Auf dem Weg zur intelligenten Maschine

Wie lässt sich die Funktionsvielfalt technischer Systeme durch elektronische Automatisierung verbessern? Wie kann man ressourcenschonende und weniger störanfällige Maschinen bauen? Was zeichnet „intelligente“, mit Mikroelektronik ausgestattete, gegenüber „konventionellen“ technischen Systemen aus? Diese und ähnliche Fragen standen im Mittelpunkt des Sonderforschungsbereichs „Mechatronische Systeme für den Maschinenbau“, eingerichtet an der Technischen Universität Darmstadt, der in den Jahren 1988 bis 2001 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert worden ist.

Seit etwa 1985 sind integrierte mechanisch-elektronische Systeme entwickelt worden. Von einem „mechatronischen System“ spricht man, wenn ein mechanisches und ein elektronisches System zu einem untrennbaren Gesamtsystem verschmelzen. Da in vielen mechanischen Systemen häufig eine Energieumwandlung stattfindet und andere Energieformen auftreten, umfassen mechatronische Systeme auch elektrische, thermodynamische, chemische und informationsübertragende Teilprozesse.

Die Wechselwirkungen zwischen mechanischen und digitalelektronischen Elementen spielen bereits bei der Konstruktion eine Rolle. Die Mechatronik stellt daher ein wissenschaftliches Gebiet dar, bei dem verschiedene Fachgebiete der Mechanik, Elektronik und Informationstechnik wie Maschinenbau, Mikroelektronik aber auch Softwaretechnik bis hin zur künstlichen Intelligenz zusammenwirken. Die Informationsverarbeitung durch Mikrorechner bahnt der Automatisierung den Weg. So können mechatronische Systeme zur Entwicklung besserer Dämpfungssysteme, Regelungs- und Bedienungssysteme beitragen.

Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs haben Elektrotechniker, Informationstechniker, Maschinenbauer und Mechaniker von elf Instituten in einer fachübergreifenden Kooperation systematisch mechatronische Systeme und ihre Komponenten entwickelt. In dem jetzt erschienenen Sammelband berichten die beteiligten Wissenschaftler anschaulich über die Ergebnisse ihrer Forschungen. Die Beiträge beschäftigen sich mit den Schwerpunktthemen „Mechatronische Systeme im Kraftfahrzeug“, „Verbrennungsmotoren mit mechatronischen Ansätzen“, „Strömungsmaschinen mit mechatronischen Ansätzen“, „Magnetlager“, „Verbindungshalbleiter-Sensorik für mechatronische Systeme“ und „Anwendungsbezogene Mikroelektronik für mechatronische Systeme“.

Vor dem Hintergrund der interdisziplinären Forschungsarbeiten des Sonderforschungsbereichs ist an der Technischen Universität Darmstadt jetzt auch ein Studienprogramm Mechatronik eingerichtet worden.

Deutsche Forschungsgemeinschaft
Mechatronische Systeme für den Maschinenbau
Ergebnisse aus dem Sonderforschungsbereich 241 „Integrierte mechanisch-elektronische Systeme für den Maschinenbau (IMES)“
Herausgegeben von Rolf Isermann, Bert Breuer und Hans L. Hartnagel
2002, 386 S., Preis 109,- Euro
WILEY-VCH Verlag, Weinheim
ISBN: 3-527-27730-7