EMBerAM – Entwicklung einer KI-unterstützten Methodik zur Fertigungstechnologie-Auswahl auf Bauteilebene

Ziel des Projektes EMBerAM ist die Bereitstellung einer Methodik für einen objektiven, frühzeitigen und automatisierten Vergleich metallischer Fertigungstechnologie-Alternativen. Der Output der Methodik besteht demnach in einer bauteilindividuellen Fertigungstechnologie-Empfehlung.

Motivation

Aufgrund des globalen Wettbewerbs und steigender Kundenerwartungen sind kurze Innovations- und Entwicklungszyklen ein wichtiger Treiber der Produktentwicklung. Diese aktuellen Herausforderungen erfordern die Fähigkeit, frühzeitig Entscheidungen zu treffen. Um eine effiziente Produktentwicklung zu gewährleisten und die „Time-to-Market“ zu verkürzen, ist es unerlässlich, schon früh im Entwicklungsprozess Gewissheit bezüglich der Fertigungstechnologien von Bauteilen zu haben. Ein fundierter Vergleich fertigungstechnischer Alternativen erfordert eine ganzheitliche Analyse und Prädiktion technologischer und wirtschaftlicher Faktoren, um die optimale Fertigungstechnik auf Bauteilebene zu identifizieren.

Zielsetzung

Die zu entwickelnde Methodik soll eine frühzeitige Klassifizierung von Bauteilen durch die Bewertung diverser Bauteileigenschaften inklusive eines Vergleichs potenzieller Produktionstechnologien ermöglichen. Dies erfordert eine umfassende Datengrundlage mehrerer technologischer und wirtschaftlicher Parameter, z. B. Geometrie, Größe, Werkstoff sowie Kosten für Herstellung, Transport, Lagerung und Nachbearbeitung. Auf Grundlage dieser Datenbasis soll über den Einsatz von KI-Algorithmen ein geeignetes Fertigungsverfahren ausgewählt werden. Dies ermöglicht u.a. die Berücksichtigung der Besonderheiten von additiven Fertigungsverfahren bereits in der Produktentwicklung.

Vorgehen

Ein bereits bestehender Daten-Screening-Ansatz wird um weitere Parameter zur Abbildung der „echten“ Kosten und die Möglichkeit des Vergleichs von Technologien erweitert. Auf diesem Wege trägt EMBerAM zur Entwicklung und digitalen Verknüpfung intelligenter Produktentwicklungs- und Produktionsprozesse bei. Die Entwicklung der Methodik erfolgt nach dem Top-Down-Prinzip, wobei zunächst ein Grobkonzept in kurzer Zeit erstellt werden soll, welches anschließend schrittweise verfeinert wird. Somit können nach dem Fail-Fast-Prinzip mögliche Stolpersteine bei der Entwicklung der Methodik frühzeitig erkannt und adäquat adressiert werden.

Ergebnisse

Die entwickelte Methodik soll in der Form eines Softwaretools umgesetzt werden, welches eine fundierte Beurteilung des technologischen und wirtschaftlichen Potenzials verschiedenster Bauteile und Fertigungstechnologien ermöglichen soll. Damit ist eine frühzeitige Anpassung des Produktes im Entwicklungsprozess anhand der identifizierten, geeigneten Produktionstechnologie möglich. Infolgedessen können die in der Entwicklung und Herstellung anfallenden Kosten durch eine erhöhte, frühzeitige Flexibilität im Produktentstehungsprozess reduziert werden.