WiToPro – Methode zur wissensbasierten Toleranzvergabe und funktionsorientierten Prozessgestaltung

• Antragsteller: Dr.-Ing. Volker Böß; Professor Dr.-Ing. Benjamin Schleich
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung ; Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 544947135

Der steigende Konkurrenzdruck im internationalen Wettbewerb erfordert von Unternehmen die Realisierung kurzer Produkteinführungszeiten qualitativ hochwertiger Produkte bei gleichzeitig niedrigen Herstellungskosten. Um dies zu erreichen, müssen einerseits bereits während der Produktentwicklung die technischen Möglichkeiten der Fertigung bedacht und die von der Produktgestaltung und insbesondere den vergebenen Toleranzen abhängenden Fertigungsaufwände abgeschätzt werden. Andererseits müssen die vom Kunden und der Entwicklung geforderten funktionalen Anforderungen in der Prozessgestaltung bestmöglich beachtet werden. Zur Unterstützung dieser Aufgaben werden im Projekt WiToPro grundlagenwissenschaftliche Erkenntnisse zur Etablierung eines durchgängigen Wissens- und Informationsflusses zwischen der Produktentwicklung und der Prozessplanung für spanend gefertigte Bauteile erarbeitet. Dieser durchgängige Informationsfluss erlaubt zum einen eine teilautomatisierte Toleranzvergabe in der CAD-CAM-Kette, d. h. die automatisierte Übertragung der nominalen Produktgestalt sowie der funktionsrelevanten Toleranzen vom CAD-Autorenwerkzeug in die nachfolgende Prozessplanung und -gestaltung. Zum anderen wird der Rückfluss von Fertigungsinformationen in die CAD-Autorensysteme, d. h. die Rückspiegelung der erreichbaren Fertigungsgenauigkeiten und der mit den vergebenen Toleranzen verbundenen Herstellungsaufwände aus der Fertigung in die Entwicklung ermöglicht. Die wissenschaftlichen Fragestellungen, die zur Realisierung eines solchen Informationsflusses gelöst werden müssen, betreffen die Architektur des Daten- und Informationsflusses, die Ausgestaltung der Schnittstellen zwischen verschiedenen Stufen des rechnerunterstützten CAD-CAM-Prozesses, sowie die frühzeitige Prognose der realisierbaren Fertigungsgenauigkeit unter Berücksichtigung des Fertigungsverfahrens und der jeweiligen Bearbeitungsaufgabe. Insgesamt ergibt sich durch die Umsetzung eines solchen Informationsflusses eine kürzere Time-to-Market, da Iterationen zwischen Entwicklung und Fertigung vermieden werden. Zudem entstehen Kostenvorteile, da Toleranzen in der Entwicklung nur so eng wie nötig, aber gleichzeitig so breit wie möglich gewählt werden. Außerdem wird der Fertigungsaufwand durch die funktionsorientierte Herangehensweise reduziert, da ein erhöhter Fertigungsaufwand nur dort stattfindet, wo er auch für die Funktionalität erforderlich und somit gerechtfertigt ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen