(AF) Kleine Ursachen haben oft große Wirkungen. In der Produktionstechnik bedeutet dies, dass scheinbare Nebensächlichkeiten große und unvermittelt eintretende Schäden verursachen können. Mit Hilfe der Nichtlinearen Dynamik können solche unerwünschten Effekte durch Vorhersagen und Regeleingriffe unter Kontrolle gebracht werden. Am 8. und 9. April 2003 haben sich an der TU Chemnitz rund 120 hochrangige Wissenschaftler aus zehn Ländern getroffen, um über solche so genannte "nichtlinear-dynamischen Effekte in produktionstechnischen Systemen" zu diskutieren.
Gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU veranstaltete die Professur für Komplexe Systeme und Nichtlineare Dynamik der Chemnitzer Universität das 4. Internationale Symposium "Investigations of Nonlinear Dynamic Effects in Production Systems" im Chemnitzer Hof. Die Veranstaltung bildete gleichzeitig den Abschluss des gleichnamigen Forschungs-Schwerpunktes, der in den letzten sieben Jahren von der Volkswagen Stiftung gefördert wurde.
Von der TU Chemnitz hat sich Prof. Dr. Günter Radons, Inhaber der Professur für Komplexe Systeme und Nichtlineare Dynamik, gleich doppelt in dieses interdisziplinäre Forschungsvorhaben eingebracht. Da beim Wasserstrahlschneiden oft unerwünschte und qualitätsmindernde Streifenmuster an der Schnittkante entstehen, hat Prof. Radons zusammen mit seinen Kooperationspartnern eine neue Methode des Schneidens entwickelt: Indem der Strahlkopf in der richtigen Frequenz bewegt wird, können solche Streifenmuster

auch bei hoher Schnittgeschwindigkeit weitgehend vermieden werden. In einem weiteren Projekt sollen Strategien entwickelt werden, wie sich Produktionsanlagen optimal und ohne Ausfälle betreiben lassen. Dazu entwickelt Prof. Radons und sein Team ein Verfahren, dass etwa Alterungsprozesse oder Wechselbeziehungen in Produktionsstraßen durch intelligente Datenanalyse ermitteln kann.
Es ist ein durchaus realistischer Albtraum: Scheinbar beherrschte Prozesse geraten plötzlich außer Kontrolle. Das kann leicht dazu führen, dass Ausschuss produziert wird, Werkzeuge und Maschinen vorzeitig verschleißen und selbst ganze Produktionsanlagen vollständig versagen, womit meist erhebliche Kosten verbunden sind. Solche unerwünschten nichtlinearen Effekte treten bei klassischen Zerspanungs-Prozessen ebenso auf wie bei der Umformung oder Laserbearbeitung. Sie führen dazu, dass nicht nur in der Fertigungstechnik, sondern auch in der Produktionsorganisation und Logistik unerwartete Störungen und Zeitverluste entstehen.
Was theoretisch hinter solchen nichtlinearen Effekten steckt, hat die Mathematik und Physik schon weitgehend erforscht. Dank des siebenjährigen Schwerpunktes der Volkswagen-Stiftung sind diese Erfahrungen nun erstmals auf die konkreten Anforderungen der Produktionstechnik übertragen worden. Daran haben Wissenschaftler ganz unterschiedlicher Fachgebiete ihren Anteil: Mathematiker und Physiker ebenso wie Regelungstechniker, Mechaniker und Ingenieure.