Tagungsband Mechatronik 2011: Dresden 31. März – 1. April 2011

Mit dieser sechsten Auflage der Tagung MECHATRONIK 2011 verbindet sich neben dem 10-jährigen Tagungsjubiläum (die erste Tagung fand im Jahre 2001 statt) auch gleichzeitig eine Premiere. Nachdem die ersten fünf Tagungen erfolgreich unter den Fittichen des VDI bzw. des VDI-Wissensforums stattgefunden hatten, beginnt das zweite MECHATRONIK-Dezennium in einem geänderten Format und mit neuen Verantwortlichkeiten und wird dennoch die bewährten Traditionen der deutschsprachigen Mechatronik-Fachgemeinde weiter pflegen. Academia trifft Industrie — Mechatronik und mechatronische Produkte sind seit jeher geprägt durch die Verknüpfung von interdisziplinärem methodenorientierten Wissen und nutzerorientierter Produktgestaltung. Diese Verknüpfung bildet sich höchst erfolgreich speziell in der deutschsprachigen Mechatronik-Fachgemeinde ab, nicht zuletzt deshalb haben deutsche Mechatronikprodukte weltweit eine exzellente Marktpräsenz. Diese enge Verzahnung ist aber ebenso im Tagungsgeschehen etabliert, wo seit vielen Jahren, im Gegensatz zu vielen anderen Ländern und internationalen Tagungen, eine gute Balance zwischen Teilnehmern aus Hochschulen und Industrie gegeben ist. Dies trifft auch auf die MECHATRONIK 2011 zu, mit 47 (70 %) Beiträgen aus Hochschulen und 20 (30 %) Beiträgen aus der Industrie bzw. Industriebeteiligung. Academia trifft Industrie — Dieser Sachverhalt wird zukünftig auch ganz transparent an den Tagungsorten und dem Tagungsumfeld sichtbar sein. Ab diesem Jahr 2011 wird die Organisation und Ausrichtung durch akademische Tagungsveranstalter durchgeführt werden. Die bisherigen wissenschaftlichen Tagungsleiter Prof. Burkhard Corves (Rheinisch- Westfälische Technische Hochschule - RWTH Aachen) und Prof. Klaus Janschek (Technische Universität Dresden) werden zukünftig gemeinsam mit Prof. Torsten Bertram (Technische Universität Dortmund) für die Ausrichtung und Durchführung verantwortlich zeichnen. Als Veranstaltungsort sind entsprechende Räumlichkeiten an den beteiligten Universitäten geplant (2011 in Dresden, 2013 in Aachen, 2015 in Dortmund). Neben einer Kostenersparnis erwarten sich die Veranstalter durch das gegenüber Kongresszentren doch intimere Umfeld einen lebendigen Gedankenaustausch zwischen Wissenschaftlern, Industrievertretern und nicht zuletzt mit dem wissenschaftlichen Nachwuchs. Speziell Studierenden soll damit ein einfacherer Zugang in die Welt des wissenschaftlichen Diskurses mit Experten aus der Industrie und Praxis ermöglicht werden. Academia trifft Industrie — Eine Stärke der bisherigen MECHATRONIK-Tagungen war immer die breite fachliche Verankerung durch die verantwortliche Trägerschaft der VDI-Gesellschaft Produkt- und Prozessgestaltung (VDI-GPP) und VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (VDI/VDEGMA). Im Selbstverständnis dieser Fachgesellschaften spielt die Bereitstellung von Kommunikationsplattformen zwischen Hochschulen und Industrie eine zentrale Rolle. In den verschiedenen Fachausschüssen von VDI-GPP und VDI/VDE-GMA findet dieser Meinungs- und Informationsaustausch regelmäßig statt. Um eine breitere Fachöffentlichkeit in diese Diskussionen einzubeziehen, ist eine gemeinsame Tagung zum Thema Mechatronik eine logische und fruchtbare Konsequenz. Auch zukünftig wird der enge fachliche und institutionelle Kontakt der Tagung MECAHTRONIK zu den Fachgesellschaften aufgrund der personellen Verankerung der Tagungsveranstalter in den Fachgesellschaften VDI-GPP und VDI/VDE-GMA erhalten bleiben. Das Tagungsprogramm 2011 bietet ein breit gefächertes Angebot an aktuellen und innovativen Fragestellungen zur Mechatronik: mechatronische Produkte, Serienfertigung mechatronischer Produkte, Ressourceneffizienz, Nutzerfreundlichkeit und Akzeptanz, Entwicklungsmethoden und -werkzeuge sowie innovative Konzepte

Fehlertolerante neuronale Netze zur Approximation von Funktionen

Tag der Verteidigung: 11.07.2007Paderborn, Univ., Diss., 200

Verfahren zur Strategieentwicklung und -umsetzung auf Basis einer Retropolation von Zukunftsszenarien

