Paul De Meulenaere hoofddocent

Onderzoek Paul De Meulenaere

Onderzoeksgroep

Expertise

Mijn hoofddoel in onderzoek is het modelgebaseerd ontwerpen, co-design en co-simulatie van ingebedde real-time systemen. Dit houdt in: digitale tweelingen, modelgebaseerd ontwerpen, MiL- tot en met HiL-testen, formeel modelleren van ingebedde platformen, heterogene ingebedde platformen, automatische verkenning van de ontwerpruimte, ontwerpen voor betrouwbaarheid en functionele veiligheid. Toepassingsdomeinen zijn cyber-fysieke systemen, mechatronica en automotive.

FlexIA – Flexibele Industriële Automatisatie. 01/05/2024 - 30/04/2025

Abstract

In het verleden maakte de industriële automatisering voornamelijk gebruik van Programmeerbare Logische Controllers (PLCs) omwille van hun grote betrouwbaarheid bij het regelen van een breed scala aan productieprocessen. De vraag naar verhoogde efficiëntie, aanpasbaarheid en intelligente controle heeft geleid tot de opkomst van geavanceerde algoritmes in industriële automatiseringsprojecten. Hoewel deze software-intensieve automatisering veelbelovend is, brengt deze verschuiving enkele uitdagingen met zich mee. Ten eerste bereikt de integratie van geavanceerde algoritmen, zoals kunstmatige intelligentie (AI) modellen, met reeds geïnstalleerde automatiseringsinfrastructuur zijn limieten wanneer deze geïmplementeerd moeten worden in gesloten software-hardware ecosystemen. Technologieleveranciers dwingen hun klanten binnen de grenzen van hun eigen tools en hardware, waardoor de hardwaresoftwareflexibiliteit beperkt wordt. Ten tweede ondersteunen oplossingen van specifieke leveranciers geen hergebruik van code bij andere software-hardware leveranciers, ook wel bekend als vendor lock-in. Dit resulteert in kostbare herontwerpen wanneer gewisseld wordt tussen verschillende hardwareplatforms. Het primaire doel van het FlexIA Proof-of-Concept (PoC) project is om echte hardware-softwareflexibiliteit te bieden voor de ontwikkeling van software-intensieve automatiseringssystemen door de strategie "eenmaal ontwikkelen, overal uitrollen" te introduceren. Dit wordt mogelijk gemaakt door de ontwikkeling en commercialisering van het FlexIA-platform, een leveranciersonafhankelijke toolkit voor het ontwikkelen en implementeren van software-intensieve automatiseringssystemen. Het platform maakt de creatie en het beheer van complexe automatiseringstoepassingen mogelijk, onafhankelijk van het feit of de hardware op PLC of op microcontroller word gerealiseerd. Dit draagt bij aan het secundaire doel van het project, namelijk het verminderen van de vendor lock-in. Het primaire valorisatiedoel van dit FlexIA PoC project is het uitvoeren van een grondige marktstudie om de huidige en toekomstige behoeften van de relevante industriële belanghebbenden te bepalen. Deze marktstudie zal helpen bij het bepalen van een optimale vermarktingstrategie om het FlexIA-platform succesvol te kunnen commercialiseren. Tegelijk laat deze studie toe om de FlexIA technologie af te stemmen op de noden van de verschillende belanghebbenden.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Veilige adaptiviteit voor robots in onvoorziene situaties (RoboSAPIENS) 01/01/2024 - 31/12/2026

