Simulierte Realität in Auto, Filter und Vlies

Wie verbessert man die Karosserie eines Autos? Wie macht man Filter effizienter? Wie erhöht man die Wärmeisolation von Dämmstoffen? Diese Fragestellungen liegen zwar weit auseinander, haben jedoch einen gemeinsamen Bezugspunkt, nämlich die „Simulierte Realität“.

Der Beantwortung dieser Fragen geht das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM jetzt gemeinsam mit den Fraunhofer-Instituten IGD und SCAI im Projekt „Simulierte Realität zur Auslegung und Optimierung von Produkten und Produktionsprozessen SR-PRO“ nach.

Ziel dieses Vorhabens ist es, die Bereiche Technische Simulation, Optimierung und Virtual Reality (VR) in einem Software-Werkzeug zusammenzuführen. Die Institute entwickeln Pla-nungs- und Entscheidungstools, die die zielgerichtete Optimierung verschiedener, auch gegenläufiger Gütekriterien ermöglichen. Die Planer und Entwickler sind in diesen Entscheidungsprozess über eine VR-basierte dreidimensionale Visualisierung eingebunden. Pilotanwendungen liegen zunächst in der Produktion technischer Textilien wie Filter und Vliesstoffe und im Karosseriebau. Das Projekt hat eine Laufzeit von drei Jahren und wird von der Fraunhofer-Gesellschaft mit insgesamt drei Millionen Euro gefördert, wovon das ITWM als Koordinator über eine Million Euro erhält.

Die „Simulierte Realität“ gehört zu den zwölf Leitinnovationen, mit denen die Fraunhofer-Gesellschaft aktuelle Trends in Wissenschaft und Technologie verstärken will und die Entwicklung neuer Produkte fördert. So läuft auch die „Simulierte Realität zur Auslegung und Optimierung von Produkten und Produktionsprozessen SR-PRO“ als sogenannte „Marktorientierte strategische Vorlaufforschung“ (MAVO), mit einem längerfristigen Horizont zur Markterschließung.

Die Ergebnisse dieser MAVO werden dazu dienen, Planungs- und Entwicklungsprozesse zu beschleunigen und sie effizienter zu gestalten. Dabei spielt das „Reverse Engineering“ eine zentrale Rolle: Bei Vorgabe bestimmter Zielgrößen und Gütekriterien werden die zugehörigen Prozess-, Material- und Geometrieparameter gesucht. Dafür werden mathematische Methoden der multikriteriellen Optimierung eingesetzt. Am Fraunhofer ITWM steht zunächst der Herstellungsprozess von Vliesstoffen mit Eigenschaften wie Gleichmäßigkeit oder Zugfestigkeit im Vordergrund; auf diesem Anwendungsgebiet besteht eine langjährige Kooperation mit der Firma Freudenberg Vliesstoffe. Aus dem Firmenumfeld des Instituts konnte jetzt der Maschinenhersteller Neumag-Saurer als Industriepartner gewonnen werden.

Im Karosseriebau liegt das Augenmerk auf der Gewichtsminimierung und dem Fußgängerschutz; auch hier gilt es, die gegensätzlichen Kriterien Sicherheit, Gewicht und Stabilität zu optimieren. Das Fraunhofer SCAI treibt die Anwendung in diesem Bereich mit Partnern wie der Volkswagen AG voran.