Erweiterung und experimentelle Untersuchung eines steuerungsintegrierten Digitalen Zwillings zur Online-Optimierung von Umformprozessen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Steffen Ihlenfeldt; Professor Dr.-Ing. Alexander Verl
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik ; Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 438646126

Infolge der zunehmenden Individualisierung von Produkten bei kleineren Losgrößen nimmt die Variantenvielfalt zu, während die Produktivitätsanforderungen bei der Herstellung von Blechformteilen steigen. Dynamische Effekte, Schwankungen der Werkstoffeigenschaften und verschleißbedingte Änderungen der genauigkeitsbeeinflussenden Eigenschaften der Maschine und des Werkzeugs erschweren die erfahrungsbasierte Vorhersage der Fertigungsparameter erheblich. Die echtzeitfähige Simulation der Auswirkungen der Einflussfaktoren während des Betriebs und die damit realisierbare Online-Optimierung der Steuerungsparameter soll mittels Digitaler Zwillinge ermöglicht werden. Im Rahmen des beantragten Vorhabens wird die Erweiterung und experimentelle Untersuchung eines steuerungsintegrierten Digitalen Zwillings zur Online-Optimierung von Umformprozessen adressiert. Nachdem die prinzipielle Möglichkeit der Qualitätsprädiktion und parallelisierten Ausführung auf der Steuerung in der ersten Förderperiode gezeigt werden konnte, steht in diesem Fortsetzungsvorhaben die Erweiterung der bisher erarbeiteten Teillösungen sowie die Validierung im Fokus. Im Bereich der performanten Umformmodelle bedeutet diese Erweiterung, dass eine Generalisierung der datengetriebenen Ansätze untersucht werden soll. Des Weiteren wird betrachtet wie die bisherigen Lösungen in eine geeignete Steuerungs- und Optimierungsmethode überführt werden können. Auf Seiten der Echtzeit-Co-Simulation soll untersucht werden wie die in der ersten Förderperiode erarbeitete Architektur durch die Integration von Containertechnologien erweitert werden kann, um ein flexibles Deployment zu gewährleisten und wie die Parallelisierung Ressourcen- und Prozessabhängig ausgestaltet werden muss. Bei der bereits angesprochenen Validierung wird an der realen Umformpresse bei der Fertigung von Bauteilen die Funktionsfähigkeit des Digitalen Zwillings untersucht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Dr.-Ing. Armin Lechler; Dr.-Ing. Lars Penter