Abstract

De robots van morgen zullen het vermogen hebben om zich aan te passen aan drastische en onvoorspelbare veranderingen in hun omgeving, inclusief de mens. Dergelijke aanpassingen kunnen echter niet grenzeloos zijn: de robot moet betrouwbaar blijven, d.w.z. de aanpassingen mogen niet slechts een herstel van een verminderde functionaliteit zijn. In plaats daarvan moet het een echte aanpassing zijn, wat betekent dat de robot zijn gedrag zal veranderen terwijl hij de verwachte prestaties behoudt of zelfs verbetert, en minstens zo veilig en robuust blijft als voorheen. RoboSAPIENS zal zich richten op autonome robotsoftware-aanpassingen en zal de basis leggen om ervoor te zorgen dat dergelijke software-aanpassingen op een intrinsiek veilige, betrouwbare en efficiënte manier worden uitgevoerd, waardoor zelfaanpassing met een open einde wordt verzoend met veiligheid door ontwerp. RoboSAPIENS zal deze fundamenten ook transformeren in 'first time right'-ontwerptools en robotplatforms, en deze valideren en demonstreren tot TRL4. Om dit algemene doel te bereiken, zal RoboSAPIENS de stand van de techniek uitbreiden in vier hoofddoelstellingen. 1. Het zal robotische zelfaanpassing met een open einde mogelijk maken als reactie op ongekende systeemstructurele en ecologische veranderingen. 2. Het zal veiligheidstechnieken bevorderen om de veiligheid van robots niet alleen vóór, tijdens en na de aanpassing te garanderen. 3. Het zal diepgaande leertechnieken bevorderen om de onzekerheid in de zelfaanpassing van robots actief te verminderen. 4. Het zal de betrouwbaarheid garanderen van systemen die zowel deep-learning als computationele architecturen gebruiken voor robotische zelfaanpassing. Om deze doelstellingen te realiseren zal RoboSAPIENS technieken zoals MAPE K (Monitor, Analyse, Plan, Execute, Knowledge) en Deep Learning uitbreiden om generieke aanpassingsprocedures op te zetten en ook een SSH-dimensie te gebruiken. RoboSAPIENS zal deze betrouwbare robotische zelfaanpassing demonstreren aan de hand van vier gebruiksscenario's op industriële schaal, gecentreerd rond een industriële demontagerobot, een robotzwerm in een magazijn, een verlengde romp van een autonoom vaartuig en mens-robotinteractie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Flexibel multi-domeinontwerp voor mechatronische systemen (Flexmosys_SBO). 01/01/2022 - 31/12/2025

Abstract

Het Flexmosys project richt zich op de co-design tussen meerdere domeinen (zoals structureel componentontwerp, controleontwerp, softwareontwerp, embedded ontwerp, ...) voor de ontwikkeling van mechatronische producten. Om betere mechatronische producten (machines, voertuigen, ...) te ontwikkelen in een kortere ontwikkelingstijd (door minder iteraties), heeft dit project een domeinoverschrijdend systeemmodel voor ogen dat een efficiëntere samenwerkingsomgeving tussen de verschillende ontwikkelingsteams mogelijk maakt. Het project zal daarom ontwerpgerichte methodes en tools ontwikkelen die de multidomein ontwikkeling voor deze mechatronische systemen ondersteunen. Uitgaande van modelgebaseerde ontwerptechnieken die beschikbaar zijn in het projectteam (zoals ontologisch redeneren, co-simulatie, parameteridentificatie, gevoeligheidsanalyse en verkenning van de ontwerpruimte), zullen we methoden en tools ontwikkelen die de gevoeligheden van ontwerpkeuzes in de verschillende domeinen zullen detecteren, een consistent ontwerp in de betrokken ontwikkelteams zullen verzekeren, en computationeel efficiënte productoptimalisatie over de verschillende engineeringdomeinen mogelijk zullen maken. De ontwikkelde methoden en instrumenten zullen worden gevalideerd aan de hand van twee demonstratiemodellen die relevant zijn voor de industrie: een elektrische aandrijflijn voor auto's en een drone met hoge prestaties. Acht bedrijven hebben zich geëngageerd om deel te nemen aan de Flexmosys-gebruikersgroep. De projectresultaten zullen hen uiteindelijk dit voordeel opleveren: minder integratiefouten, een beter algemeen ontwerp, visuele informatie over de gevoeligheid van het systeem voor ontwerpkeuzes, en betrouwbaardere systeemmodellen en componentmodellen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Nexor - Cyber-fysische systemen ten bate van de vierde industriële revolutie 01/01/2021 - 31/12/2026

Abstract

De vierde industriële revolutie (Industrie 4.0 zoals het vaak wordt genoemd) wordt aangedreven door extreme digitalisatie, mogelijk gemaakt door een enorme rekenkracht, gestuurd door slimme machines en draadloze netwerken. In de laatste zes jaar heeft Nexor — een multidisciplinair samenwerkingsverband tussen vier Antwerpse onderzoekslaboratoria — daar een solide portfolio opgebouwd. Momenteel versterken we het consortium om ons toe te laten door te groeien tot een gevestigde waarde in het Europese landschap. Het voorliggende projectvoorstel beschrijft onze plannen voor 2021 - 2026, met de expliciete bedoeling om industriële partners in staat te stellen hun Industrie 4.0 uitdagingen aan te pakken. We volgen daarbij een vraaggedreven aanpak, om toekomstige partners te overtuigen onze innovatieve ideeën op te pikken. We mikken daarbij onder andere op gezamenlijke onderzoeksprojecten (TRL5—7) en licentieovereenkomsten.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Dotatie i.k.v. structurele samenwerking met Flanders Make. 01/01/2021 - 31/12/2024

