Intelligente Fertigungsprozesse & Closed-Loop-Produktion

Die Bayerische Forschungsstiftung fördert das Projekt mit rund zwei Millionen Euro. FORinFPRO ist ein gemeinsames Vorhaben der Universität Augsburg sowie zehn weiterer Partner aus Industrie und Forschung. 

Forschungsfrage

Leichtbau-Komponenten für die Automobilindustrie oder die Luftfahrt werden mit innovativen Verfahren wie der Nass-Vlies-Herstellung, dem Spritzguss oder dem Ultraschall-Schweißen gefertigt. Diese Fertigungsverfahren bestehen aus vielen kleinen Prozess-Schritten, mit verschiedenen Parametern. Wie können Regelungen für die benötigten Maschinen und Anlagen realisiert werden, die mittels künstlicher Intelligenz (KI) aus vergangenen Prozessschritten lernen, um sich an zukünftige Erfordernisse anzupassen und kontinuierlich bessere Ergebnisse erzielen?

Das Ziel: Prozesse global regeln

Das Projekt FORinFPRO spannt einen großen Rahmen auf: „Wir analysieren die für die Herstellung von Leichtbau-Komponenten benötigen Einzelprozesse, überwachen diese mit Sensoren und erstellen digitale Modelle. So können wir neue Schnittstellen zwischen den Herstellungsverfahren und deren Steuerungen schaffen. Das Ziel ist eine komplexe Verkettung der Einzelprozesse und eine globale Regelung des Gesamtprozesses“, erklärt der Sprecher des Forschungsverbundes, Prof. Dr.-Ing. Christoph Ament, vom Lehrstuhl Regelungstechnik der Universität Augsburg.

Konkretes Beispiel

Wenn ein Vlies, das Ausgangsprodukt vieler Leichtbau-Produkte, in der Herstellung zu dick gerät, müssen Mitarbeitende in den kommenden Prozessen die Parameter neu einstellen. In Zukunft sollen sich die folgenden Prozessschritte mittels Algorithmen der KI automatisch anpassen und alles untereinander vernetzt sein. „Der Verbund erforscht, wie KI eingesetzt werden kann, um aus Prozessdaten stetig lernen zu können. Am Ende steht ein prozesskettenfähiges Closed-Loop-Konzept, bei dem die gewonnen Daten den Prozess auf Basis von KI-Modellen unmittelbar beeinflussen. So sollen lernende Fertigungsprozesse ermöglicht werden, z.B. hinsichtlich einer möglichst stabilen Verarbeitungsprozesses von recycelten Materialien im Spritzgießen“, präzisiert Rupert Hirn, Teamlead Digital Applications & Data Intelligence, KraussMaffei Technologies GmbH, und stellvertretender Sprecher des Verbundes.

Die Vorteile: Höhere Qualität, Robustheit und Effizienz

Neben der daraus resultierenden höheren Produktqualität ergibt sich der Vorteil, dass die Prozesse durch den Einsatz einer KI-gestützten Regelung gegenüber Schwankungen im verarbeiteten Material, beispielweise mit Recycling-Anteil, robust werden und diese aktiv kompensieren. Zudem eröffnen sich neue Möglichkeiten der Ressourceneffizienz, wenn unter anderem ganze Prozesse auf die Verfügbarkeit von Solarstrom reagieren.

Beteiligte Partner an FORinFPRO

Universität Augsburg

Technische Universität Nürnberg

Weitere Partner