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VDI-Fachbereich

Autonome Systeme & Mechatronik

Bild: FeelGoodLuck/Shutterstock.com

Was mir besonders gefällt: "Autonome Systeme & Mechatronik" verbindet Welten: das Internet mit realen Systemen, die Algorithmik mit der Hardware und die Wissenschaft mit der industriellen Praxis."

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. med. Dr. h.c. Steffen Leonhardt, Vorsitzender des VDI-Fachbeirats Autonome Systeme & Mechatronik

VDI/VDE-Fachbereich Autonome Systeme & Mechatronik

Ob in Haushalt oder Garten, in der Industrie oder in der Medizin: Roboter sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. In allen Bereichen geht es im Kern darum, auf Basis von künstlicher Intelligenz Anwendungen zu entwickeln, die den Menschen nicht nur unterstützen, sondern ihn auch vor gefährlichen, anstrengenden oder monotonen Arbeiten schützen.

Die Medizin gewinnt zum Beispiel durch Vernetzung und künstliche Intelligenz optimale Möglichkeiten zur Diagnostik. Und dank moderner Medizintechnik lassen sich Operationen minimalinvasiv durchführen. Im Bereich des Verkehrs verspricht die zunehmende Automatisierung eine deutliche Entlastung der Straßen – und mehr Sicherheit. In der Industrie bringen schon heute autonome Transportsysteme Werkzeuge und Materialien zu den Menschen.

Ohne „Things“ kein „Internet of Things“

Anders ausgedrückt: Ohne Sensoren gibt es keine Informationen, und ohne Aktoren gelangen diese Informationen nicht in die „reale Welt“. Die Kombination dieser beiden Aspekte mit realen Objekten, eingebetteten Systemen und modernen Materialien stellen die bedeutenden Trends dar. Das gilt für die Wirtschaft und die Industrie, aber auch für die private Umwelt. Steuerungs- und Regeltechnik sind die Voraussetzung für alle autonomen Systeme. Mit Hilfe dieser Grundbausteine der Mechatronik werden aus Informationen überhaupt erst reale Anwendungen.

Der VDI-Fachbereich Autonome Systeme & Mechatronik im Detail

Regelungstechnik und neue Arten der Aktorik in Medizin-, Energie- und Kraftfahrttechnik finden sich im VDI-Fachbereich Autonome Systeme & Mechatronik ebenso wieder wie Methoden des System Engineering, ohne dass derart komplexe Systeme gar nicht zu entwickeln sind.

Der VDI-Fachbereich Autonome Systeme und Mechatronik erarbeitet in neun Fachausschüssen und zusammen mit knapp 200 Expert*innen aus Industrie, Forschung und Wissenschaft Standards und Handlungsempfehlungen. Gemeinsam mit Industrie und Hochschulen spezifiziert er Forschungsbedarfe. Darüber hinaus konzipiert er Expertenforen und Tagungen. So gestaltet der Fachbereich das wichtige Feld der Applikationen für den Wissens- und Wirtschaftsstandort Deutschland aktiv mit.

Zukunftsmusik: Die Schwerpunkte des Fachbereichs

Die Themen des Fachbereichs umspannen Fragestellungen von der Mechatronik bis zur Digitalisierung von Energiesystemen, von Regelungen für Kraftfahrzeuge oder Stellgeräte für Gase und Flüssigkeiten bis zu Smart Materials, von Robotik bis zu Medizintechnik. Dabei stehen Aspekte wie Motion Control, Regelung von Synchronmaschinen und Transformatoren, die Fachtagung „AUTOREG“, Funktionsmaterialien für mechatronische Produkte, interdisziplinäre Produktentstehung oder Systemführung und Netzregelung im Fokus der Fachbereichsarbeit.