Abstract

Flanders Make heeft als missie het versterken van de internationale competitiviteit van de Vlaamse maakindustrie op lange termijn door industriegedreven, precompetitief, uitmuntend onderzoek uit te voeren op het gebied van mechatronica, productontwikkelingsmethodes en geavanceerde productietechnologieën en door valorisatie in deze domeinen te maximaliseren.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Efficiënt testen van besturingssoftware. 27/07/2021 - 29/02/2024

Abstract

De tijd en energie nodig voor de verificatie en validatie van besturingssoftware groeit snel, zeker in de laatste fases van ontwikkeling. Veel fouten worden pas laat ontdekt in de levens cyclus, bedrijven kampen met regressie problemen, en verliezen veel tijd met de correcte diagnose. Daardoor halen veel bedrijven niet altijd de vooropgestelde mijlpalen. De oplossing is welbeken: bedrijven moeten een "shift left" strategie gebruiken om het testen al vroeg in de levenscyclus uit te voeren. Ondanks de gekende voordelen worstelen veel bedrijven met de transitie naar zo'n "shift left" strategie. Om dit probleem aan te pakken zal het EFFECTS-project een holistische aanpak onderzoeken die werkt op twee fronten: (i) een graduale verschuiving van de testactiviteiten al vroeg in de levens cyclys; (ii) het efficient creëren van niuwe tests specifiek gericht op zwakke plekken in de besturingssoftware. Het resulterende raamwerk moet bedrijven toelaten om naadloos over te stappen op een "shift-left" strategie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Raamwerk voor het systematisch ontwikkelen van digital twins (DTDesign). 01/04/2020 - 30/09/2023

Abstract

Dit project beoogt de ontwikkeling van een raamwerk, bestaande uit een methodologie en ondersteunende instrumenten, voor het systematisch en efficiënt ontwerp van Digitale Tweelingen die antwoord geven op twee vraagtypes: (i) productie parameters - productprestatie correlatie en (ii) foutdetectie en -diagnose. Het doel van het raamwerk is om de gebruiker te ondersteunen bij het kiezen van welke datasets en modellen te combineren en hoe deze in te zetten (Digital Twin implementatie) om een antwoord te krijgen op de gestelde vragen op basis van applicatie specifieke eisen en criteria. Het uiteindelijke doel is om het ontwikkelde raamwerk te gebruiken om efficiënt Digitale Tweelingen te ontwerpen en deze te implementeren voor zeven industriële use cases.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

EPSim - Embedded Platform Simulator. 01/02/2020 - 31/01/2021

Abstract

Bij het ontwerpen van complexe systemen worden componenten van het systeem vaak ontworpen door verschillende ingenieurs met elk hun eigen expertise in een bepaald domein, bijvoorbeeld software, controle en mechanica. Op het einde van het ontwerpproces dienen de individueel ontworpen componenten geïntegreerd te worden tot een geheel. Deze integratiestap leidt echter vaak tot onverwachte problemen waardoor het systeem niet functioneert zoals vooropgesteld. Het doel van dit project is de ontwikkeling van EPSim, een tool die een belangrijk integratieprobleem tussen het domein van ingebedde systemen en van controle aanpakt. EPSim zal zich in het bijzonder focussen op het probleem dat ingebedde platformen tijdsvertragingen introduceren in de signaalpaden die gebruikt worden in het controle domein. Hiertoe zal EPSim de virtuele integratie van ingebedde componenten in regelkringen al in vroeg stadium van het ontwerpproces mogelijk maken. Dit zal leiden tot het optimaliseren van de huidige ontwerpprocessen door het minimaliseren, of zelfs vermijden, van dure iteraties. De basis van dit idee werd reeds ontwikkeld in onze onderzoeksgroep; de gerelateerde methode en tool situeren zich nu op TRL 3. De huidige status heeft in het kader van een ICON-project reeds de aandacht kunnen trekken van sommige bedrijven die actief zijn in het domein van de mechatronica, wat een aantrekkelijk startpunt is voor verdere valorisatie. Met behulp van dit project streven we er naar om de methode en tool door te ontwikkelen naar TRL 5.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Modelleren en testen voor het gehele levenscyclusbeheer van mechatronische systemen. 01/12/2019 - 30/06/2022

