Objektorientiertes Mehrkörper-Baukastensystem "Mobile"

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Mit dem zunehmenden Bestreben nach immer kürzeren Entwicklungszeiten und innovativen Produkten wächst in der Industrie der Bedarf nach flexiblen Hilfsmitteln für die computergestützte Auslegung von komplexen mechatronischen Systemen. Hierbei spielt die realistische Simulation von Bewegungsabläufen im Zusammenspiel mit Antriebs- und Regelungstechnik sowie deren 3D-Visualisierung eine immer wichtigere Rolle. Erstmals bietet das objektorientierte Programmsystem "Mobile" den Anwendern eine flexible Entwicklungsumgebung zur Auslegung, Optimierung und Regelung mechatronischer Systeme. Die Rechnermodelle zeichnen sich durch offene Architektur, intuitive Ansteuerung sowie leichte Integrierbarkeit in übergeordnete Aufgabenstellungen aus. Entsprungen ist "Mobile" einer Kooperation des Institutes für Mechanik und Getriebelehre (IMG) an der TU Graz mit der Gerhard-Mercator-Universität Duisburg.

Prof. Kecskeméthy, Leiter des IMG an der TU Graz: "Im Programm Mobile können einzelne Bauteile oder ganze Baugruppen eines mechatronischen Systems als intuitive Objekte dargestellt und verarbeitet werden - so zum Beispiel Referenzsysteme, starre Verbindungen, Gelenke, Sensoren, Integratoren, Gleichungslöser, aber auch komplette Radaufhängungen und Roboter. Daraus resultieren einfache Schnittstellen, die es erlauben, komplexe mechanische Systeme und deren Verhalten durch einfaches Zusammenfügen von vordefinierten Elementen wie im realen System nachzubilden."

Mobile baut auf der objektorientierten Programmiersprache C++ auf, die sich durch große Flexibilität, hohe Effizienz, weite Verbreitung und gute Portierbarkeit auszeichnet. Die Klassen von Mobile sind schichtweise strukturiert. Da die Programmstruktur auf dem Kunde-Diener-Konzept beruht, können Benutzer die Objekte unabhängig von deren internen Implementierung kombinieren. Es entstehen so Modelle nach dem Baukastensystem, die wiederum als Grundobjekte für übergeordnete Aufgabenstellungen dienen können.

Intensive Forschungstätigkeit im Austausch mit internationalen Partnern und laufende Industrieanwendungen lassen das Programmsystem stets mit den aktuellen Entwicklungen Schritt halten. Rechenzeiteffizienz und Flexibilität in der Kopplung mit anderen Programmpaketen (z.B. zur Simulation von hydraulischen Komponenten, Kollisionsanalyse etc.) sind das Ergebnis der engen Zusammenarbeit mit Forschern und Anwendern.

"Mobile" wird in den Bereichen Kinematik und Dynamik offener und geschlossener Mechanismen, Stoßmechanik, Biegung ebener Balken, Schnittstellen zu CAD-Systemen sowie zur 3D-Visuali-sierung eingesetzt. Die Realisierung eines Echtzeitsimulators für das Training von Bedienpersonal für Forstmaschinen, neue Fahrzeugkonzepte mit kombinierten Schreit- und Radmechanismen oder die Bewegungssimulation in CAD-Systemen sind konkrete Anwendungsbeispiele. Mobile ist derzeit für PCs (Windows NT sowie Linux) und Workstations (SGI, HP) verfügbar.

Gegenüber bestehenden Mehrkörperprogrammen bietet Mobile folgende Vorteile:
- offene Programmarchitektur
- Verwendung effizienter numerischer und analytischer Verfahren
- leichte Erweiterbarkeit
- leichte Anpassung an kundenspezifische Wünsche

 

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