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Deutsches Forschungsprojekt „SimCelerate“ gestartet

Dresden, 20. September 2011 – Die ITI GmbH, eines der führenden Software- und Engineeringunternehmen im Bereich Systemsimulation, entwickelt gemeinsam mit den Projektpartnern SET GmbH Wangen und Forschungszentrum Informatik Karlsruhe im Rahmen des Projektes „SimCelerate“ Softwarelösungen für die Echtzeitsimulation von Elektromotoren. Damit reagiert das Team auf die steigende Nachfrage nach elektrischen Antrieben in der Automobilindustrie. Das Projekt „SimCelerate“ (Förderkennzeichen 01M3196) mit einer Laufzeit von zwei Jahren wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Das Projekt ist Teil des „KMU-innovativ“-Programms, welches im Rahmen der Hightech-Strategie der Bundesregierung gezielt die Zusammenarbeit von mittelständigen Unternehmen mit Universitäten und Forschungseinrichtungen unterstützt. Das Projekt ist auf zwei Jahre Laufzeit angelegt und wird durch die beiden Industriepartner etwa zur Hälfte finanziert.

Durch die Etablierung elektrischer Antriebe in Fahrzeugen steigen die Anforderungen an Testlösungen. Hardware-in-the-Loop (HiL) Simulationen zum Test eingebetteter Systeme sind hier nicht mehr wegzudenken. Dabei werden Komponenten der Regelstrecke, also des Fahrzeuges, durch ein in Echtzeit berechnetes Simulationsmodell ersetzt. Dieses Modell wird dann über die elektrischen Sensor- und Aktorsignale mit dem zu testenden Steuergerät verbunden, dem so eine virtuelle Realität vorgespiegelt wird.

Diese Art des Tests bietet eine Reihe von Vorteilen. Es kann bereits mit dem Test begonnen werden, bevor ein realer Prototyp des Fahrzeuges verfügbar ist. In den virtuellen Prototyp können gefahrlos und reproduzierbar Fehler eingebaut werden, die in der Realität zu einer Zerstörung des Bauteils führen würden. Testszenarien können beliebig oft reproduziert werden.

Damit HiL-Tests wirklich belastbare Ergebnisse liefern, müssen die Echtzeitmodelle der Komponenten natürlich eine hohe Übereinstimmung mit der Realität aufweisen. Speziell für Elektromotoren mit ihrer hohen Dynamik ist das mit herkömmlicher Rechentechnik nur mit Abstrichen realisierbar. Gefordert sind hier hochparallel arbeitende Hardwarekomponenten, die in der Lage sind, die hinterlegten rechenintensiven Modelle in Echtzeit zu simulieren. Die Entwicklung der Modelle für diese Art von Hardware ist derzeit allerdings mit einem hohen Aufwand verbunden. Sie können nicht mit herkömmlichen Modellierungstechniken erstellt werden. Stattdessen müssen bisher spezielle Hardwaresynthesesprachen verwendet werden, die primär nicht zur Modellierung physikalischer Systeme ausgelegt sind. Das führt zu einem aufwändigen Entwicklungsprozess, an dessen Ende zumeist wenig flexible Modelle stehen.

Genau hier setzt das Forschungsprojekt „SimCelerate“ an, in dem sich die Partner ITI GmbH Dresden, die SET GmbH Wangen und das Forschungszentrum Informatik Karlsruhe zusammengeschlossen haben. Es hat sich zum Ziel gesetzt, speziell für die Echtzeitsimulation geeignete Motormodelle zu erstellen. Gleichzeitig werden Verfahren entwickelt, mit denen diese Modelle nahtlos auf hochparallele Rechenhardware übertragen werden können.

Als Hersteller des CAE- und Simulationswerkzeugs SimulationX wird ITI den echtzeitfähigen Simulationsansatz als Analyse-Backend in das Produkt einbringen. Die Beiträge von SET für das Gemeinschaftsprojekt basieren auf seinen Erfahrungen in der Elektromotor-Emulation. Das FZI nimmt die Rolle eines Technologiepartners ein und unterstützt die beteiligten Unternehmen als Forschungstransfereinrichtung.

