Projektinformationen

Die industrielle Komponentenherstellung erfolgt durch die sequenzielle Verbindung von Fertigungsprozessen, um Produkte mit definierten Eigenschaften zu erzeugen. Es bestehen die Herausforderungen, sowohl die Einzelprozesse als auch die Prozesskette hinsichtlich unterschiedlicher Anforderungen zu optimieren und dabei prozessimmanenten Unsicherheiten zu begegnen. Aufgrund der zum Teil einander widersprechenden Zielgrößen ist eine mehrkriterielle Optimierung anspruchsvoll.

Mittels experimenteller Untersuchungen und datenbasierter Modellbildung soll die Prozesskettenoptimierung in ProModFun vorgenommen werden. Durch thermisches Spritzen werden Funktionsschichten aus Manganhartstahl aufgebracht, deren Eigenschaften im Randbereich durch nachgelagertes Drehen und Diamantglätten verändert werden. Die zu optimierenden Zielgrößen der Prozesskette sollen wie folgt beeinflusst werden: Maximierung der Oberflächenhärte, des Oxidgehalts des Schichtsystems und der Energieeffizienz der Prozesskette, Minimierung der Oberflächenrauheit.

Für die Einzelprozesse wird geeignete Sensorik in die Anlagen integriert und die entsprechenden Messdaten werden zur Modellbildung genutzt. Als Verfahrensansätze dienen die statistische Modellierung und die mehrdimensionale, musterbasierte Beschreibung mittels Greybox-KI-Algorithmen (Fuzzy Pattern Classification). Sie ermöglichen die Quantifizierung verschiedener Unsicherheitsarten und die vorwärtsgerichtete Kopplung der Prozesskette. Auf dieser Basis erfolgt die Erarbeitung eines Vorgehens zur inversen Prozesskettenoptimierung.