Laufzeit: seit 01.03.2023
Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Die aktuellen Trends in der Umformtechnik zeigen einen zunehmenden Automatisierungsgrad und eine steigende Anforderung an die geometrische Genauigkeit der Schmiedestücke. Numerische Berechnungen ermöglichen die Optimierung des Umformprozesses und eine deutliche Verbesserung der Technologie noch vor der technologischen Erprobung. Der aktuelle Stand der Forschung zeigt, dass mit analytischen und numerischen Modellen nicht nur der Schmiedeprozess, sondern auch das statische und dynamische Verhalten der Presse abgebildet werden kann, was auch wiederum einen Einfluss auf die Bauteilqualität hat. Beispielsweise haben schon eine deterministische oder stochastische Abweichung von der 
Ideal-Einlegeposition des Rohlings einen signifikanten Einfluss auf die Qualität des Schmiedeteils, das Geschwindigkeitsprofil des Bären sowie dem lokalen Anpressdruck. Darüber hinaus ist bekannt, dass geringfügige Änderungen in der Gesenkwirkfläche die Prozessresilienz beeinflusst. 

Das Ziel des Forschungsprojektes ist die Erarbeitung eines Grundlagenverständnisses zwischen der Wechselwirkung von Messdatenveränderungen (Mustererkennung, infolge gezielt veränderter Prozesszustände) und dem Wirkflächendesign beim Gesenkschmieden (z.B. Schrägwinkel oder Gesenkteilung) auf die Produktqualität im Dauerbetrieb. Mit Methoden der KI sollen die Wirkflächen im Schmiedeprozess so gestaltet werden, dass die Bauteilausschussrate bezüglich deterministischer und stochastischer Effekte deutlich reduziert wird. Bei der Digitalisierung des Schmiedeprozesses ist neben der Temperaturmessung auch die Geschwindigkeitsmessung entscheidend. Zu diesem Zweck wird die direkte Geschwindigkeitsmessung mittels Radartechnik eingesetzt. Im Gegensatz zu bisherigen Untersuchungen werden mit Hilfe von Simulationen und Expertenwissen Muster und Merkmale generiert, die dann in den Messdaten identifiziert werden können. Dies ermöglicht die Entwicklung einer künstlichen Intelligenz, die später bei der Entwicklung neuer Werkzeuge helfen soll. Die KI wird Daten aus einem Dauertest-Sensornetzwerk nutzen, in dem erstmals die Geschwindigkeitsmessung über 120-GHz-Radare in ein Umformsystem integriert sind. Für die Mess- und Simulationsdaten wird ein Cloud-Fog-Edge-Datenverarbeitungskonzept verwendet. Die identifizierten Muster und Merkmale werden in Verbindung mit der KI so angewendet, dass sie die Standzeit der Wirkflächen verbessert. In der ersten Förderperiode (1. FOP) sollen die experimentellen Bedingungen für ein- und mehrstufige Umformprozesse mit zyklischer Be- und Entlastung der Werkzeugwirkflächen geschaffen werden, die die Digitalisierung des Umformprozesses im Dauerlauf ermöglichen. In nachvollziehbaren Referenzdatensätzen und Daten aus Dauerlaufversuchen werden abschließend die Prozessmessdaten in kurz- und langfristige Prozessunsicherheiten zerlegt. Mit dem Abschluss des ersten FOP sind sowohl erste Merkmale und Muster identifiziert als auch Datenräume für Messungen und Simulationen definiert.

Laufzeit: seit 16.12.2022
Mittelgeber: Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV)

Um den Verkehr auf deutschen Wasserstraßen zu modernisieren und dessen Fortschritt zu forcieren, fördert das Bundesministerium für Digitales und Verkehr entsprechende Forschungsarbeiten. Die Vision ist die effiziente und neuartige Nutzung von Deutschlands Binnenschifffahrtswegen. Im Zuge dessen fiel im Dezember 2022 der Startschuss für das Projekt ist II-RADAR-SOW, welches das Ziel verfolgt, ein innovatives Sensornetzwerk zu entwickeln und dessen Nutzung für Schiffe auf digitalen Testfeldern an Bundeswasserstraßen zu erproben.

Mit dem Radartechnikunternehmen InnoSenT GmbH, dem Institut für Kommunikation und Navigation des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR), sowie dem Fachgebiet für Elektronische Systeme und Sensorik der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg nehmen sich einschlägige Technologie-Experten mit jahrelanger Erfahrung dieser Aufgabe gemeinsam an.

Die Projektpartner erforschen die Entwicklung eines Intelligenten Industriellen RADAR (II-RADAR) Sensornetzwerkes im Digitalen Testfeld an der Spree-Oder Wasserstraße (SOW). Im Rahmen der Zusammenarbeit betrachtet das Forschungsteam hochauflösende Radarsensornetzwerke, die den Nahbereich von Binnenschiffen, angefangen von wenigen Zentimetern bis zu einer Entfernung von ca. 200 m, lückenlos erfassen. Das dabei entstehende System soll eine hochpräzise Umfeldmodellierung realisieren, um autonome Manöver wie die Schleuseneinfahrt, die Brückendurchfahrt und das Anlegen zu ermöglichen und abzusichern.

Das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) unterstützt das Forschungsprojekt im Rahmen der Förderrichtlinie für Forschung und Entwicklung von Digitalen Testfeldern an Bundeswasserstraßen. Start des Projektes war am 16.12.2022 und die voraussichtliche Forschungszeit beläuft sich auf zwei Jahre.