Wichtige Dokumente aus dem VDI-Fachbereich Autonome Systeme & Mechatronik

VDI/VDE-Richtlinien aus dem Fachbereich Autonome Systeme & Mechatronik

Unsere Fachausschüsse

Gremium Beschreibung Vorsitz Stellvertretung Mitglieder
VDI/VDE-GMA FA 4.10 Interdisziplinäre Produktentstehung

Nicht erst im Zuge der Digitalen Transformation unterliegt insbesondere die Produktentstehung einem massiven Wandel. Die Veränderungen erhielten mit dem Einzug der Informations- und Kommunikationstechnologien in den Entwicklungsprozess, in die Produkte selbst und ihre Produktion vollkommen neue Aspekte, die in dem bisher häufig verwendeten, aus der Softwareentwicklung stammenden V-Modell, nicht genügend Berücksichtigung fanden. Diesen muss Rechnung getragen werden, insbesondere bei einer integralen Betrachtungsweise der Produktentstehung, zu der die strategische Produktplanung, das Innovationsmanagement, die Entwicklung und die Produktionsvorbereitung gehören.

 Im Fachausschuss werden die Veränderungen hin zu einer intelligenten, vernetzten Vorgehensweise in der Produktentstehung aufgenommen, um unter anderem in die Überarbeitung der VDI 2206 "Entwicklungsmethodik für mechatronische Systeme" einzufließen. Anhand konkreter Beispiele aus Unternehmen werden die Produktentstehungsprozesse validiert. Ziel ist, eine Richtlinie zu entwickeln, die Unternehmen Unterstützung bietet, Produkte zu entwickeln, die mechanische, elektronische und informatorische Bausteine vereinen und Cyber Physische Systeme darstellen oder Teile davon sind. Die Produktentstehung in interdisziplinären Teams, die geprägt sind durch zunehmende Kooperation von Herstellern und Zulieferern sowie die Vorgehensweise auf Basis digitaler Modelle, sind wichtige Teile dieser Betrachtungen ebenso wie die Integration des Lebenszyklus der Produkte mit den Aspekten Nachhaltigkeit und Recycling.

Prof. Dr.-Ing. Iris Gräßler Prof. Dr.-Ing. Michael Dattner Prof. Dr.-Ing. Torsten Bertram
Prof. Dr.-Ing. Martin Bothen
Dr.-Ing. Tobias Bruckmann
Dipl.-Ing. Thomas Ehl
M.Sc. Julian Hentze
M.Sc. Philipp Hesse
Dr. Iryna Mozgova
Prof. Dr.-Ing. Stephan Rinderknecht
Dr.-Ing. Maximilian Schneider
Dr.-Ing. Guido Stollt
Dr.-Ing. Christoph Termühlen
M.Sc. Henrik Thiele
und weitere Experten
VDI/VDE-GMA FA 4.14 Stellgeräte für strömende Stoffe

Der fachliche Schwerpunkte des Fachausschusses liegt in der Ausführung von Stellgeräten und ihrer Anwendung und dem Einsatz von Stellgeräten in der Praxis. Im Fachausschuss werden Richtlinien zum austauschbaren Anbau von Stellungsreglern, Richtlinien zu Strömungstechnischen Kennwerten von Hub- und Schwenkarmaturen sowie Richtlinien zu den strömungstechnscihen Kennwerten von Hub- und Schwenkarmaturen sowie Richtlinien zur Auslegung von Antrieben für Regel- und Absperrarmaturen. 

Darüber hinaus liegt der Fokus auf der nationalen und internationalen Normung von Stellgeräten und ihrem Zubehör. Es werden Erklärungen für den Anwender über die Hintergründe und die Zusammenhänge erarbeitet, die die internationale Normung (EN, IEC) nicht bieten können.

Das Ziel der Arbeiten des Fachausschusses ist, über die Erarbeitung von Standards hinaus, der Erfahrungsaustausch der Mitglieder. Dabei versteht sich der Ausschuss als Verbindungsstelle zwischen Anwendern und Herstellern und bietet ein neutrales Fachgremium zum Erarbeiten von Veröffentlichungen und Richtlinien und zur Kommunikation mit anderen Fachgremien. 

