Intelligent product design methods

Een complex ontwikkelingstraject van een product verloopt zelden helemaal correct van de eerste keer. Dit onderzoek laat toe om ontwerpen virtueel te valideren, zonder dat er in elke stadium van het ontwerp prototypes gebouwd hoeven te worden. Zo kunnen teams efficiënt parallel werken en kunnen innovatie- en creatieprocessen versnellen.

Projecten

 

MULTI-PHYSICAL MODELING FOR OPTIMAL MECHATRONIC SYSTEM DESIGN

Machines en voertuigen waren vroeger voornamelijk mechanische toestellen. Vandaag zijn dit steeds complexere systemen die verschillende fysische domeinen bestrijken. Daarom laten ontwerpers zich bijstaan door computers om de prestatievereisten te checken van de ontworpen systemen en om optimale waarden te vinden voor de ontwerpparameters. De huidige computermodellen zijn helaas niet opgewassen tegen de complexiteit van alle multifysische componenten. Dat leidt tot suboptimale ontwerpen, onbetrouwbare controllers en laattijdige vaststellingen van defecten en beperkingen. Dit project liep van juni 2014 tot november 2016 en stippelde een methodologie uit voor de ontwikkeling van multifysische modellen. Om sneller (en dus goedkoper) betere machines te ontwerpen, werden er ook tools ontwikkeld om de modellen te gebruiken. Een ander doel van het project was om de multifysische modellen in te zetten voor het ontwerp van slimme sensorsystemen. Die maken gebruik maken van indirecte ramingen om niet-gemeten variabelen in te schatten in complexe mechatronische systemen.

 

MODEL-BASED CONCEPTUAL DESIGN AND SYNTHESIS

Bij mechatronisch systeemontwerp wordt in de conceptuele ontwerpfase weinig gebruik gemaakt van computerondersteuning. Er wordt vooral sterk vertrouwd op de kennis en creativiteit van experts om nieuwe concepten te genereren en te evalueren. Toch zou computerondersteuning de ontwerpfase kunnen versnellen en doeltreffender kunnen maken. Dit project liep van september 2014 tot augustus 2017 en ontwikkelde een methodologie met ondersteunende tools om rekenkracht doeltreffend in te zetten in de conceptuele fase van het systeemontwerp door concepten automatisch te genereren en evalueren. Dat leidt tot betere en innovatievere producten, lagere ontwerpkosten en dus hogere marges.

Benieuwd naar dit project? Bekijk dit filmpje:

MODEL-BASED SYSTEMS ENGINEERING FOR MECHATRONICS

Om de stijgende complexiteit van moderne mechatronische systemen de baas te kunnen, maken ontwerpers steeds vaker gebruik van modellen om alle aspecten van het ontwerp te begrijpen en te beheersen. Dit project loopt van 2014 tot en met eind 2017 en wil een modelmatige systeemontwerpmethode ontwikkelen die de ontwerpers begeleidt tijdens het designproces van multidisciplinaire mechatronische systemen. Deze aanpak gebruikt een centraal model van de systeemarchitectuur doorheen het hele ontwerpproces en stelt controle-, mechanische en software-ingenieurs in staat om effectiever samen te werken. Zo kunnen producten beter, sneller en efficiënter gerealiseerd worden.

 

EFFICIENT MODEL BASED DESIGN PARAMETER EXPLORATION AND OPTIMIZATION IN MECHATRONICS

Vlaamse mechatronische bedrijven hebben behoefte aan specifieke technologie om voor elke nieuwe productgeneratie de doelstellingen en beperkingen van het ontwerp snel te evalueren. Alleen zo blijven ze een stapje voor op de internationale concurrentie. Dit strategische project loopt van maart 2016 tot februari 2018 en is erop gericht doeltreffende en multidisciplinaire systeemleveltechnieken te ontwikkelen met het oog op designoptimalisatie. Ze moeten rekening houden met heel wat parameters, de systeemwerking concreet vertalen naar onderdelen en automatisch anticiperen op de dynamische respons van het systeem. Kortom, het is de bedoeling om een technisch-wetenschappelijke doorbraak te realiseren in het ontwerp van complexe machine- en productgeneraties met nieuwe designtools en workflows in een efficiënt kader.
 

MODEL-BASED EXPERIMENTAL VIRTUAL TESTING

Er gaat een uitgebreide testfase vooraf aan de integratie van algoritmes in mechatronische voertuigen en machines en aan de commercialisering ervan. Helaas zijn experimentele tests voor de validering van controllers in alle mogelijke omstandigheden momenteel tijdrovend, duur en complex. Daar wil Flanders Make met dit project verandering in brengen. Het onderzoek loopt van juli 2015 tot december 2017 en focust op de ontwikkeling van een modelmatige teststrategie die experimentele en virtuele prestatietests combineert. Deze methode zal, net zoals de bijhorende ondersteunende softwaretools, op praktische iteratieve toepassingen gevalideerd worden. Het doel? Kosten verlagen, de marktintroductietijd verkorten en de kwaliteit van de producten en processen verbeteren.

 

PHYSICS-OF-FAILURE BASED SYSTEM DESIGN FOR RELIABILITY AND QUALIFICATION

Wanneer voertuigen en machines complexer, intelligenter en duurder worden en steeds meer snel evoluerende elektronica gebruiken, volstaan traditionele methodes niet meer om betrouwbare producten te ontwerpen.

De doelstelling van het project is het ontwikkelen en integreren in het globale productontwikkelingsproces van een methodologie en van tools die gebruik maken van fysische falingsmodellen. Op die manier kan de betrouwbaarheid van producten fundamenteel verbeterd worden en kunnen ontwikkelingskosten en -tijd gereduceerd worden.

Dit zorgt voor betere producten en toepassingen, en dat op het niveau van hardware, software en functionele veiligheid.

In het kader van dit onderzoeksproject valideren zes zeer diverse bedrijven momenteel het competitief voordeel van methodologie in de productontwikkelingsfase.