Abstract

De complexiteit en de intelligentie van cyber-fysische systemen (CPS) nemen voortdurend toe. Ontwikkelaars en fabrikanten van grote systemen zoals industriële drukmachines, veelzijdige landbouwmachines, hoogperformante weefgetouwen, autonoom rijdende auto's, tot zeer veilige commerciële vliegtuigen, worden geconfronteerd met gemeenschappelijke technische uitdagingen die de gehele levenscyclus van het product bestrijken, van het vastleggen van systeemvereisten over ontwerp en validatie tot productfamiliebeheer. In het huidige project zullen we bijdragen aan twee hoofdaspecten van de levenscyclus van mechatronische producten: het beheren van de complexiteit van evolueerbare CPS en validatie op systeemniveau. We zullen daarom state-of-the-art modelgebaseerde ontwerptechnieken en mutatietesttechnieken gebruiken. De doelstellingen van het huidige project kunnen als volgt worden samengevat: - Partner worden in ten minste één Europees voorstel met betrekking tot bovengenoemde onderwerpen. Hiertoe zullen we ons richten op specifieke netwerkactiviteiten met de industrie en de academische wereld in de Europese netwerken in nauwe samenwerking met de Nexor IOF-valorisatiemanager. We zullen ons richten op projecten in de digitale en industriële cluster in pijler 2 (wereldwijde uitdagingen en industrieel concurrentievermogen), voornamelijk op de gebieden digitale sleuteltechnologieën, kunstmatige intelligentie en robotica, productietechnologieën en ruimtevaart, evenals in de Pathfinder-subsidies van de Europese Innovatieraad in pijler 3 (open innovatie). - Verfijning van de roadmap van AnSyMo en CoSys-Lab ten gevolge van de use cases die zijn gedefinieerd door de partners binnen de Europese consortia waarmee we onderhandelen. Daartoe moeten besprekingen met mogelijke partners (zie punt hierboven) leiden tot betere inzichten in de industriële behoeften voor de toekomstige CPS en tot betere inzichten in de doelstellingen van de Europese projecttypes. - Ten minste één demonstrator die de capaciteiten van de onderzoeksgroepen van Ansymo en CoSys-Lab toont over de gerelateerde onderwerpen, d.w.z. over consistentiebeheer, orkestratie, mutatietesten, foutinjectie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Mutaties in software testen: minder, slimmer en sneller (NEXT-O-TEST). 01/01/2019 - 31/12/2021

Abstract

Software updates zijn onvermijdelijk geworden in het digitale tijdperk en de release-cycli binnen ICTbedrijven volgen elkaar steeds sneller op. Tesla bijvoorbeeld zet elke maand één keer nieuwe software in zijn auto's; Amazon gaat nog sneller en laadt elke 12 seconden wijzigingen op hun servers! Met zulke snelle release-cycli neemt de behoefte aan aan effective kwaliteitscontrole toe: softwareteams doen al wat in hun macht ligt om te voorkomen dat fouten doorsijpelen tot in productie. Artificiële fouten (zogenaamde mutaties) injecteren is de vandaag de dag de beste bekende techniek om het foutdetectievermogen van een testbatterij in een vroeg stadium volautomatisch te veri_ëren. Maar deze aanpak is momenteel te traag om op industriële schaal te worden ingezet. Daarom zal het NEXT–O–TEST project drie verschillende invalshoeken bestuderen om testmutaties te analyseren (minder, slimmer en sneller) zodat ze effectief kunnen worden ingezet, zelfs bij snelle release-cycli. Zo zal NEXT–O–TEST het NEXOR Consortium toelaten om zijn expertise rond "kwaliteitscontrole en testautomatisatie" te versterken en zijn status als kernlabo binnen Flanders Make verzekeren.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Concurrent design of control, embedded hardware and software for mechatronic and cyber-physical systems (CSE_codesign_ICON). 01/01/2018 - 31/12/2020

