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Martin Grundel
Skizzen-Port-Modell
Ein Modell zur Überbrückung der derzeitigen Lücke in der modellbasierten Konzeption mechanischer Systeme
Der Übergang von einer funktionalen Systembeschreibung zu einem 3D-CAD-Modell war in der Domäne des Maschinenbaus bislang noch nicht modellbasiert möglich. Es stellt sich die Frage, wie stoffliche, energetische, informationstechnische, geometrische und organisatorische Systemschnittstellen möglichst frühzeitig berücksichtigt und konsistent gehalten werden können. Es wurde das SysML-basierte Skizzen-Port-Modell (SkiPo) entworfen. Das SkiPo ermöglicht es, dass System Engineer und Konstrukteur in einer gemeinsamen Modellsicht an der Systementwicklung und -konstruktion arbeiten können.
Als Basis des SkiPo dient eine im Morphologischen Kasten ermittelte Gesamtlösung für die funktionale Architektur eines Systems. Das im SkiPo inkludierte Portkonzept ermöglicht dabei auf Basis von SysML-Ports eine Beschreibung der Systemeingänge und -ausgänge in Bezug auf Stoff, Energie und Information. Diese Ports können dann durch einen Connector verbunden werden. Diese Verbindungen sind formal hinsichtlich ihrer Verträglichkeit als valide, möglich und unmöglich bewertbar. Ein konsistentes System enthält nur valide Verbindungen. Zur Berücksichtigung geometrischer Systembestandteile und geometrischer Schnittstellen inkludiert das SkiPo eine Skizziermethode. Diese sieht vor, dass Skizzen um konstruktiv wichtige Informationen semiformal ergänzt werden können. Die Informationen sind in Anforderungen, Funktionen, Geometrische Constraints und Attribute, Materialien, Verbindungstechnik sowie Kinematik kategoisiert. Zusätzlich sind Kommentare z.B. für offene Punkte und Fragen vorgesehen. Auf Basis der Skizzen und der dort hervorgehobenen Verbindungstechnik kann eine initiale Baustruktur für das System ermittelt werden, auf der wiederum das CAD-Modell geplant und erstellt werden kann.
Als Basis des SkiPo dient eine im Morphologischen Kasten ermittelte Gesamtlösung für die funktionale Architektur eines Systems. Das im SkiPo inkludierte Portkonzept ermöglicht dabei auf Basis von SysML-Ports eine Beschreibung der Systemeingänge und -ausgänge in Bezug auf Stoff, Energie und Information. Diese Ports können dann durch einen Connector verbunden werden. Diese Verbindungen sind formal hinsichtlich ihrer Verträglichkeit als valide, möglich und unmöglich bewertbar. Ein konsistentes System enthält nur valide Verbindungen. Zur Berücksichtigung geometrischer Systembestandteile und geometrischer Schnittstellen inkludiert das SkiPo eine Skizziermethode. Diese sieht vor, dass Skizzen um konstruktiv wichtige Informationen semiformal ergänzt werden können. Die Informationen sind in Anforderungen, Funktionen, Geometrische Constraints und Attribute, Materialien, Verbindungstechnik sowie Kinematik kategoisiert. Zusätzlich sind Kommentare z.B. für offene Punkte und Fragen vorgesehen. Auf Basis der Skizzen und der dort hervorgehobenen Verbindungstechnik kann eine initiale Baustruktur für das System ermittelt werden, auf der wiederum das CAD-Modell geplant und erstellt werden kann.
Schlagwörter: MBSE; Systems Engineering; Konstruktionsmethodik; Mechanik; Konzeption
Institut für Konstruktions- und Fertigungstechnik
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Rainer Bruns, Prof. Dr.-Ing. Frank Mantwill und Prof. Dr.-Ing. Jens Wulfsberg, Hamburg
Band 45
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