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Integrative Prozesskettenplanung und -auslegung umformtechnisch gefertigter Bauteile auf Basis genetischer Algorithmen

Motivation

 

Die Prozesse sowie Prozessketten zur Schmiedebauteil- und Schmiedewerkzeugherstellung werden bislang häufig unabhängig voneinander optimiert. Gegenwärtig fehlt die Einbeziehung der aus der Herstellung des Umformwerkzeugs resultierenden Einflüsse in die Auslegung der fertigungstechnischen Prozesskette des Schmiedebauteils. Für die Auslegung umformtechnischer Prozessketten ist es jedoch sinnvoll, frühzeitig die Schmiedewerkzeugherstellung systematisch in den Planungsprozess hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit und der erforderlichen Qualitätsvorgaben einzubinden. Die Kosten für die Werkzeugherstellung beeinflussen maßgeblich die Produktionskosten im Schmiedebetrieb. Um die Entwicklungszeiten und Kosten schmiedetechnisch hergestellter Bauteile zu verringern und deren Qualität zu erhöhen, gewinnt daher die ganzheitliche Prozesskettenauslegung und -optimierung zunehmend an Bedeutung.

 

Zielsetzung

 

Im Mittelpunkt dieses Projekts steht die ganzheitliche Auslegung von Produktions­systemen hinsichtlich Qualität, Kosten und Zeit schmiedetechnisch hergestellter Produkte. Ziel ist ein nachhaltiges Reduzieren des Simulationsaufwandes durch den Einsatz genetischer Algorithmen und generischer Modelle in der Prozessentwicklung. Als Ergebnis des Vorhabens wird eine Verkürzung von Produkt- und Prozess­entwicklungs­zeiten sowie eine Methode zur ganzheitlichen Optimierung fertigungstechnischer Prozessketten angestrebt. Zur Validierung wird ein Szenario aus zwei Prozessketten zur Werkzeug­herstellung und Bauteilfertigung betrachtet (vgl. Abbildung 1). Dabei sollen die komplexen Schnittstellen in der horizontalen und vertikalen Prozesskette zwischen den Einzelprozessen analysiert und durch technologische und funktionale Anpassungen hinsichtlich ökonomischer und qualitätsrelevanter Zielsetzungen optimiert werden. Weiterhin wird eine deutlich erhöhte Planungsqualität durch die Berücksichtigung technologischer Wechselwirkungen erreicht.

 

 

Abbildung 1: Referenzprozesskette und generierten Lösungen im Zielgrößenraum

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