Die Unternehmen des deutschen Maschinen- und Anlagenbaus stehen vor vielfältigen Herausforderungen. Um sich nachhaltig im Markt zu positionieren, bedarf es einer auf einem Vorausschauprozess basierenden strategischen Planung. Großer Nachholbedarf besteht insbesondere bei den überwiegend kleinen und mittleren Unternehmen des deutschen Maschinenbaus: Sofern diese Unternehmen überhaupt strategische Planung betreiben, geschieht dies meist zufällig und unstrukturiert. Vielen Unternehmen fällt es zudem schwer, die ganzheitliche Zielvorstellung in konkrete Handlungsschritte zu überführen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist daher ein Verfahren, das insbesondere kleine und mittlere Unternehmen bei der Entwicklung und Umsetzung zukunftsorientierter Strategien unterstützt. Es gilt, die Lücke zwischen dem Vorausschauprozess und der Strategieentwicklung und -umsetzung zu schließen. Dazu werden zunächst mittels Szenario-Technik und VITOSTRA® mehrere Szenarien bzw. Strategievarianten entwickelt. Nach der systematischen Auswahl eines Referenzszenarios wird diejenige Strategievariante ausgewählt, die bestmöglich zu der im Referenzszenario vorausgedachten Zukunft passt. Durch eine Kombination von Extrapolation und Retropolation wird anschließend eine Szenario-Roadmap entwickelt. Diese enthält Zwischenschritte auf dem Weg von der heutigen Situation zum Referenzszenario. Hierauf aufbauend können zeitlich priorisierte Zwischenziele und Maßnahmen in eine Strategie-Roadmap überführt werden. Als Abschluss des Verfahrens werden ein Umsetzungs- und ein Prämissen-Controlling empfohlen.The companies in the German mechanical and plant engineering are facing many challenges. In order to position themselves strategically in the market, companies need a future-oriented strategic planning. Especially the predominantly small and medium-sized enterprises in the German mechanical engineering have a great need to catch up: If these companies operate strategic planning at all, this is done mostly at random and unstructured. Many companies also find it difficult to transfer the holistic vision into concrete steps and measures. Thus the aim of this thesis is a method that supports especially small and medium-sized enterprises in the development and implementation of future-oriented strategies. It is essential to systematically bridge the gap between foresight and strategy. Using the scenario technique and the method VITOSTRA® respectively, multiple scenarios and strategy options are developed. After the systematic selection of a reference scenario, that strategy option is selected, that best matches the future thought ahead in the reference scenario. By combining an extrapolation with a retropolation a scenario roadmap is being developed. The scenario roadmap includes intermediate steps on the path from the current situation towards the reference scenario. Based on this prioritized goals and measures can be transferred in a strategy roadmap. Finally it is recommended to control both the strategys implementation and premises.Tag der Verteidigung: 30.11.2012Paderborn, Univ., Diss., 201

Fahrdynamikregelung für fehlertolerante X-By-Wire-Antriebstopologien

Diese Arbeit behandelt die systemtheoretische Analyse und modellbasierte Regelung von Fahrzeugen in X-By-Wire-Struktur mit verschiedenen Antriebstopologien. Auf verschiedene Reifen verteilte elektrische Maschinen zum Antreiben und Lenken des Fahrzeugs werden dabei als verteilte Redundanz interpretiert, um die Nachteile paralleler Redundanz zu umgehen. Im Normalbetrieb können die fahrdynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs dadurch gezielt verändert und verbessert werden. Auf Basis eines Fahrzeugmodells in Deskriptorform wird dazu eine ganzheitliche Fahrdynamikregelung entworfen, die auch die Regelung der elektrischen Maschinen einbeziehen kann. Durch die verteilte Redundanz erhalten verschiedene Fahrzeugkonfigurationen die Eigenschaft der differentiellen Flachheit, was einen besonders strukturierten 2-Freiheitsgrade Entwurf ermöglicht. Darauf aufbauend kann zum einen das Wunschverhalten des Fahrzeugs, insbesondere der Horizontaldynamik, in physikalischen Grenzen vollig frei vorgegeben und modelliert werden. Zum anderen wird eine systematische Analyse und ein methodischer Entwurf des Störverhaltens möglich. Auf Basis einer einfachen Reifenkraftschätzung und nichtlinearer Stabilitätstheorie wird Robustheit gegenüber charakteristischen Unsicherheiten wie unbekannten Reifenmodellparametern oder geometrischen Parametern des Fahrzeugschwerpunkts garantiert. Treten Aktorfehler auf oder werden Signal- bzw. Versorgungsleitungen zu den Aktoren unterbrochen, muss auf Basis der verteilten Redundanz funktionale Sicherheit für das Gesamtsystem garantiert werden. Ausgehend vom Deskriptormodell des Fahrzeugs wird eine einfache Rekonfiguration der Regelung möglich, um die Wirkung verschiedener Fehler zu kompensieren. Das Gesamtkonzept ist auf viele verschiedene Aktorkonfigurationen anwendbar und wie gezeigt wird abhängig von den verwendeten Aktoren in verschiedenem Maße fehlertolerant