Forschungsabteilung Regelungstechnik

Die Abteilung Regelungstechnik unterstützt Sie bei den Herausforderungen, die aus der steigenden Systemkomplexität mechatronischer Systeme resultieren. Wir setzen modellbasierte Entwurfsmethoden ein zur Regelung, Automatisierung oder Optimierung intelligenter technischer Systeme.

Die technischen Systeme der Zukunft zeichnen sich dadurch aus, dass sie intelligent, wandelbar, effizient und nachhaltig sind. Für die Entwicklung derartiger Systeme bedarf es einer ganzheitlichen Betrachtung und der frühzeitigen Einbeziehung verschiedener Teilsysteme. Dies erfordert die Anwendung multidisziplinärer Ansätze und umfasst die Integration von beispielsweise Mechanik, Hydraulik, Elektronik und Regelungs- und Steuerungstechnik. Unsere Querschnittsthemen finden in vielen unterschiedlichen Branchen Anwendung:

  • Maschinen- und Anlagenbau
  • Industrieautomatisierung,
  • Automotive,
  • Smart Home.

Die breite thematische Ausrichtung spiegelt sich auch im Kompetenzspektrum unserer Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter wider und erfordert ein hohes Maß an Flexibilität und Bereitschaft zur Interdisziplinarität.

Wir entwickeln für und mit unseren Kunden innovative und optimal zugeschnittene Systeme zur Erhöhung von Effizienz, Qualität, Funktionalität und Ressourceneffizienz.

Unsere Forschungsfelder sind:

Modellbildung, Simulation und Virtualisierung

Unsere Kompetenzen bewegen sich im Bereich der Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme und steigern durch die Anwendung gängiger Werkzeuge aus diesem Bereich die Effizienz von Entwicklungsprozessen.

Hierbei kommen multidisziplinäre Ansätze in allen Phasen der Entwicklung zum Einsatz. 

X-in-the-Loop Entwicklungs- und Testumgebungen

Wir entwickeln und planen die Integration effizienter Test- und Entwicklungsmethoden  für unsere Kunden. Die Analyse, Umsetzung und Befähigung des Kunden diese Technologien nachhaltig zu nutzen stehen in unserem Fokus.

Beispielhafte Technologien sind hierbei Hardware-in-the-Loop und Rapid-Control-Prototyping.

Intelligent geregelte Fertigungsmaschinen

Im Fokus stehen die Entwicklung und systematische Auslegung der Regelung maschinenbaulicher Anlagen. Insbesondere wird die ganzheitliche Modellierung zur Simulation, Regelung und Optimierung dynamischer Prozessketten und Bewegungsabläufe von intelligenten Fertigungsmaschinen ermöglicht.

Zur Anwendung kommen bspw. intelligente Lernalgorithmen und selbstoptimierende Regelungen.

Produktentwicklung und Funktionsmusterbau

Wir entwickeln neue Produkte, von der ersten Idee bis hin zu ersten Funktionsmustern.

Hier setzen wir auf die Virtualisierung von Geometrien und physikalischen Vorgängen, um bereits frühe Bewertungen von Produktideen bereits in virtuellen Umgebungen durchführen zu können, bevor die Ausarbeitung des physikalischen Musters erfolgt.

Unsere Kompetenzen werden durch die Infrastrukturen sinnvoll ergänzt:

Hydraulische Prüf- und Testumgebung

Zur Durchführung anspruchsvoller Messreihen, zur Validierung von komplexen Systemmodellen und zur Auslegung und Optimierung von Regelungskonzepten speziell aus dem Bereich der Fahrzeugtechnik sowie für den Maschinen- und Anlagen bieten wir umfangreiche Prüftechnik.

Klimalabor

Im Bereich Smart Home sind wir in der Lage, Tests unter Normbedingungen durchzuführen. So können wir fluid- und thermodynamische Prozesse messtechnisch erfassen und dieses Wissen gezielt in den Bereich der modellbasierten Entwicklung einfließen lassen. Hierdurch lassen sich bspw. Zertifizierungen o.ä. Schritte der Produktentwicklung durchführen.

