HOTINT – Simulation Mechatronischer Systeme

HOTINT – Simulation Mechatronischer Systeme

Am ACCM wurde ein umfassendes Werkzeug namens HOTINT zur Modellierung, Simulation und Optimierung mechatronischer Gesamtsysteme weiterentwickelt und steht seit Kurzem Anwendern aus Wissenschaft und Industrie als Open Source Programm zur Verfügung. Damit wird es möglich komplexe Maschinen- und Prozess-nahe Simulationsmodelle zu erstellen, die es erlauben realistische mechanische Bauteile, Steuerungs- und Regelungskomponenten, Sensoren und Antriebe als virtuelles mechatronisches System zu simulieren.

Im Jahr 2013 wurde HOTINT zunächst als freie Software einer breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht wurde, und es steht nun interessierten Anwendern, Entwicklern und Forschern nach Freigabe des kompletten Quellcodes der vollständige Funktionsumfang der Simulationssoftware zur Verfügung.

Seit 1998 ist das Team um Priv.Doz. DI Dr. Johannes Gerstmayr mit der ständigen Weiterentwicklung von HOTINT beschäftigt. Im Rahmen des ACCM wird die Software seit 2008 sowohl intern in der Forschung als auch bei Unternehmenspartnern eingesetzt und laufend im Funktionsumfang erweitert.

Während ursprünglich die Analyse flexibler Mehrkörpersysteme die Kernkompetenz von HOTINT darstellte, so rückte in den letzten Jahren angesichts der stetigen „Mechatronisierung“ technischer Systeme die Notwendigkeit einer Simulation von komplexen mechatronischen Gesamtsystemen in den Fokus der Weiterentwicklung. Heute erlaubt HOTINT zusätzlich zur detaillierten Modellierung nichtlinearer mechanischer Komponenten auch Regelungssysteme samt Sensoren und Aktuatoren integriert zu simulieren und analysieren. Zur Unterstützung des Entwurfs und der Optimierung mechatronischer Systeme können Hard- und Softwarekomponenten virtuell abgebildet werden, wodurch das Zusammenspiel der verschiedenen Teilsysteme schon in frühen Phasen des Entwicklungsprozesses miteinbezogen werden kann. Zur Erweiterung der Flexibilität und des Funktionsumfangs wurden außerdem Schnittstellen geschaffen um HOTINT mit anderen Softwaresystemen zu koppeln und in bestehende Softwareumgebungen zu integrieren. In der laufenden Forschung kommen diese Möglichkeiten unter anderem zur Strömungssimulation, Bauteilvernetzung und Realisierung komplexer Regelungsalgorithmen zum Einsatz.

Das breite Anwendungsspektrum von HOTINT spiegelt sich in den Forschungstätigkeiten innerhalb des ACCM wieder, in denen HOTINT als Simulationstool eine zentrale Rolle spielt. Diese reichen von komplexen mechanischen Problemen wie der Modellierung von Blechpaketen, über Fluid-Struktur Interaktion bis zur Identifikation und Simulation mechatronischer Systeme – beispielsweise eines Roboters. Die Erkenntnisse und theoretischen Grundlagen aus der Forschung wurden bereits in mehr als 100 Publikationen – viele davon im Rahmen des ACCM – veröffentlicht.

Die Funktionalität der vorkompilierten Freeware Version umfasst eine leicht lesbare und intuitive Skript-Sprache, mit deren Hilfe parametrierte Modelle effizient erstellt werden können. Darüber hinausgehend bietet die im Quellcode vorliegende volle Version von HOTINT eine Vielzahl weiterer Funktionen von Finite-Elemente Berechnungen bis zur Simulation modal reduzierter Mehrkörpersysteme. Die Open Source Software kann effizient an spezielle Anforderungen angepasst werden und liefert dem Benutzer auf Knopfdruck maßgeschneiderte Lösungen für spezifische Problemstellungen.

Unter www.hotint.org steht HOTINT als Freeware und im Quellcode zum Download zur Verfügung. Eine umfangreiche Dokumentation, Beispielmodelle und Tutorials sollen den Einstieg in die Verwendung des Simulationstools vereinfachen.

 

  • Open Source Software erleichtert sowohl die wissenschaftliche als auch die industrielle Vernetzung und Zusammenarbeit mittels einer gemeinsamen Entwicklungsplattform
  • HOTINT findet Anwendung in Forschung und Lehre zahlreicher Universitäten
  • Open Source Software fördert die internationale Sichtbarkeit der Forschungsleistungen des ACCM
  • Ein freies mechatronisches Simulationstool liefert eine kostengünstige und effiziente Lösung industrieller Aufgabenstellungen und ermöglicht die Optimierung (Präzision, Geschwindigkeit, Energie) technischer Systeme und Prozesse
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Posted on

3. April 2013