Abstract

Algemene doelstelling: Het hoofddoel van dit project is om een ontwerpaanpak en bijhorende software tools te ontwikkelen die het mogelijk maken om applicatie-software, ingebedde software- en hardware platformen gelijktijdig te ontwerpen. Het gelijktijdig ontwerp moet de beoogde gesloten-lus performantie van cyber-fysische systemen kunnen garanderen terwijl het ontwerpproces efficiënter wordt en de kosten van de ingebedde software en hardware platformen verminderen. Concrete doelstellingen: Meer specifiek, zijn de innovatiedoelstellingen van dit project: 1. Het ontwikkelen van een methode en bijhorende software tools om het gelijktijdig ontwerp van applicatiesoftware en ingebed platform mogelijk te maken voor cyber-fysische productvarianten zodat: - zowel controle ingenieurs als ingebedde platformontwerpers verschillende ontwerpkeuzes op applicatie- als ingebed platform niveau ten opzichte van elkaar kunnen afwegen op een agile-manier zodat de ontwikkeltijd van de finale ingebedde controller met op zijn minst 25% gereduceerd wordt; - de kost-effectiviteit van ingebedde platformen vermindert met minimal 10%, door stochastische vertragingen te beschouwen in plaats van 'slechtste geval' responstijden en busvertragingen, zonder daarbij de stabiliteit, performantie en robuustheid van het gesloten-lus gedrag in het gedrang te brengen. 2. De mogelijkheid te onderzoeken om bovenstaande method uit te breiden met automatische ontwerpruimte-verkenningstechnieken die automatisch het meest geschikte ontwerpalternatief bepalen in termen van applicatie/platform ontwerpvariabelen in de enorme set van ontwerpkandidaten. 3. Het ontwikkelen van een methode en bijhorende software tools om trade-off analyses en ontwerpruimte-verkenningstechnieken te ondersteunen voor de ingbedde platformselectie en –ontwerp voor complete cyber-fysische controller productlijnen. Verder bouwend op deze methodes en tools, willen de bedrijfspartners in dit project de volgende doelen realizeren: Atlas Copco's belangrijkste doelstelling is om een methode, een software raamwerk en de bijhorende ontwikkeltools te creëren die ontwerpers van controllers voor compressorkamers ondersteunen bij het selecteren van het meest geschikte ingebedde software en hardware platformconfiguratie en applicatie-software-allocatie op dat platform, zodat de gevraagde performantie in geen enkel geval in gedrang komt. Picanol wil de performantie en productkwaliteit van zijn weefmachines verbeteren door een betere samenwerking tussen controle-ingenieurs and ingebedde platform ontwerpers. Meer specifiek wil Picanol deze samen-ontwerp methode toepassen op het luchtinsertiesubsysteem van verschillende weefgetouwen, zodat het mogelijk wordt om de productiecapaciteit van deze machines te verhogen met 2%, of het luchtverbruik van deze machines te verminderen met hetzelfde percentage. Tenneco's hoofddoel is om een set van ingebedde controle- en vermogenelectronica hardware platformen te selecteren die kostenoptimaal de volledige productlijn van electro-magnetische schokdempers afdekken. De aanpak en tools die hiervoor gebruikt worden moeten ook toepasbaar zijn op andere productlijnen binnen Tenneco. Michel Van de Wiele (MVDW) wil een nieuw, duurzaam en modulair ingebed hardware en software platform selecteren dat kan gebruikt worden bij de controle van de weefgetouwen van vandaag en in de toekomst. Meer specifiek, bij gelijke performantie-eisen, beoogt MVDW een reductie van de hardware kost met op zijn minst 10 %, of, met identieke hardware beoogt MVDW een verhoging van de maximale machinesnelheid met 10 tot 50%, of gebruik te kunnen maken van 10% meer sensoren/actuatoren. Daarnast wil MVDW ook zijn ontwerpaanpak en tools vernieuwen zodat ontwerpers makkelijk a priori kunnen voorspellen of een ingebedde controller voor een bepaalde variant in staat zal zijn om een bepaalde weefgetouw-variant aan te sturen gedurende zijn volledige levenscyclus.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Concurrent design of control, embedded hardware and software for mechatronic and cyber-physical systems (CSE_codesign_ICON). 01/01/2018 - 31/12/2020

Abstract

Algemene doelstelling: Het hoofddoel van dit project is om een ontwerpaanpak en bijhorende software tools te ontwikkelen die het mogelijk maken om applicatie-software, ingebedde software- en hardware platformen gelijktijdig te ontwerpen. Het gelijktijdig ontwerp moet de beoogde gesloten-lus performantie van cyber-fysische systemen kunnen garanderen terwijl het ontwerpproces efficiënter wordt en de kosten van de ingebedde software en hardware platformen verminderen. Concrete doelstellingen: Meer specifiek, zijn de innovatiedoelstellingen van dit project: 1. Het ontwikkelen van een methode en bijhorende software tools om het gelijktijdig ontwerp van applicatiesoftware en ingebed platform mogelijk te maken voor cyber-fysische productvarianten zodat: - zowel controle ingenieurs als ingebedde platformontwerpers verschillende ontwerpkeuzes op applicatie- als ingebed platform niveau ten opzichte van elkaar kunnen afwegen op een agile-manier zodat de ontwikkeltijd van de finale ingebedde controller met op zijn minst 25% gereduceerd wordt; - de kost-effectiviteit van ingebedde platformen vermindert met minimal 10%, door stochastische vertragingen te beschouwen in plaats van 'slechtste geval' responstijden en busvertragingen, zonder daarbij de stabiliteit, performantie en robuustheid van het gesloten-lus gedrag in het gedrang te brengen. 2. De mogelijkheid te onderzoeken om bovenstaande method uit te breiden met automatische ontwerpruimte-verkenningstechnieken die automatisch het meest geschikte ontwerpalternatief bepalen in termen van applicatie/platform ontwerpvariabelen in de enorme set van ontwerpkandidaten. 3. Het ontwikkelen van een methode en bijhorende software tools om trade-off analyses en ontwerpruimte-verkenningstechnieken te ondersteunen voor de ingbedde platformselectie en –ontwerp voor complete cyber-fysische controller productlijnen. Verder bouwend op deze methodes en tools, willen de bedrijfspartners in dit project de volgende doelen realizeren: Atlas Copco's belangrijkste doelstelling is om een methode, een software raamwerk en de bijhorende ontwikkeltools te creëren die ontwerpers van controllers voor compressorkamers ondersteunen bij het selecteren van het meest geschikte ingebedde software en hardware platformconfiguratie en applicatie-software-allocatie op dat platform, zodat de gevraagde performantie in geen enkel geval in gedrang komt. Picanol wil de performantie en productkwaliteit van zijn weefmachines verbeteren door een betere samenwerking tussen controle-ingenieurs and ingebedde platform ontwerpers. Meer specifiek wil Picanol deze samen-ontwerp methode toepassen op het luchtinsertiesubsysteem van verschillende weefgetouwen, zodat het mogelijk wordt om de productiecapaciteit van deze machines te verhogen met 2%, of het luchtverbruik van deze machines te verminderen met hetzelfde percentage. Tenneco's hoofddoel is om een set van ingebedde controle- en vermogenelectronica hardware platformen te selecteren die kostenoptimaal de volledige productlijn van electro-magnetische schokdempers afdekken. De aanpak en tools die hiervoor gebruikt worden moeten ook toepasbaar zijn op andere productlijnen binnen Tenneco. Michel Van de Wiele (MVDW) wil een nieuw, duurzaam en modulair ingebed hardware en software platform selecteren dat kan gebruikt worden bij de controle van de weefgetouwen van vandaag en in de toekomst. Meer specifiek, bij gelijke performantie-eisen, beoogt MVDW een reductie van de hardware kost met op zijn minst 10 %, of, met identieke hardware beoogt MVDW een verhoging van de maximale machinesnelheid met 10 tot 50%, of gebruik te kunnen maken van 10% meer sensoren/actuatoren. Daarnast wil MVDW ook zijn ontwerpaanpak en tools vernieuwen zodat ontwerpers makkelijk a priori kunnen voorspellen of een ingebedde controller voor een bepaalde variant in staat zal zijn om een bepaalde weefgetouw-variant aan te sturen gedurende zijn volledige levenscyclus.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

EMPHYSIS - Ingebedde systemen met fysische modellen in de productiecode. 01/10/2017 - 31/01/2021

