1 IT-Architektur
234
3.9.2 Mechatronic Modeller
236
3.9.3 Embedded Modeller
237
3.9.4 Technische Realisierung
241
3.9.5 Prototypische Werkzeugunterstützung zur Anbindung von Dymola
242
Literatur zu Kapitel 3
244
4 Praxisberichte
250
4.1 WP Kemper – Konzipierung eines neuen Transportsystems für eine Knetanlage
251
4.1.1 Ausgangssituation und Problemstellung
251
4.1.2 Zielsetzung und Konzeption
252
4.1.3 Realisierung
253
4.1.4 Erfahrungen
259
4.2 Miele – Modellbasierter Entwurf eines neuartigen Waschverfahrens
262
4.2.1 Ausgangssituation und Problemstellung
262
4.2.2 Zielsetzung und Konzeption
263
4.2.3 Realisierung
263
4.2.4 Erfahrungen
269
4.3 Lenze – Modellbasierte Auslegung und Auswahl semantisch aufbereiteter Antriebe
272
4.3.1 Ausgangssituation und Problemstellung
272
4.3.2 Zielsetzung und Konzeption
274
4.3.3 Realisierung
277
4.3.4 Erfahrungen
285
4.4 Beckhoff Automation – Lösungselementaufbereitung und Erprobung
289
4.4.1 Ausgangssituation und Problemstellung
289
4.4.2 Zielsetzung
290
4.4.3 Realisierung
290
4.4.4 Anwendung der ENTIME-Entwicklungsmethoden am Beispiel einer Sortieranlage
295
4.4.5 Erfahrungen
299
Literatur zu Kapitel 4
302
5 Resümee und Ausblick
304
Index
304
© 2009-2024 ciando GmbH