Simulationsgestützte Bewertung von Zerspanprozessen im Rahmen der Anpassungsplanung (GRK2193)

Durch eine stark ansteigende Dynamik und Intensität von Veränderungen werden Unternehmen heutzutage immer häufiger zu einer schnellen und effizienten Anpassung ihrer Produkte und Fabriksysteme gezwungen. Die Reaktions- und Anpassungszeit sowie die Effizienz der Anpassungsmaßnahmen stellen dabei die entscheidenden Wettbewerbsfaktoren dar. Das zentrale Forschungsthema des interdisziplinären Graduiertenkollegs 2193 „Anpassungsintelligenz von Fabriken im dynamischen und komplexen Umfeld“, an welchem verschiedene Fachdisziplinen (Architektur und Bauingenieurwesen, Maschinenbau, Logistik, Wirtschafts- und Sozialwissenschaften, Informatik sowie Elektrotechnik und Informationstechnik) beteiligt sind, umfasst daher die Entwicklung von Methoden zur durchgängigen Unterstützung der Anpassung von Fabriksystemen.

Als Fertigungsverfahren werden hierbei exemplarisch spanende Bearbeitungsprozesse betrachtet. Zur Unterstützung der Anpassungsplanung ist eine detaillierte und schnell anpassbare Datenbasis, beispielsweise zu Durchlaufzeiten und Energieverbrauch unter Berücksichtigung der geforderten Qualität der gefertigten Bauteile, notwendig. Diese Informationen sind allerdings für neue Produkte sowie für Prozesse, die noch nicht durchgeführt worden sind, in der Regel nicht vorhanden. Prozesssimulationen ermöglichen dazu eine Analyse der Fertigung am virtuellen Abbild und eine Bewertung der Bearbeitungsprozesse (Abb.).

Abb.: Simulation des NC-Fräsprozesses

Aus diesem Grund besteht das Ziel dieses Teilprojektes darin, effiziente Prozesssimulationen für die Integration in den Fabrikanpassungsprozess zu qualifizieren, mit welcher beispielsweise eine anforderungsgerechte Auswahl geeigneter Werkzeugmaschinen und eine optimierte Prozessauslegung er-möglicht wird. Hierfür werden zunächst die für den Planungsprozess relevanten Kennwerte (zum Beispiel Bauteilqualität, Bearbeitungszeit, Prozesssicherheit und Energieeffizienz) identifiziert und modelliert. In Kombination mit einem Modell zur Simulation von Fabriksystemen ergibt sich die Möglichkeit, diese unter Beachtung des Zusammenwirkens mehrerer, auch unterschiedlicher Prozesse, multikriteriell zu optimieren. Die simulierten Ergebnisse fließen auf diese Weise in den Anpassungsplanungsprozess einer virtuellen Modellfabrik zur Unterstützung der Entscheidungsprozesse ein.

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