Abstract

Het doel van het Emphysis project is het verbeteren van de productiecode van ingebedde systemen in auto's om de prestaties van het onderliggende systeem te verbeteren: sneller en veiliger werken, minder energieverbruik, minder uitstoot en lagere onderhoudskosten. Bovendien zullen de kosten en tijd voor de softwareontwikkeling van deze ingebedde systemen worden verminderd. Dit wordt bereikt door fysica-gebaseerde modellen van modellerings- en simulatiehulpmiddelen op een geautomatiseerde en gestandaardiseerde manier aan te bieden op elektronische controle-eenheden (ECU). Door deze benadering worden modellen van de fysica die het gedrag van het gehele operatiegebied van het doelsysteem voorspellen, gebruikt in waarnemers / virtuele sensoren, modelgebaseerde diagnose of in geavanceerde besturingsalgoritmen (bijv. Inverse modellen, niet-lineaire dynamische inversie, modelvoorspellende controle) op ECU's om aanzienlijk betere voertuigprestaties te bereiken.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

subcontracting in Enable S3 01/06/2017 - 31/05/2020

Abstract

In dit project levert CoSys-Lab ondersteuning in het embedded ontwerp met behulp van AUTOSAR en Hardware-in-the-Loop testing. Aan de hand van praktische case studies worden de best practices aangaande de ontwerpmethodes en de bijhorende tooling verkend. Het toepassingsgebied is mechatronica en automotive.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

RAAK-MBK programma "COMBINE". 01/04/2017 - 01/10/2018

Abstract

In dit project dragen we bij tot de technology transfer van Hardware-in-the-Loop test technology voor embedded systems in voertuigen. De focus ligt op het modelleren van processen voor de teststrategieën en het demonstreren ervan in toepassingen relevant voor de industrie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

EnPower ICON 01/01/2017 - 31/12/2018

Abstract

Het doel van dit project is het ontwikkelen en valideren van een systeemontwerpmethodologie voor aandrijf- en energiesystemen die meerdere energiebronnen en -opslagmedia combineren. Deze methodologie zal leiden tot een optimaal systeemontwerp op het vlak van TCO, prestaties en functionele veiligheidskosten.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Modelgebaseerde krachtmetingen (MoForM) 01/02/2016 - 01/02/2020

Abstract

Kennis over de krachten en koppels is van cruciaal belang, zowel gedurende prototypeontwikkeleing van mechatronische systemen als tijdens hun werking. Het meten van deze krachten en koppels is een tijdrovende, foutgevoelige, dure en vaak intrusieve bezigheid. Bovendien zijn krachtmetingen vaak beperkt in ruimte of zijn de omgevingsomstandigheden te ruw. Het hoofddoel van het project is een doorbraak te ontwikkelen in kracht- en koppelmetingen door een virtuele sensorstrategie. Dit behelst de evaluatie en ontwikkeling van enkelvoudige (Kalmanfiltergebaseerd) en multistep (Moving Horizon Estimation gebaseerd) schatters die hoog betrouwbare fysische modellen en fysisch geïnspireerde grey-box modellen combineren met betaalbare niet-intrusieve sensoren om aldus onbekende krachten in een snelle en real-time manier accuraat, in-situ en online te verkrijgen. De beoogde performantie werd bepaald in samenwerking met de bedrijfspartners en gaat van real-time in-situ krachtschattingen aan een 10 Hz bandbreedte en een 20 dB dynamische range tot on-line in-situ krachtschattingen aan een 200 Hz bandbreedte en een 80 dB dynamische range. Deze schattingstechnologieën zouden in staat moeten zijn om de niet-lineaire dynamische effecten van mechatronische aandrijflijnen en systemen in kaart te brengen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Tijdsanalyse voor real-time ingebedde multicoresoftware. 01/10/2015 - 30/09/2019

Abstract

Multicoreprocessoren worden steeds vaker gebruikt in mechatronische toepassingen en moeten daarbij de real-time vereisten van de betreffende ingebedde software ondersteunen. Ondanks hun enorme rekenkracht kunnen bepaalde operationele omstandigheden optreden waarbij de softwareuitvoeringstijd langer blijkt dan wat men redelijkerwijs kan verwachten. In dit project zullen we analysetechnieken voor de ingebedde software ontwikkelen die zullen leiden tot betere configuraties van multicoreplatformen met betrekking tot de software-uitvoeringstijd en meer bepaald tot de hierboven vermelde uitschieters. Hiertoe zullen we een modelleertaal voorstellen die ons in staat zal stellen om de tijdseigenschappen van real-time ingebedde multicoresoftware formeel te beschrijven. Deze modelleertaal zal leiden tot formele methodes voor scheduleerbaarheidsanalyse en tot methodes voor de verkenning van de ontwerpruimte. Door alternatieve configuraties van de multicoreplatformen te suggereren, zullen de uitschieters in uitvoeringstijd geëlimineerd kunnen worden.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Kosteffectieve vibro-akoestische monitoring (Vibmon) 01/10/2015 - 31/12/2017

