Computational and Experimental Process Modelling and Simulation

Der Forschungsbereich Computational and Experimental Process Modelling and Simulation beschäftigt sich sowohl mit der rechnerischen als auch mit der experimentellen Simulation von Prozessen. Das Team um Klaus Zeman versucht ganz gezielt, den rechnerischen und den experimentellen Ansatz miteinander zu vereinen, weil nur so die Realität bestmöglich nachgebildet werden kann.
Im Fokus stehen dabei Produktionsprozesse, vor allem in der Metallindustrie und neuerdings auch in der Kunststofferzeugung. Der Druck des Marktes nach neuen Produkten ist gewaltig. Leichter, aber sicherer sollen die neuen Werkstoffe sein, dabei sollen sie umweltfreundlich hergestellt werden. Die Annäherung an die Realität durch Rechenmodelle und Experimente lässt die Erfolgschancen auf neue Produkte und Werkstoffe sowie deren Entwicklungsgeschwindigkeit deutlich steigen. Gute Rechenmodelle, die durch Experimente entsprechend abgesichert sind, liefern wichtige Grundlagen für die Entwicklung der verlangten Produkte. Der Einfluss der unzähligen Parameter, die in diesen Prozessen auftreten, lässt sich so nachvollziehbar erklären, was immer wieder auch Quelle für neue Prozesse ist. Entwurf und Gestaltung experimenteller Simulatoren, mit denen Prozesse im Experiment nachgebildet werden können, bedeuten dabei höchste mechatronische Entwicklungskunst.

Große Systeme wie etwa Maschinen oder Fahrzeuge sind heute so umfassend, dass sie kaum noch durchschaubar sind. Die Produktwicklung kann zwar inzwischen auf enorme Rechnerleistungen zurückgreifen, doch dauert die Entwicklung geeigneter Rechenmodelle aufgrund ihrer Komplexität sehr lange. Deshalb geht der Trend in Forschung und Entwicklung heute dahin, „Basismodelle“ zu entwickeln, auf denen man so viele Anwendungen wie möglich aufbauen kann. Sie bringen enorme Zeit- und Kostenvorteile in Forschung und Entwicklung.

Unter dem Schlüsselbegriff „integrierte Modelle“ forscht Klaus Zeman mit seinem Team an einer neuen Generation von reduzierten (vereinfachten) Modellen, mit denen „Systemmodelle“ modular aufgebaut werden können. Damit soll die Komplexität von Systemen besser beherrscht werden, was für das Design von Prozessen, Maschinen und Produktionsanlagen („Model Based Design“) und deren Regelung bzw. Steuerung („Model Based Control“) von größter Bedeutung ist. Die Kunst liegt dabei nicht darin, jedes Detail zu berücksichtigen, sondern jeweils das Richtige wegzulassen.
Übergeordnetes Ziel ist dabei die „Mechatronisierung von Produktionsprozessen“, das heißt Prozesse, Maschinen und Anlagen so zu gestalten, dass sie so gesteuert und geregelt werden können, dass die mit ihnen erzeugten Produkte stets genau die geforderten Eigenschaften aufweisen. Dies ist die Voraussetzung dafür, engste Toleranzen auch für minimale Losgrößen (Stichwort Losgröße 1) sicherzustellen.

Area Koordinatoren:

Univ.Prof. Dr. Klaus Zeman
Tel.: +43 732 2468-6541
Mail: klaus.zeman(at)accm.co.at

Dr. Peter Hehenberger
Tel.: +43 732 2468-6554
Mail: peter.hehenberger(at)accm.co.at