Eine Methodik zur modellbasierten Partitionierung mechatronischer Systeme

Mechatronische Systeme zeichnen sich durch das synergetische Zusammenwirken von Komponenten der Domänen Mechanik, Elektrotechnik und Informationstechnik aus. Je nach Produktfunktion ist es prinzipiell möglich, unterschiedliche Domänen oder Kombinationen von Domänen zu ihrer Realisierung zu nutzen. Daher erfolgt im Rahmen der Entwicklung mechatronischer Systeme eine Partitionierung. Dabei wird festgelegt, ob eine Funktion mechanisch, elektrisch oder informationstechnisch realisiert werden soll und wie die hinsichtlich ihrer Domäne spezifizierten Systemelemente räumlich anzuordnen sind.

Bei der Partitionierung werden die Eigenschaften des mechatronischen Systems grundlegend beeinflusst. Ein bewusstes, explizites Aufstellen von Domänenstrukturen als Zwischenschritt beim Übergang von der Funktions- zur Wirkebene kann dazu beitragen, den verfügbaren Lösungsraum vollständig zu erfassen und die Entwicklung vorteilhafter Konzepte fördern.

Zur Unterstützung der Systempartitionierung wird eine Methodik entworfen, die einen heterogenen Modellierungsansatz zur Beschreibung mechatronischer Systeme sowie verschiedene Methodenbausteine umfasst, die den Entwickler bei der Erzeugung von Domänenstrukturen unterstützen können. Hierzu werden zunächst grundlegende Betrachtungen zum Aufbau mechatronischer Systeme und ihrer Komponenten durchgeführt und eine Charakterisierung der beteiligten Domänen vorgenommen. Auf Grundlage der so gewonnenen Erkenntnisse und einer Analyse zum Stand der Forschung werden Anforderungen an die Partitionierungsmethodik aufgestellt. Diese bilden die Basis für die anschließende Entwicklung des Modellierungsansatzes und der Methodenbausteine.