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7. Internationales Heinz Nixdorf Symposium

Selbstoptimierende mechatronische Systeme:
Die Zukunft gestalten

20. und 21. Februar 2008, Heinz Nixdorf MuseumsForum, Paderborn

  • Technologien für maschinenbauliche Erzeugnisse von morgen
  • Zuverlässigkeit und Softwaretechnik
  • Entwurfsmethoden und -werkzeuge

Mechatronik und Selbstoptimierung

Aus der zunehmenden Durchdringung des Maschinenbaus und verwandter Bereiche mit Informationstechnik eröffnen sich erhebliche Nutzenpotentiale. Der Begriff Mechatronik bringt dies zum Ausdruck. Gemeint ist hier das enge Zusammenwirken von Mechanik, Elektronik, Regelungstechnik und Softwaretechnik, um das Verhalten eines technischen Systems zu verbessern. Künftige Systeme des Maschinenbaus werden aus Konfigurationen von Systemelementen, die aufgrund der in ihnen enthaltenen Rechner über eine inhärente Teilintelligenz verfügen, bestehen. Das Verhalten des Gesamtsystems wird durch die Kommunikation und Kooperation der intelligenten Systemelemente geprägt sein. Aus informationstechnischer Sicht handelt es sich nach unserem Verständnis um verteilte Systeme von miteinander kooperierenden Agenten. Daraus eröffnen sich faszinierende Möglichkeiten für die Gestaltung der maschinenbaulichen Erzeugnisse von morgen. Der Begriff Selbstoptimierung charakterisiert diese Perspektive: Unter Selbstoptimierung eines technischen Systems wird die endogene Änderung der Ziele des Systems auf veränderte Einflüsse und die daraus resultierende zielkonforme autonome Anpassung der Parameter und gegebenenfalls der Struktur und somit des Verhaltens dieses Systems verstanden. Damit geht Selbstoptimierung über die bekannten Regel- und Adaptionsstrategien wesentlich hinaus; Selbstoptimierung ermöglicht handlungsfähige Systeme mit inhärenter  "Intelligenz“, die in der Lage sind, selbständig und flexibel auf veränderte Betriebsbedingungen zu reagieren.

Herausforderungen auf dem Weg zu den technischen Systemen von morgen

Während es viele Beispiele für den Nutzen der Mechatronik gibt, zeichnen sich die Nutzenpotenziale der Selbstoptimierung von maschinenbaulichen Systemen erst in groben Konturen ab. Offensichtlich ist Phantasie gefragt, Maschinen mit inhärenter Teilintelligenz zu definieren. Eine wesentliche Voraussetzung zur Bewältigung dieser Herausforderung ist die wissenschaftliche Durchdringung und die ingenieurmäßige Aufbereitung des Wirkparadigmas der Selbstoptimierung. Die zweite Herausforderung ist die Entwicklung eines Instrumentariums für den Entwurf selbstoptimierender Systeme des Maschinenbaus. Als herausragende Besonderheit ist festzustellen, dass im Entwurf nicht mehr alle Konstellationen und Verhaltensweisen antizipiert werden können. Ein Teil der Entscheidungen verlagert sich quasi vom Entwurf in die Phase des Betriebs des intelligenten Systems.