Projektförderung
Hintergrund
Bei Umformprozessen führt eine nicht an die Eigenschaften des Rohlings und des Werkzeugs angepasste Einstellung der Steuerungsparameter zur Produktion von Fehlteilen. Eine betriebsbegleitende Simulation des Umformprozesses und Vorhersage der Bauteilqualität durch einen Digitalen Zwilling kann dazu genutzt werden, die Steuerungsparameter während des Betriebs anzupassen und somit die Produktion fehlerhafter Teile zu verringern. Ein solcher Digitaler Zwilling wurde bereits in einem Vorgängerprojekt implementiert und getestet. Die echtzeitfähige Simulation und Qualitätsvorhersage des Bauteils in Abhängigkeit von den anfänglichen Eigenschaften des Rohlings und den Steuerungsparametern, wurde mittels CNN- und GNN-Modellen durchgeführt. Diese Modelle sowie ein Optimierungsalgorithmus wurden in eine echtzeitfähige Co-Simulationsarchitektur integriert und auf einem Steuerungsprojekt unter Laborbedingungen angewandt. Zu untersuchen ist nun, in welcher Art dieser steuerungsintegrierte Digitale Zwilling erweitert werden muss, um unter realistischen Einsatzbedingungen nutzbar zu sein.
Problemstellung
Mit den Ergebnissen aus der ersten Projektphase konnte gezeigt werden, dass datengetriebene Modelle geeignet sind, um die Fertigungsqualität von dreidimensionalen Blechbauteilen abzubilden und darauf basierend eine Optimierung der Steuerungsparameter durchzuführen. Die momentane Umsetzung hat jedoch noch Defizite in der Ausführgeschwindigkeit der Modelle. Auch das Deployment der Modelle findet momentan noch manuell und vor Laufzeitbeginn statt. Eine parallelisierte Berechnung mehrerer Modelle ist aktuell auch noch nicht möglich.
Zielsetzung/Ergebnisse
Anhand einer Implementierung des aktuellen Projektstands auf einer realen Umformpresse sollen zunächst Anforderungen an den steuerungsintegrierten Digitalen Zwilling gestellt werden, beispielsweise hinsichtlich der Vorhersagegenauigkeit und Ausführgeschwindigkeit der datengetriebenen Modelle. Anschließend daran soll die Co-Simulationsarchitektur mit dem Ziel eines flexiblen und hardwareunabhängigen Deployments der Teilmodelle durch Containerisierung erweitert und Kopplungs- sowie Kommunikationsmechanismen untersucht werden. Außerdem soll der Optimierungsprozess des Digitalen Zwillings durch eine automatisierte ressourcenabhängige Parallelisierung beschleunigt werden. Gesamtziel des Projekts ist es, die verbesserte Funktions- und Leistungsfähigkeit des Digitalen Zwillings durch Anwendung der Erweiterungen auf einer realen Umformpresse zu erproben.
Ihr Ansprechpartner
Adrian Krämer
M.Sc.Wissenschaftlicher Mitarbeiter "Virtuelle Methoden in der Produktionstechnik"