Im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekt „TensorMill“ haben die Mitarbeiter mit einer ganzheitlich vernetzten Produktion, von der Werkzeugherstellung bis zur End-of-Line-Messung, vielfältige Ursachen für Fertigungsungenauigkeiten erkennen und kompensieren können. Projektmitarbeiter Christian Teige: „Am Beispiel der Fertigung von komplexen Luftfahrbauteilen wollen wir zeigen, dass die Vernetzung und der gezielte Einsatz von Künstlicher Intelligenz die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Produktion maßgeblich steigern können.“
Die Fertigung von Integralbauteilen in der Luft- und Raumfahrtbranche, wie beispielsweise Rumpf- oder Triebwerkskomponenten, erfolgt mehrheitlich durch spanende Verfahren aus Vollmaterial. Der großvolumige Materialabtrag hat zusammen mit dem Einsatz schwer zerspanbarer Werkstoffe hohe Stückkosten zur Folge. Zusätzlich ergeben sich aus der Sicherheitsrelevanz dieser Bauteile hohe Qualitätsanforderungen. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden und damit Ausschuss zu vermeiden, ist für fertigende Betriebe daher die Steigerung der Prozesssicherheit durch Prozessüberwachung von höchster Bedeutung.
Im Forschungsprojekt „TensorMill“ arbeiten die Mitarbeiter an einer intelligenten, vernetzten, autonomen Fräsbearbeitung von Integralbauteilen. Während der Bearbeitung werden mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz möglichst zielgerichtet schädigungsrelevante Informationen zum Zustand des Fräswerkzeuges gewonnen und in Form einer Echtzeit-Datenanalyse den Nutzern bereitgestellt. Teige: „Diese Informationen ermöglichen ein rechtzeitiges Erkennen auftretender Schädigungen und bieten eine wissensbasierte Reaktion auf die gegebene Situation im Prozess und über die gesamte Lieferkette hinweg, also rechtzeitig vor einer potenziell unbemerkten Verschlechterung der Produktqualität.“
Der im Projekt erarbeitete Lösungsansatz gliedert sich in die Teilbereiche Integration und Interaktion. Bei der Integration werden die betrachtete Wertschöpfungskette, bestehend aus Werkzeugherstellung und Zerspanung, auf eine sinnvolle Erweiterung um Sensorik sowie Kommunikationsschnittstellen untersucht und entsprechende Lösungen entwickelt. In nachfolgenden fertigungstechnischen Untersuchungen werden Datenprofile bestimmter Prozesse generiert und die resultierenden Datenströme in einem cloudbasierten digitalen Bauteilzwilling zusammengeführt. Das so entstandene cyber-physische-System stellt die Grundlage des Teilbereichs Interaktion dar. In diesem erfolgt eine Echtzeit-Analyse der prozessrelevanten Daten mittels Künstlicher Intelligenz. Die abgeleiteten Stellgrößen werden dem Produktionssystem zurückgemeldet und zusätzlich die gesammelten Informationen durch eine Technologie-App den Nutzern entlang der Wertschöpfungskette zur Verwendung in Verbesserungsprozessen zugänglich gemacht.
Dieses weltweit erste System für die intelligent vernetzte Fertigung leistet einen wichtigen Beitrag zur effizienten und prozesssicheren Produktion von sicherheitsrelevanten Integralbauteilen. Es soll über das bereits etablierte Vertriebsnetz der beteiligten Unternehmen, auch zur Nachrüstung bestehender Produktionssysteme, vermarktet werden. Darüber hinaus ergeben sich, aufgrund der Übertragbarkeit des Wissens in andere Branchen, wie beispielsweise der Medizintechnik, Potenziale in neuen Geschäftsfeldern.
Komplementär werden die Anwender unter den Projektpartnern das entwickelte System in die eigene Fertigung integrieren und dadurch einen signifikanten Technologievorsprung im Bereich der Prozesssicherheit, -überwachung und –dokumentation erhalten. Das Projekt trägt damit ganz wesentlich dazu bei, die führende Rolle der deutschen Luft- und Raumfahrtzulieferbranche zu sichern, auszubauen sowie neue Arbeitsplätze zu schaffen.
Kontakt:
Für weitere Informationen steht Ihnen M.Sc. Christian Teige, Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen, unter Telefon +49 511 762 18334 oder per E-Mail unter teige@ifw.uni-hannover.de gern zur Verfügung.
