Die Absicherung der Fahrzeugfunktionen, einer der zentralen Bestandteile im Entwicklungsprozess, mittels teurer und zeitaufwändiger physischer Prototypen bietet sich als besonders lohnender Ansatzpunkt für Optimierungen bzgl. Zeit und Kosten an. Durch die ständige Weiterentwicklung Computer unterstützter Methoden wie Finite-Elemente-Methode (FEM), Mehr-Körper-Simulation (MKS), Computational-Fluid-Dynamics (CFD), Hardware in the Loop (HIL), Software in the Loop (SIL) in Verbindung mit immer leistungsfähigeren Computersystemen wird eine immer stärkere Reduktion der physischen zugunsten von virtuellen Prototypen angestrebt. Dieser Wandel hin zum Virtual Engineering birgt ein enormes Zeit- und Kosteneinsparungspotential. Zum einen können Simulationen im Sinne des Front-Loading Gedanken schon in frühen Phasen der Entwicklung durchgeführt und Probleme damit frühzeitig erkannt werden. Zum anderen können virtuelle Prototypen häufig schneller und jedenfalls kostengünstiger erstellt werden als ihre physischen Pendants. Ziel ist es, die geforderten Fahrzeugfunktionen vermehrt virtuell abzusichern, d.h. die Anforderungen an das Produkt weitestgehend ohne physische Prototypen zu verifizieren. Wie weit diese Virtualisierung gehen wird, läßt sich heute noch nicht abschätzen. Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Konzepts für den harmonisierten Simulationsdatenaustausch, sowohl in der Konzept-, als auch in der Serienentwicklungsphase, über ein sog. Virtueller Prototyp (VPT)-Referenzmodell. Dieses Modell soll den Austausch von Prozessen und Daten, unabhängig vom jeweiligen Simulationsverfahren ermöglichen. In einer Auftraggeber-Auftragnehmer-Beziehung zweier Partner bestehen typischerweise Abhängigkeiten zwischen den jeweils individuellen, internen VPT-Prozessen. Zu unterschiedlichen Zeitpunkten in den jeweiligen VPT-Prozessen werden vom Auftraggeber Simulationsaufträge erteilt, oder der Auftragnehmer muss zwecks Datenaufbereitung, Simulation oder Ergebnisaufbereitung in den VPT-Prozess des Auftraggebers einbezogen werden. Dies geschieht üblicherweise durch das Versenden entsprechender VPT-Nachrichten an den jeweils anderen Partner. Grundlage der vorliegenden Arbeit ist ein auf bilateralem Nachrichtenaustausch basiertes Kommunikationsmodell, d. h., dass ein VPT-Prozess mit dem des Partners über Anfrage-, Antwort- oder Informationsnachrichten interagiert. Dazu wird ein verallgemeinerter VPT-Referenzprozess definiert, der iterativ in allen Phasen des Produktentstehungsprozesses durchlaufen wird. Dieser Referenzprozess ist als Template zu verstehen, wobei einzelne Prozessschritte auch übersprungen werden können. Entlang dieses Referenzprozesses müssen zu definierten Zeitpunkten, den sog. Synchropunkten, Daten ausgetauscht werden. Dieser Datenaustausch erfolgt über VPT-Nachrichten, die neben prozess-kontext-spezifischen Informationen die Daten des VPT-Datenmodells enthalten. Anzahl und Umfang dieser erforderlichen Interaktionen kann je nach Aufgaben- und Rollenverteilung der Partner variieren. Der vorliegende Beitrag berichtet über die Vorgehensweise zu einer derartigen Modellbildung.

    This thesis describes a conceptual virtual prototype reference model (VPT reference model). This VPT reference model acts as a neutral interface between development partners in dis-tributed functional development environments during all phases of product development. Mappings allow internal and external partners to exchange process information and (simulation) data irrespective of the particular systems or methods used by the individual development partners. Operational sequences concerning virtual validation can be divided into the four levels of processes, practices, systems and data. It becomes evident that information exchange is only necessary on the process and data levels, for which the VPT reference model acts as a neutral interface between development partners. Know how and system specifications remain covered. The VPT reference process coordinates and synchronizes the partner-specific processes. A standardized VPT reference data model provides a basis for the structured transfer of data that comes up in cooperative simulation and describes the data in the context of the VPT reference process. Additionally, the data exchange is described by data synchronization points and interaction scenarios. Experiences gained by a prototype implementation for a selected automotive use case pedestrian safety clearly show that the VPT reference model is suitable for bi-directional data exchange with one or multiple partners in a vehicle development process. Besides the danger of data loss without the use of a simulation data management system, it becomes evident that exchanging data without knowing the participating systems in advance is extremely difficult even when using a neutral data format. Different ranges for attribute values and - even much more complicated - free text attributes can make automated data exchange virtually impossible because they cannot be interpreted correctly. Last but not least, the implementation of a VPT reference model leads to cost savings by reducing process diversity and the number of communication variants between OEMs and suppliers. Time and costs for linking heterogeneous systems can be minimized. For typical interaction scenarios in cooperative simulation (e.g. external meshing), the VPT reference model provides already defined templates which can be used out-of-the-box.


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    Title :

    Referenzmodell für den kooperativen Simulationsdatenaustausch. Vorgehensmodell zur Erstellung des Referenzmodells


    Additional title:

    Reference model for a cooperative simulation data exchange. Procedure model to compile the reference model.


    Contributors:
    Panzer, J. (author)

    Published in:

    Publication date :

    2008


    Size :

    223 Seiten, Bilder, Tabellen, 161 Quellen




    Type of media :

    Theses


    Type of material :

    Print


    Language :

    German




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