Montageprozessorientiertes Toleranzmanagement mit virtuellen Absicherungsmethoden (MonTol)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Sandro Wartzack
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 548536423

Das konventionelle Toleranzmanagement hat zum Ziel, Abweichungen von Bauteilen so stark einzuengen, dass die Funktion des Produktes gewährleistet ist. Dieses wird auch als funktionsorientiertes Toleranzmanagement bezeichnet. Oft finden hierbei Aspekte wie die Fertigbarkeit, die Montierbarkeit, sowie Einflüsse des Betriebs (z.B. Verschleiß) keine Berücksichtigung. Das hat zur Folge, dass nicht fertigbare Tolerierungen, Abweichungen, die zu Montageproblemen führen oder Abweichungen durch Verschleiß spät im Produktlebenszyklus entdeckt werden, was kosten- und zeitintensive Iterationen zur Folge haben kann. Das prozessorientierte Toleranzmanagement versucht dieser Problematik entgegenzuwirken, indem Aspekte der Fertigung, der Montage und des Betriebs schon in der Tolerierung während der Produktentwicklung Berücksichtigung finden. Die DFG-Forschungsgruppe FOR 2271 „Prozessorientiertes Toleranzmanagement mit virtuellen Absicherungsmethoden“ erforschte hierfür Methoden des ganzheitlichen Toleranzmanagements. Ziel war es, Informationen aus Fertigung und Betrieb schon in der Produktentwicklung bereitstellen zu können. Die Informationen wurden hierbei sowohl experimentell als auch simulativ erzeugt und mittels Metamodellen verfügbar gemacht. Durch die interdisziplinäre Aufstellung der Forschungsgruppe konnte somit ein ganzheitliches Verfahren zur prozessorientierten Toleranzvergabe entwickelt werden. Wenig Berücksichtigung fand in diesem Ansatz bisher die Montage. Dies ist insbesondere auf die hohe Komplexität von Montageverfahren und deren aufwendige, maschinelle Voraussetzungen zurückzuführen. Im Rahmen dieses Erkenntnistransferprojektes soll daher die Montage in den ganzheitlichen Ansatz integriert werden, wobei durch den Anwendungspartner BMW Group große Mengen an Daten aus realen Montageverfahren, sowie Erfahrung im Bereich der Montagetechnik in das Projekt eingebracht werden. Ein besonderer Fokus des Projektes liegt in der chargenbasierten Verarbeitung der realen Montagedaten. Hierdurch soll der nötige Mehraufwand durch das montageprozessorientierte Toleranzmanagement minimiert werden. Weiter konzentriert sich die Arbeit in diesem Projekt auf die Untersuchung von Fügeverfahren ohne Positioniereinrichtung (bspw. Fügen einer Klebeverbindung durch Roboterarm). Am Ende der Projektbearbeitung soll es den Anwendenden somit möglich sein, chargenbasiert Abweichungen im Montageprozess, ausgelöst durch Einzelteilabweichungen oder Montageparameter, vorherzusagen und frühzeitig gezielte Maßnahmen zur Sicherstellung der Qualität einzuleiten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Anwendungspartner: BMW Group