Abstract

Het Kosteneffectieve vibroakoestische bewaking project zal de technische en economische haalbaarheid van kosteneffectieve vibroakoestische monitoringsystemen proberen te bewijzen voor continue online conditie en procesbewaking van roterende machine-elementen in quasi stationaire omstandigheden. In dit project wordt gebruik gemaakt van de nieuwe mogelijkheden die geboden worden door de opkomst van kosteneffectieve sensorelementen, zoals MEMS accelerometers, microfoons en microfoon arrays, en kosteneffectieve ingebedde platformen die gecombineerd een efficiënte oplossing bieden voor continue monitoring. Het generieke deel van het project zal de technische beperkingen van kosteneffectieve sensoren in vergelijking met high-end sensoren beoordelen en zal nieuwe signaalverwerking algoritmen ontwikkelen voor de: • Automatische pre-processing en data reiniging van de ruwe data (eliminatie van bepaalde niet-fysieke eigenschappen); • Kenmerkextractie voor foutdetectie en identificatie die betrouwbare diagnostische informatie kan verschaffen en kan omgaan met de technische beperkingen van kosteneffectieve sensoren; • Online schatting van de rotatiesnelheid zonder een toerenteller; • Het verminderen van de hoeveelheid gegenereerde gegevens en het maximaliseren van de hoeveelheid informatie; In het project zal een technologievalidatieplatform voor een kosteneffectieve vibroakoestische monitoring systeem, inclusief sensoren, acquisitie hardware, ingebedde verwerkingseenheid en lokale digitale signaalverwerking software ontwikkeld worden.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Volgende generatie van heterogene sensorische netwerken (NEXOR). 01/01/2015 - 31/12/2020

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht toegekend door de Universiteit Antwerpen. De promotor levert de Universiteit Antwerpen de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd door de universiteit.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Dotatie i.k.v. structurele samenwerking met Flanders Make. 01/06/2014 - 31/12/2017

Abstract

Flanders Make heeft als missie het versterken van de internationale competitiviteit van de Vlaamse maakindustrie op lange termijn door industriegedreven, precompetitief, uitmuntend onderzoek uit te voeren op het gebied van mechatronica, productontwikkelingsmethodes en geavanceerde productietechnologieën en door valorisatie in deze domeinen te maximaliseren.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

MBSE4 Mechatronica. 01/01/2014 - 31/12/2017

Abstract

Door de steeds toenemende complexiteit van hedendaagse mechatronische systemen, kunnen ontwerpers niet langer alle ontwerp aspecten vatten zonder computerondersteuning. Daarom wil dit project een Modelgebaseerde Systeem Engineering (MB SE) methodologie ontwikkelen voor mechatronische systemen, die de ontwerper zal begeleiden doorheen het volledige ontwerptraject. Door informatie van verschillende ontwerpdisciplines te integreren tijdens alle fases van het ontwerp, zal het mogelijk zijn om optimale producten te ontwerpen op een snelle en efficiënte manier. De twee belangrijkste uitdagingen zijn ondersteuning bieden voor het maken van optimale interdisciplinaire ontwerpkeuzes en het consistent houden van de verschillende discipline-specifieke ontwikkelingen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Een ontwerpproces voor parallelle dataverwerking in embedded systemen. 01/01/2013 - 31/12/2014

Abstract

In het toepassingsdomein van embedded systemen is er nood aan ontwerptechnieken voor parallelle dataverwerking in FPGA's. In dit project zal, aan de hand van een case studie rond patroonherkenning, een ontwerpproces worden ontwikkeld met behulp van een high-level synthesis tool. Dit zal leiden tot nieuwe generieke inzichten in het ontwerpproces voor FPGA-code, alsook tot het efficiënter ontwikkelen van algoritmes te gebruiken binnen experimenteel onderzoek in de deeltjesfysica.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Studie naar de interactie tussen automative software en zijn omgeving door middel van modellering en co-simulatie. 01/01/2012 - 31/12/2015

Abstract

Tijdens de ontwikkeling van software-intensieve systemen, zoals automotive applicaties, is er nood aan simulatie om modellen en aannames te testen gedurende elke fase van het ontwikkelproces. Dit project onderzoekt technieken om efficiënt en correct co-simulaties van modelcomponenten uit te voeren. De focus lift op co-simulatie van software componenten en hun omgeving.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject