Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Assistenzsysteme für die Blechumformung

28.07.2017

Das Werkzeugmaschinenlabor der RWTH Aachen hat innerhalb der Forschungsinitiative „Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrum“ einen portablen Demonstrator entwickelt, der die Vision von Industrie 4.0 für die mittelständische Blechumformung greifbar macht. Der Material Scanner (MatS) demonstriert am Beispiel des Feinschneidens, wie durch Verschmelzung der Fertigungs- und Informationstechnik implizites Prozesswissen sichtbar gemacht und zur optimierten Prozessführung genutzt werden kann.

Der Demonstrator besteht aus insgesamt drei Bausteinen: einem Prüfstand zur Simulation feinschneidtypischer Phänomene (a), einer Grafikprozessor-basierten Recheneinheit zur zentralen Verarbeitung von Messdaten (b) und einer drahtlosen grafischen Benutzeroberfläche zur dezentralen Visualisierung von Messdaten (c).


Assistenzsysteme für die Blechumformung

© WZL der RWTH Aachen | Kaufmann

Im aktuellen Entwicklungsstand wird der Blechtrennungsprozess ohne Durchführung eines echten Trennvorgangs simuliert. Dies geschieht mithilfe eines Schnittschlagsimulators, der in Intervallen auf einen Blechstreifen schlägt und dadurch einen mechanischen Impuls (Schnittschlag) wie auch ein akustisches Signal (Schnittklang) erzeugt.

Über entsprechende Sensoren werden Schnittschlag und Schnittklang erfasst und drahtlos an die zentrale GPU-Recheneinheit übermittelt. Zusätzlich werden ausgewählte Werkstoffeigenschaften des Blechstreifens erfasst und mit dem Schnittschlag und -klang korreliert. Mithilfe von Algorithmen aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz ist es dann möglich, auf Prozessanomalien in Echtzeit reagieren zu können.

Echtzeit-Datenanalyse mithilfe von künstlichen neuronalen Netzen

Zweiter Baustein und Kernstück des Demonstrators ist die zentrale Grafikprozessor-basierte Recheneinheit. Ein künstliches neuronales Netz korreliert dort Werkstoffeigenschaften, Prozessparameter und die o. g. perzeptiven Messgrößen, den Schnittschlag und -klang. Google demonstrierte 2016 eindrucksvoll die Möglichkeiten von künstlichen neuronalen Netzen, als es zum ersten Mal gelang, einen menschlichen Gegenspieler mithilfe eines Computerprogramms im Brettspiel Go zu schlagen.

Die Besonderheit lag nun aber nicht darin, dass dies gelungen ist, sondern wie es gelungen ist. Das künstliche neuronale Netz hat Spielzüge abgeleitet, die in der über 2000-Jahren alten Spieletradition für den Menschen unentdeckt blieben. Auf diese Spielzüge gab es folglich keine Antwort. Übertragen auf den Feinschneidprozess ist nun das Ziel mithilfe von perzeptiven Messgrößen, wie dem Schnittschlag und –klang sowie mit künstlichen neuronalen Netzen, implizite Prozesszusammenhänge sichtbar zu machen.

Dadurch wird eine bisweilen unbekannte Prozessoptimierung ermöglicht. Hierfür wird in aktuellen Forschungsarbeiten am WZL ein auf künstlichen neuronalen Netzen basierte Softwareplattform entwickelt, welche Sensordatenströme in Echtzeit analysieren kann. So wird es unter anderem möglich sein, Anomalien im Schnittschlag und Schnittklang in Echtzeit zu erkennen und deren Ursachen zu identifizieren. Ursachen und Auswirkungen werden dann über eine drahtlose Visualisierung sichtbar gemacht.

Immer und überall informiert, dank drahtloser, dezentraler Visualisierung

Eine drahtlose, dezentrale Visualisierung ist der dritte Baustein des Demonstrators. Mithilfe einer beispielhaften Benutzeroberfläche wird demonstriert, wie ein Maschinenbediener im realen Prozess in Echtzeit über Ursachen und Auswirkungen von Prozessanomalien informiert werden kann. Die Entwicklung dieser Benutzeroberfläche ist ebenfalls Gegenstand aktueller Forschung. Besonderen Wert wird dabei auf die leichte Verständlichkeit der Benutzeroberfläche gelegt, damit der Maschinenbediener unkompliziert die notwendigen Informationen erhält, um den Prozess zu jederzeit optimal führen zu können.

Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrum

Die Wirtschaft in der Region Rheinland unterliegt einschneidenden strukturellen Anpassungen. Im Hinblick auf andere Metropolregionen Deutschlands schlägt sich die Schwächung der verarbeitenden Industrie in einer vergleichsweise geringeren Entwicklung von Produktivität, BIP und Beschäftigung nieder.

Übergeordnetes Ziel des Kompetenzzentrums ist die Befähigung der KMU in der Zielregion zu effizienten und effektiven Prozessen entlang der gesamten Wertschöpfungskette durch Digitalisierung und Vernetzung im Sinne der Industrie 4.0. Die drei Hubs Ostwestfalen-Lippe, Metropole Ruhr und Rheinland und ihr jeweiliges Wirkungsgebiet decken flächenmäßig weitgehend die Zielregion Nordrhein-Westfalen (NRW) ab und wirken bis in die Nachbarregionen von Niedersachsen, Hessen und Rheinland-Pfalz.

Durch das Konsortium steht die fachliche Expertise sowie die Management- bzw. Umsetzungserfahrung in Produktentwicklung, Produktion und Logistik in idealer Weise zur Verfügung. Das Kompetenzzentrum agiert über drei Hubs – Ostwestfalen-Lippe, Metropole Ruhr und Rheinland – als lokale Zugänge für die Unternehmen zum Leistungsangebot, und mit gemeinsamer Synergie in Geschäftsführung und zentralen Diensten. In den Hubs steht eine hervorragend ausgebaute Infrastruktur in Form von exzellenten wissenschaftlichen Kapazitäten, Demonstrations- und Experimentierumgebungen zur Verfügung.

Kontakt vor Ort:
Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.Ing. Daniel Trauth
Tel.: +49 241 80-27999
D.Trauth@wzl.rwth-aachen.de

Thomas von Salzen | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.rwth-aachen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Mehr Funktionalitäten: Mikrostrukturierung großer Flächen mit UV-Lasersystem
05.07.2018 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht Neue Fräskinematik – individuell und hochpräzise fertigen
02.07.2018 | Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: 467 km/h in Los Angeles: TUM-Hyperloop-Team bleibt Weltmeister

Mit grandiosen 467 Stundenkilometern ist die dritte Kapsel des WARR-Hyperloop-Teams in Los Angeles durch die Teströhre auf dem Firmengelände von SpaceX gerast. Die Studierenden der Technischen Universität München (TUM) bleiben damit auch im dritten Hyperloop Pod Wettbewerb in Los Angeles ungeschlagen und halten den Geschwindigkeitsrekord für den Hyperloop Prototyp.

Der SpaceX-Gründer Elon Musk hatte die „Hyperloop Pod Competition“ 2015 ins Leben gerufen. Der Hyperloop ist das Konzept eines Transportsystems, bei dem sich...

Im Focus: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Natur in der Stadt – was sie leistet und wie wir sie schützen können

23.07.2018 | Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Suchmaschine für «Smart Wood»

23.07.2018 | Informationstechnologie

Das Geheimnis der Höhlenkrebse entschlüsselt

23.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Natur in der Stadt – was sie leistet und wie wir sie schützen können

23.07.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics