Hintergrund

Bei der Herstellung von Blechformteilen steigt durch zunehmende Individualisierung die Variantenvielfalt. Somit werden die Losgrößen kleiner und Werkzeugwechsel häufiger. Dies hat eine Erhöhung des Ausschusses, beispielweise durch die Erwärmung des Werkzeuges, zur Folge. Des Weiteren sind durch dynamische Effekte, Schwankungen der Werkstoffeigenschaften, Regelabweichungen und verschleißbedingte Änderungen erfahrungsbasierte Vorhersagen der Fertigungsparameter während des Produktionsanlaufs nahezu unmöglich. Durch Simulationsmodelle kann das Umformergebnis mit einer hohen Wahrscheinlichkeit vorhergesagt werden. Aktuell fehlen allerdings Methoden, um eine umfassende Systemsimulation einer Umformpresse zu erstellen und diese während des Betriebs einzusetzen.

Ziele

Durch eine betriebsbegleitende Systemsimulation soll ein simulationsbasierter Eingriff auf die Steuerungsalgorithmen umgesetzt werden. Dafür wird eine echtzeitfähige steuerungsintegrierte Simulationsumgebung für den Digitalen Zwilling einer Umformpresse geschaffen. Aus der Systemsimulation der Umformpresse soll außerdem eine echtzeitfähige Modellbibliothek für die Umformtechnik entstehen.

Lösungsansatz

Der Digitale Zwilling eines Produktionssystems bildet dieses digital ab und zeichnet sich durch eine bidirektionale Anbindung an das reale Pendant aus, was unter anderem eine Online-Optimierung ermöglichen soll. Auf dem Weg zur Realisierung eines Digitalen Zwillings wird eine Echtzeit-Co-Simulationsarchitektur für Steuerungssysteme entwickelt. Diese Architektur soll die Durchführung einer betriebsbegleitenden Systemsimulation aus Maschine und Prozess ermöglichen. Auf dieser Basis können Methoden für simulationsbasierten Steuerungsfunktionen entworfen werden.

Erwartete Ergebnisse

Im Rahmen des Projekts werden Methoden, Modelle und Architekturen für steuerungsintegrierte Digitale Zwillinge entwickelt. Für den Umformprozess bemisst sich der Erfolg durch eine signifikante Verkürzung des Produktionsanlaufs nach dem Werkzeugwechsel und einer Echtzeitreaktion des Systems auf Umgebungsbedingungen, was zur Vermeidung von Produktionsfehlern führt.