Digitaler Zwilling mechatronischer Systeme

Die Experten aus dem Bereich Strukturdynamik und Schwingungstechnik des Fraunhofer LBF untersuchen, bewerten und optimieren in enger Zusammenarbeit mit Ihren Kunden das Schwingungsverhalten multiphysikalischer Systeme. Hierbei werden vermehrt virtuelle und physische Daten und Informationen gemeinsam verarbeitet und in hybriden Methoden vereint.

Als digitaler Zwilling wird ein virtuelles Abbild eines physikalischen Produkts oder Prozesses bezeichnet, welcher reale und virtuelle Informationen verarbeitet sowie eine erweiterte und differenziertere Analyse ermöglicht. Neben den spezifischen quantifizierbaren Eigenschaften einer Komponente oder eines Systems zu Beginn des Lebenszyklus sind heutzutage insbesondere Methoden zur Abschätzung der tatsächlichen Materialeigenschaften im Betrieb von Interesse (z.B. bei Elastomerbauteilen). Dabei stehen Verfahren im Fokus, die den Ist-Zustand eines Bauteils einschließlich dessen Eigenschaftsänderung unter den tatsächlich aufgetretenen Beanspruchungen vorhersagen kann.

Durch die Entwicklung parametrischer Modelle, deren dynamisches Verhalten zur Laufzeit angepasst und optimiert werden kann, ist es möglich detaillierte und echtzeitfähige Modelle des strukturdynamischen Verhaltens einzelner Bauteile zu erzeugen. Diese können als virtuelle Abbildungen genutzt werden, um Alterung, Degradation u.ä. zu bestimmen.

Die Spezifikation, der Aufbau und die Nutzung digitaler Zwillinge erweitert das bestehende Forschungs- und Dienstleistungsangebot des Fraunhofer LBF im Bereich der Schwingungstechnik. Dabei kommen diverse domänenspezifische Verfahren im Bereich der Numerik, experimentellen Analyse, Signalverarbeitung und Regelung zum Einsatz. Neben dem Entwurf und der Unterstützung bei der Auslegung digitaler Zwillinge werden auch Beratungen und Schulungen angeboten.

• Parametrische, modulare und in Komplexität skalierbare Modelle im modellbasierten Entwicklungsprozess
• Durchgängiger Workflow vom Design bis in den Betrieb einzelner Komponenten oder Systeme
• Eigenschaftsabsicherung durch virtuelles oder hybrides Testen
• Modellbasierte Zustandsüberwachung
• Automatisierter experimenteller Modellabgleich
• Optimierung von Prozessparametern im Betrieb
• Virtuelle Sensorik