 

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Über die ITI Gruppe
Gegründet 1990, gehört ITI zu den führenden Software- und Engineering-Unternehmen im Bereich Systemsimulation. ITI entwickelt Simulationssoftware für Ingenieure und Wissenschaftler in Industrie und Lehre. Den Entstehungsprozess neuer Produkte begleitet das Unternehmen mit umfangreichen Dienstleistungen. Workshops und Seminare der ITI Academy runden das Angebot ab. Weltweit setzen mehr als 700 Kunden aus der Automobilindustrie, Energie- und Gerätetechnik, Luft- und Raumfahrt sowie aus dem Maschinen- und Schiffbau auf die ITI-Simulationslösungen. Zum ITI-Kundenkreis zählen renommierte Unternehmen wie ABB, BMW, Baker Hughes, Caterpillar, Continental, Daimler, Hitachi, Husky, Liebherr, Mitsubishi, Nikon, Schaeffler, Siemens, Sumitomo und Volkswagen. Neben dem Hauptsitz in Dresden / Deutschland ist ITI in Frankreich und Großbritannien mit Tochtergesellschaften präsent. Mit Distributoren in mehr als 35 Ländern verfügt das Unternehmen zudem über ein breites Netzwerk eigenständiger Vertriebs- und Servicepartner. Mehr Informationen zum Unternehmen und ITI-Angebot sind verfügbar unter www.itisim.com

Über SimulationX
Die Software SimulationX bestimmt das Niveau in Modellierung, Simulation und Optimierung komplexer mechatronischer Systeme. Im Unterschied zu anderer am Markt erhältlichen CAE-Software (FEM, CFD, MKS) unterstützt ITI ihre Kunden bei
Entwurf, Analyse und Optimierung des Gesamtsystems einschließlich aller Teilsysteme auf einer Plattform. Nutzer profitieren von einer Vielzahl von sofort einsatzbereiten Modellbibliotheken, die eine Simulation des Zusammenwirkens verschiedener physikalischer Effekte ermöglichen – von der 1D-Mechanik, Mehrkörpersystemen, Antriebstechnik über Hydraulik, Pneumatik und Thermodynamik bis hin zu Elektrik, Magnetik sowie analoge und digitale Regelungstechnik – Postprocessing inklusive. Mehr als 500 sofort einsatzbereite Elementtypen und über 300 Beispielmodelle aus 11 Anwendungsgebieten vereinfachen und beschleunigen die Modellierung. SimulationX unterstützt die Modellbeschreibungssprache Modelica® und bietet offene, vollständige CAx-Schnittstellen an. Mehr Informationen zum Produkt sind verfügbar unter www.simulationx.com.

SET GmbH - Smart Embedded Technologies
Die SET GmbH wurde 2001 gegründet und beschäftigt gegenwärtig etwa 35 Mitarbeiter am Firmensitz in Wangen. Heute entwickelt und produziert die SET GmbH Elektroniksysteme für führende Hersteller aus der Luftfahrt- und Automobilindustrie. Von der Steuer- und Leistungselektronik bis zum Echtzeit- Testsystem verfügt das Unternehmen über ein breites Spektrum an Erfahrung und technischem Know-how. Von der ersten selbstentwickelten Elektronikmodulen bis zu den modularen und intelligenten Mess-Systemen der jüngsten Generation, hat die Firma ihre Kernkompetenzen in der Elektronik systematisch erweitert. Das derzeit innovativste Ergebnis des noch jungen Unternehmens sind die sogenannten Elektromotor-Emulatoren. Diese Geräte bilden Elektromotoren auf der elektrischen Anschlussebene originalgetreu nach und erlangen heute zunehmend Bedeutung als Testwerkzeug für elektromotorische Antriebsstränge.

 

FZI Forschungszentrum Informatik
Das FZI Forschungszentrum Informatik ist eine dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) beigeordnete gemeinnützige Forschungstransfer-Einrichtung des Landes Baden-Württemberg. Mit einem interdisziplinären Team aus über 150 Wissenschaftlern entwickeln wir für unsere Geschäfts- und Forschungspartner Lösungen für innovative Produkte, Dienstleistungen und Geschäftsprozesse. Der Forschungsbereich „Embedded Systems & Sensors Engineering“ (ESS) am FZI beschäftigt sich mit innovativen Technologien, Entwurfsmethoden und Anwendungen für eingebettete Systeme. Schwerpunkte der Arbeiten bilden interdisziplinäre, technologieübergreifende Forschungsprojekte und innovative Anwendungen eingebetteter Systeme in der Automobilelektronik, der Industrieautomation und der Medizintechnik.