Definition Mechatronik
Fächer Kombination von Informatik, Maschinenbau und Elektrotechnik
Begriff System Zeichen
Folie 4
Flüsse in Systeme
Information, Stoff, Energie
Was sind mechatronische Systeme
Komponenten eines mechatronischen Systemes bestehen aus:
- mechatronischer Grundstruktur
- Sensoren und Autoren
- informationsverarbeitenden Komponenten
Was sind die Eigenschaften mechatronischer Systeme?
- (Teil) Funktionen werden in Software realisiert
- Hohe Präzision von geregelten Systemen
- Teilweise Verringerung der Systemkomplexität
- Trennung Energie/Information
- Einfache Mensch-Maschine-Schnittstellen
Hohe Präzision von geregelten Systemen
- Geringerer Einfluss der Alterung (kann durch Software ausgeglichen werden)
- Genauigkeit bei Fertigung durch Sensoreinsatz und Rückführungen
(Teil) Funktionen werden in Software realisiert
- Viel Flexibilität
- Höhere Parameter- und Variantenvielfalt im vgl. zu mechanischen Systemen
- Funktionupdates im Feld
- neue Funktionsmöglichkeiten
Teilweise Verringerung der Komplexität
- Ersetzen komplexer mechanischer Konstruktionen durch Sensor-CPU-Aktor-Ketten
- Fehlererkennung erschwert
Echtzeitsysteme Merkmale
- Reaktion auf äusseres (unvorhergesehenes) Ereignis muss in vorgegebener Zeit erfolgen.
- Unterscheidung in:
a) weicher Echtzeit: Bei Nichteinhaltung führt nicht sofort zu kritischen Folgen
b) harter Echtzeit: Bei Nichteinhaltung kritische Folgen
Systementwurf - WELCHE ASPEKTE MUSSEN BEI DEM ENTWURF BEACHTET WERDEN
- Personen
- Methoden
- Eingabedaten
- Ergebnisse
- Teilaufgabe
Was ist der Entwurfsprozess
Die Menge an Entwurfsschritten und deren Reihenfolge ergeben den Entwurfprozess.
Eine genaue Definition von den Schnittstellen zwischen den Entwurfsschritten
Was sind die Entwurfsschritten?
Analyse > Design > Implementierung > Applikation > Test
Wozu orientiert sich der Entwurfprozess?
Der Entwurfprozess ist aufgabenorientiert.
Was definiert ein Prozessmodell?
Den organisatorischen Rahmen für komplexe Entwurfsprozesse
Definition Anforderung (Allgemeine)
Eine Anforderung beschreibt, was der Kunde oder Benutzer von einem Produkt oder System erwartet. (Bedingungen, Attribute, Ziele, Nutzen…)
Definition Anforderung nach IEEE 610.12-1990
(1) Eine Bedingung oder Eigenschaft, die ein System oder eine Person benötigt, um ein Problem zu lösen oder ein Ziel zu erreichen.
(2) Eine Bedingung oder Eigenschaft, die ein System oder eine Systemkomponente aufweisen muss, um einen Vertrag zu erfüllen oder einem Standard, einer Spezifikation oder einem anderen formell auferlegten Dokumente zu genügen.
(3) Eine dokumentierte Repräsentation einer Bedingung oder Eigenschaft wie in (1) oder (2) definiert.
Qualitätskriterien für gut formulierte Anforderungen
- Korrektheit
- Eindeutlichkeit
- Vollständigkeit
- Verfolgbarkeit
- Modiefizierbarkeit
- Bewertbarkeit
- Prüfbarkeit
- Konsistenz
Nicht funktionale Anforderungen Definition
NFA sind Qualitätseigenschaften und Einschränkungen eines Produktes. Nichtfunktionale Anforderungen beschreiben Bedingungen, die an die Dienste und Leistungen des Systems gestellt werden.
Was sind die Herausforderungen von NFA
- Schwer zu spezifizieren und zu testen
- Nur auf Komponentenebene validierter, während Fehler aus dem Zusammenwirken von Komponenten resultieren
- Aufwendige Realisierungen im System
- Starke Wechselwirkungen mit der Architektur und den umgebenden Systemen und Menschen
- Abhängigkeiten untereinander und zu funktionalen Anforderungen
- Schwierige und häufig unzureichende Diagnose und Fehlermanagement
Definition von Qualitätanforderung
Eine Qualitätanforderung definiert eine qualitative Eigenschaft des gesamten Systems, einer Systemkomponente oder einer Funktion.
Definition Rahmenbedingung
Eine Rahmenbedingung ist eine organisatorische oder technologische Anforderung, die die Art und Weise einschränkt, wie ein Produkt entwickelt wird.
- Rahmenbedingungen für Produkt
- Rahmenbedingung für Entwicklungsprozess
Anteilung des RE-Prozesses in zwei Prozessstufe
- Anforderungen spezifizieren
gewinnen, analysieren und dokumentieren, prüfen - Anforderungen verwalten
freigeben, ändern, verfolgen
Anforderungschablone
- Identifizierung des Prozesses
- Beschreiben der Aktivität des Systems
- Rechtliche Verbindlichkeit festlegen
- Feinschliff
- Formulierung der Bedingungen
Messkette bei Sensorsystemen
Vorverarbeitung -> sensor -> nachverarbeitung -> AD Wandlung
