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Der Forschungsverbund zielt darauf ab, selbstadaptive Regelungssysteme für Maschinen, Anlagen und Prozessketten zu entwickeln und umzusetzen, welche aus vergangenen Prozessschritten lernen k?nnen, um sich an zukünftige Erfordernisse des Prozesses besser anpassen zu k?nnen. Dadurch wird nicht nur eine h?here Bauteilqualit?t (Erreichen engerer Toleranzen), sondern auch eine erh?hte Robustheit bei h?herer Ressourceneffizienz des Prozesses erreicht. Hinsichtlich der Robustheit sollen die Regelungskonzepte v.a. den Einsatz von recycelten Materialen erlauben, die oft gr??ere Schwankungen der Materialeigenschaften aufweisen.

Wo fest programmierte Steuerungen ohne Anpassung an die Prozesse oft keine reproduzierbaren Ergebnisse im geforderten Rahmen liefern k?nnen, sollen robust, und selbstadaptiv geregelte Prozesse entstehen, die eingangsseitige Materialschwankungen aktiv kompensieren, um ausgangsseitig konstante Qualit?t sicherzustellen. In Bezug auf das Thema der Ressourceneffizienz sollen Konzepte erforscht werden, welche die Freiheitsgrade in der Prozessführung voll ausnutzen, um m?glichst ressourcensparend und emissionsarm zu prozessieren. Eine lernf?hige Prozessregelung sieht beispielsweise den kommenden Energiebedarf voraus, nutzt je nach Verfügbarkeit erneuerbare Energien und passt den Energiemix und dessen zeitliche Abfolge geeignet an. Durch beide aufgegriffenen Aspekte – Robustheit und Ressourceneffizienz – sollen Ans?tze für eine ?konomische wie auch ?kologische Optimierung der Produktion im Sinne nachhaltiger Prozessketten anhand einer konkreten Referenzprozesskette erforscht und umgesetzt werden.?

Für die selbstadaptiven Regelungssysteme werden im Projekt grundlegenden Konzepte zur prozessspezifischen Sensorik- und Zustandsüberwachung sowie zur datenbasierten Modellierung, Regelung und Optimierung von Fertigungsprozessen erforscht. Um diese Konzepte selbstadaptiv bzw. lernend zu gestalten, sollen aktuelle Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) eingesetzt, angepasst und weiterentwickelt werden. Die untersuchten Prozesse müssen au?erdem so angepasst und vernetzt werden, dass eine Regelung anhand der Echtzeit-Prozessinformationen m?glich ist.?

Um die Verwertbarkeit der Forschung über den Verbund hinaus sicher zu stellen, soll die Vorgehensweise zur Bildung solcher intelligenten Fertigungsprozesse anhand von dezidierten Einzelprozessen analysieret werden. Die konkrete prozesstechnische Umsetzung erfolgt an den Prozessen der Vliesherstellung, der Vliesumformung, des Spritzgusses, eines Infusionsprozesses und eines hybriden Fügeprozesses mittels Ultraschallschwei?en sowie deren Verkettung mit prozessübergreifender Regelung. Die Prozesse bilden dabei eine logische Prozesskette, die auch in einer realen Fertigungsline so vorgefunden werden kann. Die Komplexit?t der Prozesse und damit Anforderungen an Sensorik, Modellierung und Regelung sollen über die Laufzeit des Projekts progressiv gestaltet werden. Ausgangspunkt sind zun?chst die beteiligten Einzelprozesse, die zu selbstadaptivem Verhalten bef?higt werden, um diese im Weiteren mit generischen Schnittstellen auszustatten und darüber schlie?lich prozessübergreifend zu vernetzen und schlie?lich ein allgemeines Vorgehensmodell entwickelt werden.?

Dazu ist es notwendig, interdisziplin?re Experten aus der Prozesstechnik und den Werkstoffwissenschaften mit Experten der KI und der Regelungstechnik zusammenzubringen. Weiterhin ist die Kooperation von Forschenden an Forschungseinrichtungen und Anwendenden in Unternehmen zielführend. Am Standort Augsburg soll die Infrastruktur des neu entstandenen KI-Produktionsnetzwerkes mit der Innovationskraft einer neuen Technischen Universit?t am Standort Nürnberg verbunden werden.?

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F?rderung

? Bayerische Forschungsstiftung

Partner

• Universit?t Augsburg
  • Institut für Software & Systems Engineering
  • Lehrstuhl für Faserverbundkunststofftechnologie
  • Lehrstuhl für Hybride Werkstoffe
  • Lehrstuhl für Regelungstechnik
  • Professur für Mechanical Engineering
• Department of Engineering, Technische Universit?t Nürnberg
• Fraunhofer-Institut für Gie?erei-, Composite- und Verarbeitungstechnik (IGCV)
• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt ZLP Augsburg
• KraussMaffei Technologies GmbH?
• MAGMA Gie?ereitechnologie GmbH
• Vallen Systeme GmbH
• Soffico GmbH
• BCMtec GmbH
• SGL Technologies GmbH
• Bolle & Cords Elektrotechnik GmbH