Produktentwicklung

Definition der Parameter des Produktionsprozesses oder des Produkts

Die intelligente Produktentwicklung verfolgt hinsichtlich des Konstruktions- und Fertigungsdesigns zwei wesentliche Ziele:

• Zum einen müssen bei einer ganzheitlichen Betrachtung die Produkteigenschaften optimal gestaltet werden, um Nutzungsanforderungen und späteren Beanspruchungen zu entsprechen.
• Zum anderen muss die Effizienz der Produktion optimiert werden.

Hierfür leisten Informationen aus zerstörungsfrei aufgenommenen Sensordaten essentielle Beiträge: Bereits während der Produktentstehung werden u. a. Materialinformationen zur Auslegung (Dimensionierung) berücksichtigt (z. B. Sensordaten aus der zerstörungsfreien Materialcharakterisierung). Darüber hinaus werden aber auch Sensordaten zur angestrebten Qualitäts- und Produktionsoptimierung benötigt, welche in den diversen Produktionsschritten an den Halbzeugen, Komponenten und Bauteilen bzw. Produkten und idealerweise während der Fertigungsprozesse in Echtzeit erfasst werden. Daraus ergibt sich für zukünftige Produkt- und Produktionsplaner die Aufgabe, neben der üblichen Designoptimierung auch die sensorische Erfassung in den diversen Fertigungsschritten einzuplanen und ingenieurtechnisch optimal zu gestalten.

In der Planung und Befähigung zur sensorischen Erfassung, Implementierung, Diagnose und Steuerung oder Regelung mit zerstörungsfreien, in der Regel multimodalen Sensorsystemen spiegelt sich die Kernkompetenz des Fraunhofer IZFP für das Produktions- und Produktmonitoring wider. Die Integration von Sensoren in die Produktionskette und die Erfassung sowie die Weiterverarbeitung der relevanten und adäquaten Daten für die Produktions- und Prozesssteuerung oder für den Qualitätsnachweis und für die Qualitätsoptimierung muss bereits in der Produktentwicklungsphase berücksichtigt und geplant werden.

Während der Produktionsentwicklung liefert das Fraunhofer IZFP sensorische Werkzeuge, mit deren Hilfe die Produktionsprozesse hinsichtlich Qualität, Effizienz und Kosten optimiert werden können. Auf dieser Basis können Entwicklungs- und Anlaufzeiten drastisch reduziert werden. Zum Einsatz kommen diese Verfahren auch während instabiler Prozessphasen, z. B. nach dem Umrüsten bei einem Bauteil- oder Werkzeugwechsel. Intelligent wird die Produkt- und Produktionsentwicklung durch Design-Know-how unter Berücksichtigung der Möglichkeiten des Tailored Sensing und Smart Monitoring – und dies in der vernetzten Betrachtung der »benachbarten« Phasen und Stadien im Produktlebenszyklus.

Stichworte

Intelligente Sensorik, intelligentes Produkt, zerstörungsfreie Produktionsoptimierung und -regelung, sensorgerechte Auslegung und Gestaltung