Ziel der Entwicklung
Das Institut für Mechatronik (IfM) entwickelt Software zur Simulation der Dynamik mechani-scher / mechatronischer Systeme nach der Methode der Mehrkörpersimulation. Dabei wird fokussiert auf technische Systeme, die aus unterschiedlichsten Teilkomponenten bestehen. Entsprechend vielgestaltig sind die für die numerische Analyse erforderlichen Simulations-modelle als Basis der Generierung von Berechnungsmodellen. Die Simulationsmodelle sind häufig geprägt durch Teilmodelle unterschiedlicher Detaillierungsstufen, unterschiedlicher Systemkomponenten (z.B. Starrkörpermechanismen, Getriebe, flexible Baugruppen) oder auch unterschiedlicher Hersteller. Verschiedene Gründe sprechen dafür, Simulationsmodelle nicht als ein großes und sehr komplexes Modell zu entwickeln, sondern vielmehr die Modelle aus separaten funktionalen Einheiten aufzubauen. Derartige Fragestellungen sind mehr oder weniger für alle Hersteller und Anwender von technischer Simulationssoftware relevant. Folglich wurde von Software-Unternehmen und Forschungseinrichtungen der FMI-Standard definiert. FMI steht für Functional Mock-Up Interface und definiert eine Schnittstelle zur Kopplung von Simulationsmodellen technischer Systeme. Ziel des Projekts war es, die am IfM vorhandenen Simulationswerkzeuge mittels des etablierten FMI-Standards zur Co-Simulation zu befähigen. Dadurch können fremde Simulationsmodelle in Form von FMU (Functional Mock-Up Units) mit den IfM-eigenen Simulationswerkzeugen berechnet werden, ohne dass eine eigene Modellerstellung der darin beschriebenen Funktionalität notwendig wird. Umgekehrt besteht dann die Möglichkeit, mittels eigener FMUs bei Kunden und Partnern als Simulationsmodell-Lieferant aufzutreten, ohne dass diese, ihrer eigenen Domäne fremdes, Know-how zur MKS-Modellierung aufbauen müssen.
Vorteile und Lösungen
Der Nutzen der Projektergebnisse besteht für Anwender darin, dass sie einerseits an alaska-Simulationsmodellen fremde Simulationsmodelle in Form von FMUs unter Ausnutzung des FMI-Standards nutzen können. Das bedeutet, dass vom Anwender keine weiteren Anpassungen zur Verwendung der bereitgestellten Simulationsmodelle erforderlich sind. Das bedeutet auch, dass der Anwender nicht im Detail über das innere Funktionieren des Teilmodells Bescheid wissen muss, er also kein seinem Arbeitsgebiet fremdes Know-how aufbauen muss. Andererseits können Anwendern selbst generierte FMUs, die alaska-Simulationsmodelle enthalten, bereitgestellt werden, die der Anwender mit anderen den FMI-Standard unterstützenden Simulationswerkzeugen verwenden kann.
Zielgruppe und Zielmarkt
Mit der Unterstützung des FMI-Standards steigt die Attraktivität von IfM-Softwareprodukten deutlich. Die Berücksichtigung von nicht mechanischen Komponenten in alaska-Simulationsmodellen wird dadurch wesentlich einfacher. Es ist zu erwarten, dass das IfM damit einen neuen Kreis von Anwendern erreichen kann. Daraus entsteht ein Potenzial sowohl für Lizenzverträge und Entwicklungsaufträge als auch für die Mitarbeit des IfM an FuE-Projekten, die den Einsatz von domänenübergreifender Simulation erfordern. Darüber hinaus kann das in der Projektbearbeitung akkumulierte Know-how zur Parallelisierung von Simulationsrechnungen verwendet und damit deutliche Performance-Gewinne bei der Berechnung der Simulationsmodelle erzielt werden.