Zudem wird die europäische Druckgeräterichtlinie, speziell für Stellgeräte, umgesetzt. Außerdem werden aktuelle Normungaktivitäten verfolgt und auf diese Einfluss genommen. Zum Teil werden diese Normungsaktivitäten durch Richtlinien ergänzt.

Dipl.-Phys. Lothar Grutesen Matko Dijkman Tamas Csuri
Dipl.-Ing. (FH) Jürgen Ehmann
Matthias Hauth
Dipl.-Ing. Barbara Hethey
Dipl.-Ing. Karlheinz Jürgens
Dipl.-Ing. (FH) Peter Konzack
Rüdiger Roth
Dipl.-Ing. Mark Schmidt
M.B.A.+ Eng. Klaus Scholl
Dr. Joachim Seckler
Sven Seintsch
Dipl.-Ing. Volker Seppendorf
Ing. Daniel Walder
und weitere Experten
VDI/VDE-GMA FA 4.15 Mechatronik

Die zunehmende Komplexität und Heterogenität zukünftiger Innovationen erfordern Methoden, Werkzeuge und Vorgehensweise zur Entwicklung mechatronischer Systeme. Kern des Fachausschusses sind daher die Methoden- und Werkzeugkompetenz zur modellbasierten Entwicklung mechatronischer Systeme. Diese finden internationale Anerkennung. 

Der Fachausschuss dient in erster Linie dem Austausch von Personen, die aufkommende neue Technologien in die Mechatronik einbinden können. Es besteht daher ein reger Austausch mit anderen anwendungsorientierten Fachausschüssen wie AUTOREG, AUTOMED oder dem "Systemhaus" der FVDI-Fchgesellschaft Produkt- und Prozessgestaltung, von denen regelmäßig Vortragende in den Fachausschuss eingeladen werden. 
Zielbranchen sind sowohl national als auch international groß, hinzukommt der demografische Wandel, der von mechatronischen Systemen begleitet wird (z.B. Automobil, Luftfahrt, Produktionstechnik, Robotik, Medizintechnik).

Wesentliches Produkt des Fachausschusses sind die halbjährlichen Sitzungen mit Wissens- sowie Erfahrungsaustausch und Anregungen aus der Wirtschaft in Richtung Wissenschaft. Die aktuelllen Trends, die hier betrachtet werden, reichen von der Vernetzung mechatronischer Systeme und Nutzung von externen Daten und Diensten und der Entwicklung mechatronischer Systeme in der Virtual und Augmented Reality über den Einsatz von maschinellem Lernen, um z.B. Erfahrungen für mechatronische Systeme nutzbar zu machenIntensive Mensch-Maschine-Kollaboration, Aufhebung der Trennung von Arbeiträumen bis hin zur Mensch-Maschine-Kollaboration, Aufhebung der Trennung von Arbeiträumen. 

Prof. Dr.-Ing. Torsten Bertram - Nicht alle Mitglieder haben einer Anzeige im Internet zugestimmt
VDI/VDE-GMA FA 4.16 Smart Materials and Systems

Die neuen Systeme in der Industrie sollen kompakt und energieeffizient, agil, flexibel, adaptiv und multifunktional sein! Eine Utopie? Keineswegs! Steuerbare Materialien oder Smart Materials sind in der Industrie angekommen. In Zusammenarbeit mit dem deutschen Formgedächtnislegierungsnetzwerk (www.FGL-netzwerk.de) veranstaltet der GMA-Fachausschuss 4.16 „Funktionsmaterialien für Mechatronische Systeme“ alle zwei Jahre das VDI Expertenforum Smart Materials. 

Smarte Materialien haben in den letzten Jahren rasant an Bedeutung gewonnen und stehen vielfach bereits in oder unmittelbar vor der industriellen Anwendung. Sie bieten die Besonderheit des „Self-Sensing“, das heißt, sie besitzen neben aktorischen gleichzeitig auch sensorische Eigenschaften. Sie kommen daher ohne externe Sensorik aus und bieten darüber hinaus die Möglichkeit zur Zustandsüberwachung („Self-Monitoring“). So lassen sich extrem kompakte und intelligente Lösungen aufbauen, die sich speziell für mechatronische Systeme eignen. Weiterhin bieten sie oft Vorteile in Bezug auf Energieeffizienz, Bauraum und Kosten und stellen somit eine innovative Alternative zu konventionellen Antrieben wie Elektromotoren, Hydraulik oder Pneumatik dar. 

