HySim - maschinenspezifische Prozessmodelle und Lernszenarien für Schulungssimulatoren
Inhaltsverzeichnis
Protoyp der Fahreransicht im Simulator
Kurzbeschreibung
Die zunehmende Automatisierung und Komplexität moderner Mähdrescher stellt hohe Anforderungen an das Bedienpersonal. Effektive Schulungen werden künftig unerlässlich sein, damit die Bediener das beste Ernteergebnis erzielen, die Einstellung der Maschine bei Grenzen der Automatikfunktionen erlernen und eine fehlerfreie Bedienung der teuren Fahrzeuge sicherstellen können.
Bisherige Simulatoren simulieren vorwiegend Bewegungsabläufe. Für hochautomatisierte mobile Arbeitsmaschinen wie Mähdrescher reicht dies jedoch nicht aus – hier müssen vor allem prozess- und verfahrenstechnisch bedingte Funktionsabläufe und -zustände sowie ihre Wechselwirkungen realitätsgetreu abgebildet werden. Das HySim-Projekt verfolgt diese Zielstellung durch den Einsatz von Hardware-in-the-Loop-Technologie (HiL), bei der die reale Maschinensteuerung und originale Bedienelemente in die Simulation eingebettet werden.
Zielsetzung
Ziel ist die Entwicklung eines Echtzeit-Simulators für mobile Arbeitsmaschinen am Beispiel des Mähdreschers, der das Verhalten der Maschine – inklusive der realen Steuerungslogik, der Assistenz- und Automatikfunktionen sowie der originalen Bedienerschnittstellen – realitätsgetreu abbildet. Der Simulator soll realitätsgetreu funktionieren und die verfahrenstechnischen Prozesse des Mähdreschers in Abhängigkeit der jeweiligen Betriebsparameter und Ernteguteigenschaften simulieren.
Methoden und Forschungsschwerpunkte
Die Umsetzung erfolgt in Zusammenarbeit der Projektpartner Hydrive Engineering GmbH und der Professur für Agrarsystemtechnik in folgenden Schwerpunkten:
- Bedarfsanalyse: Aufgabenanalyse für Mähdrescherbediener, Definition von Lernzielen und Lernszenarien
- Prozess- und Maschinenmodellierung: Entwicklung echtzeitfähiger Modelle für die verfahrenstechnischen Prozesse (Ernten, Drusch, Abscheidung) entlang des gesamten Gutflusses
- HiL-Technologie: Einbettung der realen Maschinensteuerung und originaler Bedienelemente in die Simulation, Implementierung auf der Zielhardware
- 3D-Visualisierung: Editierbare Interaktionsumgebung mit maschinenspezifisch konfigurierbarem Hardwaresetup
- Konstruktion und Erprobung: Bau des mobilen Simulators, Inbetriebnahme und Erprobung der Lernszenarien
Erwartete Ergebnisse
Bei positivem Projektverlauf wird ein Echtzeit-Simulator für Mähdrescher verfügbar sein, der die reale Maschinensteuerung und originale Bedienerschnittstellen integriert. Der Simulator ermöglicht eine realitätsnahe Schulung von Bedienern sowie die Nutzung als Entwicklungswerkzeug für die Bedienbarkeit hochautomatisierter Systeme.
Projektfinanzierung
Das Projekt wird mit Mitteln des Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) unter dem Förderkennzeichen KK5017835GR3 gefördert.
Projektlaufzeit
01.05.2024 bis 31.10.2026
Projektpartner
Kontakt
© TUD
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
NameHerr Dipl.-Ing. Julian Hagert
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