Ziel dieser Arbeit ist eine validierte softwaregestützte Methode zur Reduzierung des Energiebedarfs von Schmiedeprozessketten. Diese Methode integriert bei der Auslegung der Prozesskette der Werkstückfertigung erstmalig die Prozesskette der Werkzeugfertigung. Dafür werden Ursache-Wirkbeziehungen innerhalb der Prozesse sowie zwischen den einzelnen Prozessen und Prozessketten identifiziert. Auf dieser Grundlage werden anschließend mathematische Prozessmodelle erstellt. Zur Validierung der Methode wird ein Softwareprototyp entwickelt, der auf der Basis der Prozessmodelle und des heuristischen Suchverfahrens der genetischen Algorithmen (GA) eine schnelle integrierte Auslegung der Prozessketten bei gleichzeitiger Reduzierung der Herstellkosten des Bauteils und des Werkzeugs ermöglicht.
Der entwickelte Softwareprototyp wird anhand eines industrienahen Anwendungsszenarios evaluiert. Das Potenzial zur Reduzierung der Herstellkosten beträgt im Vergleich zu den konventionell ausgelegten Prozessketten ca. 15 % für eine beispielhaft gewählte geschmiedete Lagerbuchse.
Aktualisiert: 2019-11-07
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Die Herstellung komplexer Bauteile erfolgt in sequentiellen Fertigungsschritten. Bauteile aus Stahl werden beispielsweise umgeformt, spanend weich bearbeitet, wärmebehandelt und spanend fertig bearbeitet. Planung und Auslegung der resultierenden Prozesskette basieren auf technologisch und wirtschaftlich lokal optimierten Einzelprozessen, wodurch ein Gesamtoptimum verfehlt wird. In der vorliegenden Arbeit werden Methoden und Werkzeuge zur Positionierung technologischer Schnittstellen zwischen fertigungstechnischen Prozessen vorgestellt, deren Ziel es ist, eine ganzheitlich-prozessübergreifende Auslegung zur Bestimmung global optimierter Prozessketten zu ermöglichen.
Als Ergebnis der Untersuchung und Entwicklung steht eine Methode zur Prozesskettenauslegung, die den Anwender in die Lage versetzt, erhebliches Rationalisierungspotenzial freizusetzen. Dazu werden die technologischen Schnittstellen einer Referenzprozesskette zur Herstellung von PKWGangrädern auf ihre physikalischen Wechselwirkungen zu vorhergehenden und nachfolgenden Prozessen analysiert. Die Auslegung der Prozesskette erfolgt mit dem Verfahren der multikriteriellen Optimierung.
Aktualisiert: 2019-10-17
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