Overslaan en naar de inhoud gaan
Home > Projects > Model-based Systems Engineering for Mechatronics (MBSE4M)

Model-based Systems Engineering for Mechatronics (MBSE4M)

Projectdoelstellingen

Ingevolge de almaar stijgende complexiteit van moderne mechatronische systemen, kunnen ontwerpers niet langer zonder ondersteuning van rekenprogramma's alle aspecten van het design gedurende het hele ontwerpproces begrijpen. Daarom willen we met dit project een modelmatige systeemengineering- (MBSE-) technologie voor mechatronische systemen ontwikkelen die de ontwerper tijdens het designproces zal begeleiden. Door in alle fasen van het ontwerpproces informatie vanuit verschillende disciplines te integreren, zullen betere producten op een snelle en efficiënte manier gerealiseerd kunnen worden. Alhoewel een modelmatige ontwerpaanpak vandaag een algemeen aanvaarde praktijk is in individuele engineeringdisciplines, duiken al snel een hele resem nieuwe uitdagingen op wanneer een dergelijke aanpak op multidisciplinaire mechatronische ontwerpen wordt toegepast. Het nemen van optimale interdisciplinaire ontwerpbeslissingen en het veiligstellen van consistentie tussen disciplinespecifieke ontwikkelingen zijn daarbij de twee belangrijkste uitdagingen. Om deze uitdagingen het hoofd te kunnen bieden, wil het MBSE4Mechatronica project technieken ontwikkelen om:

  1. het besluitvormingsproces van systeemarchitecten, die de disciplinespecifieke ontwikkelingen in de beginstadia van het design, wanneer de systeemarchitectuur wordt vastgelegd, moeten integreren, te ondersteunen;
  2. de automatische synchronisatie van disciplinespecifieke ontwikkelingen, vooral dan in de latere ontwerpfasen, te ondersteunen.

Het kernidee in de aanpak van het MBSE4Mechatronica project om deze doelstellingen te realiseren, is het gebruik van een centraal model van de systeemarchitectuur doorheen het hele ontwerpproces. Dit model, dat als spilmodel zal dienen om de disciplinespecifieke ontwikkelingen te coördineren, zal in de loop van het ontwerpproces geleidelijk aan verfijnd worden. Om het besluitvormingsproces van de systeemarchitect (doelstelling 1) beter te ondersteunen, zal het MBSE4Mechatronica project een centraal multidisciplinair systeemarchitectuurmodel afleiden evenals meerdere disciplinespecifieke analysemodellen die gebruikt kunnen worden om de haalbaarheid en het optimale karakter van een systeemarchitectuur te beoordelen.

  1. Het systeemarchitectuurmodel zal een formele voorstelling van de haalbare ontwerpruimte integreren die gebruikt kan worden om na te gaan of ontwerpbeperkingen nageleefd worden. Hiervoor zullen methoden worden ontwikkeld om de ontwerpruimte van haalbare architecturen in termen van ontwerpparameters formeel voor te stellen;
  2. Er zullen ook specifiek multidisciplinaire analysemodellen geïntegreerd worden die zullen toelaten om het globale systeemgedrag en de globale systeemprestaties te evalueren. Om de graad van complexiteit van de analysemodellen redelijk laag te houden, moeten de gedetailleerde modellen die in de individuele engineeringdisciplines gebruikt worden, tot een hoger abstractieniveau vereenvoudigd worden. Ook de geavanceerde ontwerpbenaderingen die in individuele engineeringdisciplines worden toegepast, moeten vereenvoudigd worden tot ontwerpregels die voor een systeemarchitect begrijpelijk zijn en door hem kunnen worden toegepast. Hiertoe zullen methodes worden ontwikkeld om:
    • multidisciplinaire analysemodellen met een hoog abstractieniveau af te leiden uit bestaande gedetailleerde analysemodellen;vereenvoudigde ontwerpregels te creëren die door de systeemarchitect bij het updaten van de systeemarchitectuur gebruikt kunnen worden;
    • vereenvoudigde ontwerpregels te creëren die door de systeemarchitect bij het updaten van de systeemarchitectuur gebruikt kunnen worden.

Wanneer we dit één stap verder nemen, zullen we (semi-)automatische exploratiealgoritmen ontwikkelen die op een intelligente wijze nieuwe systeemarchitecturen ontwikkelen die garanderen dat de optimale systeemarchitectuur wordt geïdentificeerd. Daarom:

  1. zal er een formele beschrijving worden opgemaakt die toelaat om de vereisten en doelstellingen in een mechatronisch ontwerpproces voor te stellen;
  2. zullen intelligente ontwerpruimte-exploratietechnieken worden uitgebreid om ze ook van toepassing te maken op multidisciplinaire mechatronische problemen.

Om de automatische synchronisatie tussen disciplinespecifieke ontwikkelingen (doelstelling 2) te verzekeren, zal een modelmatige infrastructuur worden gecreëerd die toelaat om in verschillende modellen verklarende relaties tussen semantisch gerelateerde objecten te definiëren. Een centrale spilmodeldatabase zal in deze infrastructuur een sleutelrol vervullen. Deze database moet bestaan uit disciplinespecifieke meta-modelinformatie en uit structurele en parametrische links tussen de elementen binnen deze meta-modellen. De ontwikkelde infrastructuur zal worden gebruikt om de consistentie tussen de verschillende disciplinespecifieke modellen te evalueren en te versterken. Tot slot zullen, om de industriële relevantie van het project te verzekeren, alle werkpakketten hun resultaten in industriële cases aantonen.

Contact

Wil jij mee de vruchten plukken van dit onderzoek en ontdekken waar dit naar toe leidt? We zijn altijd op zoek naar bedrijven die interessante bedrijfscases kunnen aandragen om de resultaten te valideren of die willen deelnemen aan de gebruikersgroep. Dan volg je mee het onderzoek van dichtbij op. Neem contact op met Maarten Witters

Projectpartners

Looptijd: 
1/01/2014 tot 31/12/2017