Derzeit zeichnet sich ein Trend ab, mechatronische Systeme modular, kooperierend und interoperabel aufzubauen. Dies bedeutet, dass die Gesamtfunktion einer Baugruppe durch mehrere Module realisiert wird. Diese können auch komplexer „komponiert“ (verschaltet) sein. Zudem sind die Module hierarchisch organisiert.
Diese Bauweise zeichnet sich durch einige Vorteile aus. So muss zum Beispiel bei einem Defekt eines Bauteils nur das betroffene Modul ausgetauscht werden und nicht wie bisher die gesamte Baugruppe. Zudem kann der Ausfall eines Moduls zu gewissen Teilen oder sogar vollständig für eine gewisse Zeit kompensiert werden. Die modulare Bauweise bringt zudem den Vorteil, dass neue Technologien und Module mit höherer Leistung einfach nachgerüstet werden können.
Die Modulare Bauweise bringt jedoch auch einige Herausforderungen mit sich, dies wird am Beispiel einer Ladestation für Elektroautos deutlich. Der Kunde möchte sein Auto in möglichst geringer Zeit aufladen, dies bedeutet, er wünscht sich eine möglichst hohe Ausgangsleistung der Ladestation. Auf der anderen Seite möchte der Betreiber, dass seine Ladestation eine möglichst lange Lebensdauer aufweist und immer mit einem optimalen Wirkungsgrad betrieben wird. Bedingt durch die hohe Leistung kommt es innerhalb der Ladestation zu einer Erwärmung der Bauteile. Diese kann die Bauteile schädigen und sich somit negativ auf die Lebensdauer auswirken. Die Ziele bei der Betriebsführung einer Ladestation können demnach widersprüchlich sein.
Ziel des Dissertationsvorhabens von Maximilian Lammersen ist es daher, neuartige Methoden zur Lösung solcher Optimierungsprobleme zu erforschen. Der Fokus liegt dabei auf mehrstufigen und iterativen Ansätzen, die sich am Grundschema zur Ausführung automatisierter Tests innerhalb der Qualitätssicherung im Rahmen von Hardware-in-the-Loop Tests, zum Beispiel für Fahrzeuge und in der Luftfahrt, orientieren.
Dieses Themenfeld ist von besonderer Relevanz, da sich die modulare Bauweise für diverse mechatronische Systeme eignet und maßgeblich zu deren Nachhaltigkeit beiträgt.