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Fakultät Maschinenbau

Cornet Fördert das Projekt "Integrated Data-based Process Chain Optimisation in Casting and Machining Production - IDaP+"

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Das Projekt "IDaP+" zielt auf eine ganzheitliche Prozesskettensteuerung für die Herstellung von Leichtmetallgussprodukten mit anschließender Wärmebehandlung und Bearbeitung. Diese Prozessketten sind insbesondere für die Produktion von elektrischen Antrieben in der Automobilindustrie, aber auch in anderen Branchen relevant. An diesen Prozessketten sind verschiedene Unterlieferanten und überwiegend Klein- und mittlere Unternehmen (KMU) beteiligt, z.B. durch die Herstellung von Gussformen und die Durchführung von Gießprozessen, durch die Bereitstellung von Wärmebehandlung, durch die Durchführung von Bearbeitungsprozessen als Lohnfertiger oder durch die Bereitstellung von Werkzeugen, Maschinen, Anlagen, Software und Dienstleistungen.

© ISF
Übersicht über die einzelnen Arbeitspakete (WP) des IDaP+ - Projekts

Hauptziel des Projektes ist es, die Nutzung von Produktionsinformationen von der verteilten und heterogenen Datenerfassung über die Datenverarbeitung bis hin zur Datenrückführung zu untersuchen, um eine Optimierung der Prozesskette im Hinblick auf Effizienz, Qualität und Belastbarkeit zu ermöglichen. Durch die übergreifende Verknüpfung von Sensor- und Steuerungsinformationen aus allen relevanten Prozessschritten sowie analytischen und datenbasierten Modellen im Sinne der Softsensorik wird eine digitale Abbildung geschaffen. Es werden intelligente Methoden zur Steuerung der Prozesskette erforscht, um kontinuierlich entlang der Wertschöpfungskette gezielte Prozessverbesserungen abzuleiten. Jedes an der gesamten Wertschöpfung beteiligte KMU profitiert von dedizierten Prozesskettensteuerungsinformationen, die das System bereitstellt. Eine verteilte, aber vernetzte Datenverarbeitungsstruktur nach dem GAIA-X-Framework ermöglicht ein sicheres Informationshandling, aber eine zeitnahe Interaktion der Prozesskettensteuerung. Auf Basis der verknüpften Interpretation der heterogenen Prozess- und Qualitätsinformationen der Produktionskette werden kaskadierte Regelkreise etabliert, um alle relevanten Prozessschritte im Hinblick auf die gewünschten Eigenschaften der fertigen Bauteile einzustellen. Auf diese Weise wird der Qualitätsentstehungsprozess umfassend überwacht und nachvollzogen, um drastisch verkürzte Anlaufzeiten, optimierte Produktleistungen und die Vermeidung von Fehlteilen zu erreichen. Das Projekt zielt insbesondere auf eine drastische Reduzierung des Material- und Energieverbrauchs ab. Regelkreise etabliert, um alle relevanten Prozessschritte im Hinblick auf die gewünschten Eigenschaften der fertigen Bauteile einzustellen. Auf diese Weise wird der Qualitätsentstehungsprozess umfassend überwacht und nachvollzogen, um drastisch verkürzte Anlaufzeiten, optimierte Produktleistungen und die Vermeidung von Fehlteilen zu erreichen. Das Projekt zielt insbesondere auf eine drastische Reduzierung des Material- und Energieverbrauchs ab.

Das Projekt IDaP+ wird grundlegende Erkenntnisse, ein detailliertes Verständnis und den technologischen Hintergrund für eine wissensbasierte und effektive Implementierung innovativer Digitalisierungssysteme und Prozessverbesserungen in der Prozesskette Gießen-Bearbeiten liefern. Davon profitieren nicht nur der Gießerei- und Werkzeugmaschinensektor, sondern auch nachgelagerte Anwender wie der Mobilitätssektor, der Energiesektor und alle anderen Industriezweige, in denen dünnwandige Gussbauteile zum Einsatz kommen. Dies trägt insbesondere zum aktuellen Wandel von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor (ICEV) zu Elektrofahrzeugen bei. Elektromotorengehäuse, Scrollverdichterteile sowie Batteriegehäuse bilden daher mit ihren beispielhaften und anspruchsvollen Anforderungen an Genauigkeit, Gewicht und Haltbarkeit den anwendungsbezogenen Schwerpunkt des IDaP+-Projekts. Die hier beteiligten Forschungsinstitute sind besonders qualifiziert, diese komplexe und interdisziplinäre Forschungsaufgabe zu lösen. Für jeden Prozessschritt und jede relevante Technologie innerhalb der Prozesskette Gießen-Bearbeiten ist ein erfahrener Forschungspartner mit spezifischem Know-how am IDaP+-Projekt beteiligt. Alle wissenschaftlichen Partner bringen fundierte Vorkenntnisse in den Bereichen Sensorintegration und Signalverarbeitung, Datenauswertung und -interpretation, Prozessüberwachung und -steuerung sowie qualitätsbezogene Bewertung von Prozesszuständen und gefertigten Teilen mit. Die teilnehmenden Unternehmen im Nutzerkomitee repräsentieren alle relevanten Prozessschritte sowie Digitalisierungsanbieter und sind von KMUs bis hin zu OEMs vertreten, was die Relevanz für die Industrie zeigt. Das breite Wissen und die wissenschaftliche und industrielle Erfahrung in Produktionsprozessen wird das Projekt zu Ergebnissen führen, die für einzelne Forschungsinstitute oder Unternehmen nicht möglich sind.