Adaptive Prozessführung im Druckguss
Die Forschenden des Zukunftslabors Produktion untersuchen die Flexibilität und Anpassungsfähigkeit von Fertigungsprozessen und Prozessketten, die sich selbständig optimieren.
Am Beispiel des Druckgusses erforschen die Wissenschaftler*innen des Zukunftslabors Produktion Technologien, die Fertigungsverfahren und Produktionsabläufe möglichst ohne menschliches Eingreifen optimieren. In fünf zusammenhängenden Teilprojekten entwickeln die Forscher*innen praxisorientierte Lösungen, die eine durchgehende Digitalisierung der Produktion ermöglichen sollen.
Aufbauend auf den ersten beiden Teilprojekten, in denen ein intelligentes Werkzeug für den Druckgießprozess entwickelt und der Fertigungsprozess mithilfe Künstlicher Intelligenz optimiert werden soll, arbeiten die Wissenschaftler*innen im dritten Teilprojekt an der Anpassungsfähigkeit und der Flexibilität von Fertigungsprozessen Prozessketten, die sich selbständig optimieren (Adaptivität).
Wir erarbeiten ein System zur Erfassung und Verarbeitung von Prozessdaten aus industriellen Gießprozessen. Unter zusätzlicher Einbeziehung von Daten aus Gießprozesssimulationen kann somit das Wissen aus vergangenen Fertigungszyklen für eine verbesserte Fertigung sowie auch für die Entwicklung und Prozessplanung neuer Bauteile effizienter genutzt werden. Im Fokus liegt hier insbesondere die bessere Verknüpfung der gewonnenen Daten aus Produkt- und Prozessentwicklung sowie Daten aus realen Fertigungsprozessen mit dem Ziel einer autonomeren.
Leiter des Teilprojekts „Adaptive Prozessführung im Druckguss“
Im Anwendungsbeispiel des Druckgusses werden die Bereiche Gießprozesssimulation, Prozessanalyse, Messtechnik und Prozessführung miteinander vernetzt. Auf der Grundlage der Gießprozesssimulation des ersten Teilprojekts können virtuell Optimierungen des Prozesses erkannt werden. Damit wird es möglich, robuste Prozessfenster für die Steuerung der Druckgießmaschine zu definieren und bei Bedarf geeignete Alternativen aufzuzeigen. Ziel ist es, bei Anfahrprozessen und im Falle von externen Störungen geeignete Fertigungsparameter bereitzustellen, um zügig wieder eine akzeptable Bauteilqualität zu erreichen. Ein weiteres Ziel dieses Teilprojekts besteht darin, eine autonome, maschinenunabhängige Prozessplanung zu etablieren, bei der bereits gewonnene Daten aus der Gießprozesssimulation eingebunden werden. Die Daten können dafür eingesetzt werden, optimale initiale Gießparameter zu bestimmen und in hersteller- und maschinenspezifische Einstelldaten zu transformieren. Damit wird es möglich, Druckgießmaschinen automatisch zu starten, die aktuell noch manuell in Betrieb genommen werden. Hierbei wird auf die Sensorarchitektur des ersten Teilprojekts zurückgegriffen, auf deren Grundlage die virtuelle Prozessoptimierung und –planung stattfindet.
Folgende Personen sind seit Beginn des Forschungsvorhabens am Teilprojekt „Adaptive Prozessführung im Druckguss“ beteiligt:
- Prof. Dr.-Ing. Prof. h. c. Klaus Dilger (Technische Universität Braunschweig, Institut für Füge- und Schweißtechnik)
- Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Nebel (OFFIS – Institut für Informatik, FuE-Bereiche Energie, Produktion, Verkehr)
- Dr. rer. nat. Frank Oppenheimer (OFFIS – Institut für Informatik, FuE-Bereich Produktion)
- Prof. Dr.-Ing. Christoph Wunck (Hochschule Emden Leer, Fachbereich Technik – Abteilung Elektrotechnik und Informatik)
Der praxisorientierte Bezug zum Druckgießverfahren ermöglicht dem Zukunftslabor Produktion eine realitätsnahe Betrachtung von Prozessen und Abläufen der industriellen Fertigung. Für Niedersachsen spielt der Druckguss zudem eine besondere Rolle, da er in der ausgeprägten Automobil- und Luftfahrtindustrie sehr relevant ist. Die Komplexität der Produktionsrealität wird in den aufeinander aufbauenden Teilprojekten des Zukunftslabors abgebildet. Dies ermöglicht eine realistische Analyse digitaler Prozessimplementierungen. Mit seinen Forschungstätigkeiten untersucht das Zukunftslabor Optimierungspotenziale, die den niedersächsischen Unternehmen einen Wettbewerbsvorteil auf dem globalen Markt verschaffen können.
