SIMULATION DRIVEN
PRODUCT AND PROCESS OPTIMIZATION

Wie der Wachstumskern VIPO auch bei Ihrer Problemlösung im Bereich XXX helfen kann (copy 1)

Seit dem 01. März 2019 fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung den Wachstumskern „Virtuelle Produkt- und Prozessoptimierung“. Ziel des Projektes ist es, die Produkt- und Prozessentwicklung entlang des Produktlebenszyklus zu optimieren. Lesen Sie in unserem aktuellen Blog-Eintrag, wie auch Ihr Unternehmen von unseren Entwicklungen profitieren kann.

Wofür steht der Wachstumskern VIPO?

Der Wachstumskern VIPO adressiert die Digitalisierung des gesamten Produktlebens-zyklus von der Produktoptimierung zur Optimierung des additiven Fertigungsprozesses bis zum Erstellen digitaler Zwillinge für den Produktbetrieb und die Produktwartung.

Das Alleinstellungsmerkmal des Wachstumskerns ist vor allem in der Verwendung von komplexen Feldzusammenhangsmodellen zu sehen. Hierdurch können neue Potential in der Produkt- und Prozessoptimierung sowie mit Hilfe digitaler Zwillinge in der prädiktiven Wartung erschlossen werden.
 

Digitale Zwillinge als innovative Lösung
 

Bereits seit 2010 existiert der Begriff Digitaler Zwilling. Damals nutzte die NASA diesen Begriff erstmals in ihrer jährlichen Veröffentlichung der Technologie-Roadmap (Shafto, et al. 2010). Einfach lässt dich der digitale Zwilling als ein digitales Abbild eines realen Produktes über den gesamten Lebenszyklus hinweg definieren (Klostermeier, Haag und Benlian 2020).

Bisherige Ansätze für den Digitalen Zwilling ziel vor allem auf die Datenerfassung, das Monitoring und der Visualisierung des Ist-Zustandes, der statistischen Datenauswertung sowie dem Data Mining ab. Im Gegensatz dazu, steht bei unserem Vorhaben die neuartige Verknüpfung von hochaufgelösten Sensordaten und die detaillierte Produkt- und Prozesssimulation im Vordergrund. Um dieses Ziel erreichen zu können, ist der Einsatz von (Feld-)Zusammenhangsmodellen essenziell. Diese sollen in Echtzeit eine hochaufgelöste Auswertung des aktuellen Verhaltens sowie eine bessere Vorhersage von Wartungsintervallen des realen Systems im Digitalen Zwillings ermöglichen. Um dieses Vorhaben zu ermöglichen, sind die Forschungsarbeiten aus den beiden Teilprojekten Produkt- und Prozessoptimierung notwendig.

Folgende Partner sind an diesem Projekt beteiligt:

  • Dynardo GmbH
  • Andato GmbH & Co KG
  • ORISA Software GmbH
  • Alpha Analytics UG & Co. KG
  • Materialforschungs- und -prüfanstalt (MFPA) Weimar
  • CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH
     

Produktoptimierung – eine Voraussetzung für die Digitalen Zwillinge
 

Ohne moderne computergestützte Entwicklungswerkzeuge, wie simulationsbasierte Produktentwicklung und –optimierungslösungen, lassen sich zukünftig anspruchsvolle Produktentwicklungsprozesse nicht mehr wirtschaftlich und effizient darstellen. Die Produktsimulation und -optimierung soll am Beispiel der Strahlführungs- und Strahlformungselemente von Lasermaterialbearbeitungsanlagen entwickelt werden. Im Verbundprojekt 1 (Produktoptimierung) werden schwerpunktmäßig Methoden für die Erstellung und Anwendung von Zusammenhangsmodellen für die Produktentwicklung und -optimierung entwickelt.

Folgende Partner sind an diesem Projekt beteiligt:

  • LightTrans International UG
  • Dynardo GmbH
  • ORISA Software GmbH
  • Alpha Analytics UG & Co. KG
  • Ernst-Abbe-Hochschule Jena
  • CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH
     

Teilprojekt 2 stellt die Prozessoptimierung in den Mittelpunkt
 

Verbundprojekts 2 ist es, neue Simulations- und Untersuchungsmethoden zu entwickeln, die es gestatten, bereits in einer frühen Entwicklungsphase Beanspruchungen gedruckter auslegungsrelevanter Kunststoffbauteile (Temperatur-felder, Eigenspannungen und Verzüge) welche aus dem Fused-Deposition-Modeling (FDM - Registered Trademark by Stratasys Inc) – Herstellungsprozess resultieren, mit sehr guter Prognosequalität vorherzusagen. Es soll eine Methodik entwickelt werden, die aufbauend auf validierten und kalibrierten Simulations- und Sensordaten mittels Variationsanalyse neue Feldzusammenhangsmodelle generiert, mit denen der FDM-Herstellungsprozess bauteil- und verfahrensspezifisch optimiert werden kann.

Die additive Fertigung eröffnet völlig neue Möglichkeiten der Herstellung für neuartige Produkte. Negativ und problematisch ist, dass die additive Fertigung gegen Störgrößen im Herstellungsprozess anfällig ist.

Folgende Partner sind an diesem Projekt beteiligt:

  • Dynardo GmbH
  • Materialforschungs- und -prüfanstalt (MFPA) Weimar
  • 3D-Schilling GmbH
  • Ernst-Abbe-Hochschule Jena
  • ORISA Software GmbH
     

Mittelstand als zukünftiger Absatzmarkt
 

Thüringens Unternehmenslandschaft ist gekennzeichnet durch KMUs. Ca. 99 % aller Unternehmen in Thüringen sind dieser Kategorie zuzuordnen (Thüringer Landesamt für Statistik 2018). Dies entspricht der bundesweiten Aufteilung (BVMW 2020). Dementsprechend sollen die entwickelten Verfahren zukünftig auch für KMUs nutzbar gemacht werden.

„Unsere Lösungen, Dienstleistungen und Softwareprodukte werden wir auch für kleine und mittelständische Unternehmen erarbeiten. Sie erhalten von uns damit Zugang zu virtuellen Produkt- und Prozessoptimierungen je nach ihrem individuellen Bedarf.“

So Johannes Will, Sprecher des Netzwerks.

Erste Erfolge des VIPO Wachstumskerns
 

Der Wachstumskern konnte bereits erste Erfolge liefern. Im Januar 2020 initiierte der Wachstumskern eine öffentlichkeitswirksame Veranstaltung. Hierbei waren Wissenschaftler aus ganz Deutschland eingetroffen, um über unterschiedliche Themen im Bereich der Produkt- und Prozessoptimierung zu referieren. Erfahren Sie hier mehr über das Symposium.
 

Kontakt / Möglichkeiten für Unternehmen
 

Was könnten Gründe für Unternehmen sein, mit uns in Kontakt zu treten? Bitte hier eins, zwei kurze Sätze schreiben, was wir für Unternehmen machen können. Das kann ich leider nicht einschätzen.

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Über den Autor

Max Muster

Mein Name ist Max Muster und ich bin für XXX im Projekt verantwortlich. Mein Spezialgebiet ist XXX. Bei weiteren Fragen können Sie sich gerne per Mail an mich wenden: xxx(at)xxx.com

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