Elektroniklabore

Hier bieten wir die Möglichkeiten, innovative Komponenten zu entwickeln, aufzubauen und zu testen. Dabei unterstützt uns ein umfangreiches Equipment aus den Bereichen der Fertigung und Messtechnik von der Mikroelektronik bis hin zu automatisierungstechnischen Lösungen.

Maschinenlabor

Für den Maschinen- und Anlagenbau entwickeln und fertigen wir innovative Labormuster, die wir in unserem Maschinenlabor aufbauen und betreiben können. Hier stehen moderne Fertigungs- und Bearbeitungsmaschinen sowie gängige Konstruktions- und Auslegungswerkzeuge zur Verfügung.

Unser Angebot

Selbstoptimierung

Selbstoptimierung

Das Verhalten selbstoptimierender Systeme ist adaptiv, robust und vorausschauend. Sie sind in der Lage die Systemumgebung wahrzunehmen sowie zu analysieren, Rückschlüsse auf den eigenen Systemzustand zu ziehen und entsprechend dem Systemzweck ein optimiertes Systemverhalten im Betrieb zu planen und umzusetzen.

Aufgrund der großen Bandbreite unterschiedlicher Fragestellungen und der Vielzahl der beteiligten technischen Domänen ergeben sich im Maschinenbau zahlreiche Möglichkeiten, handlungsfähige, selbstoptimierende Systeme zu entwerfen.

Wir entwickeln mit Ihnen eine Strategie für Ihren Weg zu einem selbstoptimierenden System. So wird zunächst eine Situations-, Bedarfs-, und Potentialanalyse durchgeführt und Ihr unternehmensspezifischer Handlungsbedarf abgeleitet.

 

Basierend auf unserer langjährigen Erfahrung unterstützen wir Sie bei der Auswahl benötigter Sensoren, Aktoren und Steuerungen, um Schritte zur Selbstoptimierung zu bewältigen und entwickeln bedarfsgerechte Lösungen.

Kontakt

Christian Henke

Contact Press / Media

Dr.-Ing. Christian Henke

Abteilungsleiter

Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM
Zukunftsmeile 1
33102 Paderborn

Telefon +49 5251 5465-126

Fax +49 5251 5465-102

Automatisierungstechnik

Automatisierungstechnik

Die Automatisierungstechnik befindet sich längst mitten im Wandel zu Industrie 4.0 und Cyber-Physischen-Systemen. Wachstumstreiber sind Digitalisierung und Vernetzung sowie die zunehmende Nachfrage nach individuellen Automatisierungslösungen.

Wir entwickeln mit Ihnen neuartige, automatisierungstechnische Hardware- und Softwarekomponenten. Diese werden benötigt auf dem Weg zur intelligenten Fabrik, die sich durch Wandlungsfähigkeit, Ressourceneffizienz und Benutzungsfreundlichkeit sowie durch moderne Geschäfts- und Wertschöpfungsprozesse auszeichnet.

Die neuartigen Lösungselemente stellen die Grundlage für den angestrebten Innovationssprung des Maschinen- und Anlagenbaus hin zu intelligenten Systemen dar.

Unsere Leistungen im Überblick

  • Modellbasierte Entwicklung in der Automatisierungstechnik
  • Entwicklung von Robotik-Sonderlösungen
  • Mess-, Diagnosesysteme und Condition Monitoring Systeme
  • Innovative Aktorsysteme

Kontakt

Christian Henke

Contact Press / Media

Dr.-Ing. Christian Henke

Abteilungsleiter

Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM
Zukunftsmeile 1
33102 Paderborn

Telefon +49 5251 5465-126

Fax +49 5251 5465-102

Entwicklung mechatronischer Fahrwerksysteme

Fahrzeugtechnik

Durch viele zusätzliche elektronische Systeme mit hohen Softwareanteilen und der damit einhergehenden Zunahme an Produktvarianten steigt die Komplexität des Gesamtsystems. Insbesondere nehmen die Abhängigkeiten zwischen den an der Entwicklung beteiligten Fachdisziplinen massiv zu. Hier werden Methoden und Entwicklungswerkzeuge benötigt, die eine fachdisziplinübergreifende Modellierung komplexer mechatronischer Systeme und deren frühzeitige Simulation erlauben.


Ihr Fragen und Bedürfnisse

  • Wie können die Mobilitätseigenschaften bestehender Fahrwerke gesteigert werden?
  • Wie kann eine Anpassung an unterschiedliche Fahrzustände erfolgen?
  • Wie kann das System hinsichtlich Bauraum und Gewicht optimiert werden?
  • Wie sehen Fahrwerkkonzepte für Folgegenerationen aus?

Wir entwickeln mechatronische Fahrwerksysteme und übertragen dafür die Kompetenzen Modellbildung und Simulation sowie Prototypen und Funktionsmusterbau auf Fahrwerksysteme. Dabei profitieren wir von umfangreichen Erfahrungen und Wissen aus vorangegangenen bzw. aktuell laufenden Industrieprojekten.


Unsere Leistungen

  • Entwurf und Konstruktion
  • Modellbildung und Simulation
  • Reglerentwurf und Optimierung
  • Sensorik und Messtechnik
  • Prüfstandsentwicklung und -aufbau

Zur Verfügung stehen umfangreiche

  • Entwicklungswerkzeuge
  • Entwicklungsumgebungen sowie
  • hydraulische Test- und Prüfumgebungen

Kontakt

Christian Henke

Contact Press / Media

Dr.-Ing. Christian Henke

Abteilungsleiter

Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM
Zukunftsmeile 1
33102 Paderborn

Telefon +49 5251 5465-126

Fax +49 5251 5465-102

Christopher Lankeit

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Dipl.-Wirt.-Ing. Christopher Lankeit

Gruppenleiter

Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM
Zukunftsmeile 1
33102 Paderborn

Telefon +49 5251 5465-125

Fax +49 5251 5465-102

Hausgerätetechnik

Hausgerätetechnik

Im Zeitalter der Vernetzung von intelligenten technischen Systemen wird die Entwicklung zunehmend umfangreicher. Multidisziplinäre Funktionalitätserweiterungen stehen hierbei im Fokus der Hausgeräte der Zukunft.

Hier sind effiziente Entwicklungsmethodiken gefragt, die eine qualitative Entwicklung und Absicherung innovativer Funktionalitäten im Kontext Smart Home ermöglichen.

Zur Bewältigung der resultierenden Herausforderungen entwickeln und integrieren wir Methoden der modellbasierten Entwicklung im Bereich der Steuergeräteentwicklung. Neben der Virtualisierung von multi-physikalischen Vorgängen integrieren wir Testmethoden der X-in-the-Loop-Technologien in die gelebte Entwicklung von Unternehmen.

Unsere Leistungen im Überblick

  • Multidisziplinäre Modellbildung und Simulation im Kontext Smart Home
  • X-in-the-Loop-Technologie
  • Beratung zu den einzelnen Technologie-Inhalten
  • Umsetzung der Technologien für Kunden
  • Integration in Entwicklung
  • Kundenspezifischer Einsatz von Embedded Engineering Methoden und Werkzeugen
  • Ganzheitliche modellbasierte Steuergeräteentwicklung
  • Prüfstandskonzipierung und -aufbau

Kontakt

Christian Henke

Contact Press / Media

Dr.-Ing. Christian Henke

Abteilungsleiter

Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM
Zukunftsmeile 1
33102 Paderborn

Telefon +49 5251 5465-126

Fax +49 5251 5465-102

Jan Michael

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M.Sc. Jan Michael

Gruppenleiter

Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM
Zukunftsmeile 1
33102 Paderborn

Telefon +49 5251 5465-264

Fax +49 5251 5465-102