Im Fachausschuss tauschen sich Experten und junge Wissenschaftler über die Smarten Materialien u.a. im Automobil- und Luftfahrtbereich, in der Medizintechnik oder in der industriellen Automatisierungstechnik, wo sie speziell für zukünftige Industrie 4.0-Anwendungen von großem Interesse sind, aus. 

Prof. Dr.-Ing. Stefan Seelecke Prof. Dr.-Ing. Jürgen Maas Nicht alle Mitglieder haben einer Anzeige im Internet zugestimmt
VDI/VDE-GMA FA 4.20 Digitalisierung von Energiesystemen - Dr.-Ing. Bernhard Meerbeck Prof. Dr.-Ing. Henning Zindler Nicht alle Mitglieder haben einer Anzeige im Internet zugestimmt
VDI/VDE-GMA FA 4.21 Regelung von Synchronmaschinen und Transformatoren

Die fachlichen Schwerpunkte des Fachausschusses reichen vom dynamischen Verhalten von Synchronmaschinen, Erregereinrichtungen und Spannungsreglern bis zur Simulation von Synchronmaschinen.

Ziele der Arbeiten des Fachausschusses sind Gesprächsforum zwischen EVU, Industrie und Hochschulen sowie der Erfahrungsaustausch der Mitglieder. Ein wichtiger Schwerpunkt ist die Erarbeitung von Richtlinien auf dem Gebiet der Regelung von Synchronmaschinen.

Prof. Dr. Rüdiger Kutzner Dipl.-Ing. Martin Lösing Nicht alle Mitglieder haben einer Anzeige im Internet zugestimmt
VDI/VDE-GMA FA 4.30 AUTOREG

Die Zielstellung des Ausschusses folgt aus den für zukünftige Kraftfahrzeuge und Motoren in zunehmendem Maße notwendigen Methoden der Mess-, Regelungstechnik und Mechatronik.  

Die behandelten Themen und Vorträge liegen auf dem Gebiet der Dynamik und Regelung von Fahrzeugen und Motoren. Hier stehen insbesondere die Methoden und Tools der Modellbildung und Simulation und ihr Einsatz zum Entwurf von Steuerungen und Regelungen und Diagnosesystemen im Vordergrund. 

Auf der Seite der Fahrzeuge liegen die Themenschwerpunkte z. B. bei aktiven Fahrwerken, Fahrdynamik-Regelungen, Drive-by-wire-Systemen, Bordnetz-Management und der elektronischen Vernetzung der verschiedenen Steuergeräte.

Bei den Verbrennungsmotoren werden z. B. Vermessungsstrategien für Motorenprüfstände, die Steuerung und Regelung von Hochdruck-Einspritzsystemen, Verbrennungs-, Turbolader-, Abgasrückführ- und Abgasnachbehandlungs-Regelungen sowie Diagnosemethoden behandelt.

Es werden ferner Regelungen von Brennstoffzellen-, Elektro- und Hybridantrieben betrachtet. Besondere Berücksichtigung finden die Betrachtung von Kraftfahrzeugen als mechatronisches Gesamtsystem, der systematische Einsatz moderner Entwurfs-Methoden und Software-Tools und Fahrzeugsystem-Architekturen.Der Ausschuss trifft sich etwa halbjährlich mit jeweils drei Vorträgen. Die Sitzungen finden in Frankfurt am Main statt.

Prof. Dr.-Ing. Ferdinand Svaricek - Nicht alle Mitglieder haben einer Anzeige im Internet zugestimmt
Dr.-Ing. Dagmar Dirzus
Ihre Ansprechpartnerin

Dr.-Ing. Dagmar Dirzus

Geschäftsführerin der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik