Zielstellung dieser Arbeit ist es, Methodik und Verfahren zur Modellierung von Leistungshalbleitern zu erarbeiten, um die Verfügbarkeit und Handhabbarkeit dieser Modelle für die Schaltungsanalyse zu erhöhen. Ausgangspunkt ist eine Analyse der Anforderung und ein Vergleich mit den gegebenen ökonomischen und fachlichen Möglichkeiten. Im Ergebnis wird ein hierarchischer Aufbau von Verhaltensmodellen befürwortet. Die zur Modellrealisierung benötigten Techniken werden vorgestellt. Das erarbeitete Verfahren zur verhaltensbeschreibenden Modellierung erfordert eine am Modellumfang orientierte Wahl der Beschreibungssprache und zeichnet sich durch Verwendung von Datenblattangaben zur Parametrisierung und geringem Simulationszeitbedarf der Modelle aus. Für diskrete Einzelhalbleiter werden physikalisch interpretierbare Ersatzschaltungen auf Grund ihrer hoher Anschaulichkeit und der erreichbaren Portabilität der Modelle bevorzugt, komplexere Modelle mit Steuer- und Schutzeinrichtungen sind mit Zustandsbeschreibungen zu kombinieren. Der allgemeingültige Ansatz ist auf beliebige Leistungshalbleiter anwendbar und wird ausführlich anhand des IGBT, von Smart-Power-Elementen und anderer Bauelemente dargelegt.

Einführung Die aktuelle Situation in der Produktentwicklung ist durch zunehmend dynamische und komplexe Aufgabenstellungen gekennzeichnet. Die Entwicklung eines Produktes ist kein linearer Prozess, der kontinuierlich über klar definierte Schritte zum Ziel geführt wird. Nur wenige Produkte werden neu konstruiert, meist handelt es sich dabei aber um Anpassungs-, Änderungs- oder Variantenkonstruktionen (Vajna 1982, Pahl & Beitz 1986). Ein weiterer Aspekt bei der Entwicklung ist, dass die dort verwendeten Prozesse schnell und ohne großen Aufwand in Prozessmanagementwerkzeuge eingebunden werden müssen. Diese Werkzeuge wiederum verwenden verschiedene Modellierungsansätze, wie z.B. die Netzplantechnik, die Design Structure Matrix (DSM) und die Containermodellierung. Gegenstand dieses Beitrages ist es, diese verschiedenen Ansätze zu analysieren und ihre Vor- bzw. Nachteile aufzuzeigen. Dabei hat sich herausgestellt, dass es vorteilhaft ist, eine Kombination der zuvor genannten Methoden zu verwenden. Des Weiteren werden auch die Schnittstellen von BPMN, DSM und Containermodellierung näher beleuchtet.

Einführung Die aktuelle Situation in der Produktentwicklung ist durch zunehmend dynamische und komplexe Aufgabenstellungen gekennzeichnet. Die Entwicklung eines Produktes ist kein linearer Prozess, der kontinuierlich über klar definierte Schritte zum Ziel geführt wird. Nur wenige Produkte werden neu konstruiert, meist handelt es sich dabei aber um Anpassungs-, Änderungs- oder Variantenkonstruktionen (Vajna 1982, Pahl & Beitz 1986). Ein weiterer Aspekt bei der Entwicklung ist, dass die dort verwendeten Prozesse schnell und ohne großen Aufwand in Prozessmanagementwerkzeuge eingebunden werden müssen. Diese Werkzeuge wiederum verwenden verschiedene Modellierungsansätze, wie z.B. die Netzplantechnik, die Design Structure Matrix (DSM) und die Containermodellierung. Gegenstand dieses Beitrages ist es, diese verschiedenen Ansätze zu analysieren und ihre Vor- bzw. Nachteile aufzuzeigen. Dabei hat sich herausgestellt, dass es vorteilhaft ist, eine Kombination der zuvor genannten Methoden zu verwenden. Des Weiteren werden auch die Schnittstellen von BPMN, DSM und Containermodellierung näher beleuchtet.

Zielstellung dieser Arbeit ist es, Methodik und Verfahren zur Modellierung von Leistungshalbleitern zu erarbeiten, um die Verfügbarkeit und Handhabbarkeit dieser Modelle für die Schaltungsanalyse zu erhöhen. Ausgangspunkt ist eine Analyse der Anforderung und ein Vergleich mit den gegebenen ökonomischen und fachlichen Möglichkeiten. Im Ergebnis wird ein hierarchischer Aufbau von Verhaltensmodellen befürwortet. Die zur Modellrealisierung benötigten Techniken werden vorgestellt. Das erarbeitete Verfahren zur verhaltensbeschreibenden Modellierung erfordert eine am Modellumfang orientierte Wahl der Beschreibungssprache und zeichnet sich durch Verwendung von Datenblattangaben zur Parametrisierung und geringem Simulationszeitbedarf der Modelle aus. Für diskrete Einzelhalbleiter werden physikalisch interpretierbare Ersatzschaltungen auf Grund ihrer hoher Anschaulichkeit und der erreichbaren Portabilität der Modelle bevorzugt, komplexere Modelle mit Steuer- und Schutzeinrichtungen sind mit Zustandsbeschreibungen zu kombinieren. Der allgemeingültige Ansatz ist auf beliebige Leistungshalbleiter anwendbar und wird ausführlich anhand des IGBT, von Smart-Power-Elementen und anderer Bauelemente dargelegt.

MBSE-Model-Based Systems Engineering wird als vielversprechender Ansatz gesehen, die steigende Komplexität heutiger Produktentwicklungsprozesse beherrschbar zu machen. Bei der Einführung und Umsetzung von MBSE existieren jedoch hohe Einstiegshürden, insbesondere, wenn formale Modellierungssprachen wie SysML für Modellierungsaktivitäten verwendet werden. Gleichzeitig bieten formale Modellierungssprachen jedoch Vorteile bei der Ermöglichung einer domänenübergreifenden Kommunikation und dem Informationsaustausch. Dieser Beitrag beschreibt einen Ansatz zur nutzer- und aufgabengerechten Unterstützung von Modellierungsaktivitäten mittels formaler Modellierungssprachen im Kontext des MBSE. Ziel des Ansatzes ist es, die Modellierung auf die Bedarfe und Aufgaben einzelner Anwender bzw. deren Rolle im Produktentwicklungsprozess zu fokussieren und somit einen gezielteren Zugang zur Modellierung zu ermöglichen. Hierzu werden Ansätze aus dem Bereich Architekturframeworks zur Strukturierung von Modellen mittels Bedarfs-getriebener Sichten mit einer Aktivitäts-getriebenen Formalisierung von Methoden des MBSE kombiniert. Methoden des MBSE werden in einzelne Modellierungsaktivitäten unterteilt und diese mit Sichten aus einem Architekturframework, die die Modellierungsaktivität unterstützen, verknüpft. Somit wird einerseits eine klare Strukturierung des Modells nach Sichten und andererseits eine gezielte und eindeutige Durchführung bedarfsgerechter Methoden des MBSE ermöglicht.

The efficiency of hydraulic drive systems in mobile machines is influenced by several factors, like the operators’ guidance, weather conditions, material respectively loading properties and primarily the working cycle. This leads to varying operation points, which have to be performed by the drive system. Regarding efficiency analysis, the usage of standardized working cycles gained through measurements or synthetically generated is state of the art. Thereby, only a small extract of the real usage profile is taken into account. This contribution deals with process pattern recognition (PPR) and frequency based efficiency evaluation to gain more precise information and conclusion for the drive design of mobile machines. By the example of an 18 t mobile excavator, the recognition system using Hidden – Markov - Models (HMM) and the efficiency evaluation process by means of backwards simulation of measured operation points will be described.