Evolutionäre Selbstanpassung komplexer Produktionsprozesse und Produkte
-
Tim Grunwald
Dr.-Ing. Tim Grunwald, geb. 1991, studierte Maschinenbau und Automatisierungstechnik. Er begann seine Karriere 2016 als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IPT (Aachen). Seit 2019 leitet er dort die Abteilung „Feinbearbeitung und Optik“, die sich mit der effizienten Optikproduktion beschäftigt.
Abstract
Wie vollzieht die Natur evolutionäre Anpassungen, und was kann die Produktionstechnik von der Natur lernen, um flexiblere Prozesse zu entwickeln? Forscher:innen aus sieben Fraunhofer-Instituten haben im Fraunhofer-Leitprojekt „EVOLOPRO“ verschiedene Elemente der Flexibilität und Selbstanpassung analysiert und auf die Fertigung komplexer Bauteile übertragen. Das Forschungsteam legte damit den Grundstein für eine neue Generation von Produktionssystemen im Sinne eines „Biological Manufacturing Systems“.
Abstract
How does nature carry out evolutionary adaptations, and what can production learn from nature in order to develop more flexible processes? Researchers from seven Fraunhofer Institutes have been working together in the “EVOLOPRO” project: They analyzed various elements of flexibility and self-adaptation and transferred the results to the production of complex components. The research team thus laid the foundation for a new generation of production systems in the sense of a “Biological Manufacturing System”.
Hinweis
Bei diesem Beitrag handelt es sich um einen von den Mitgliedern des ZWF-Advisory-Board wissenschaftlich begutachteten Fachaufsatz (Peer Review).
Funding statement: Das vierjährige Fraunhofer-Leitprojekt „EVOLOPRO – Evolutionäre Selbstanpassung von komplexen Produkten und Produktionsprozessen“ wurde auf Beschluss des Vorstands der Fraunhofer-Gesellschaft 2018 ins Leben gerufen und vom 1. Januar 2019 bis zum 31. März 2023 gefördert.
Funding statement: Projektpartner:
Funding statement: Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen (Koordination)
Funding statement: Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT, Sankt Augustin
Funding statement: Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF, Jena
Funding statement: Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM, Freiburg
Funding statement: Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS, Dresden
Funding statement: Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, Chemnitz
Funding statement: Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI, Sankt Augustin
About the author
Dr.-Ing. Tim Grunwald, geb. 1991, studierte Maschinenbau und Automatisierungstechnik. Er begann seine Karriere 2016 als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IPT (Aachen). Seit 2019 leitet er dort die Abteilung „Feinbearbeitung und Optik“, die sich mit der effizienten Optikproduktion beschäftigt.
Literatur
1 Gerhart, J.; Kirschner, M.: The Theory of Facilitated Variation. Proceedings of the National Academy of Sciences 104 (2007) Suppl 1, S. 8582–8589 DOI:10.1073/pnas.070103510410.1073/pnas.0701035104Suche in Google Scholar PubMed PubMed Central
2 Mayer, S.; Dal Piccol Sotto, L. F.; Garcke, J.: The Elements of Flexibility for Task-Performing Systems. IEEE Access (2022) 10, S. 1–28 DOI:10.1109/ACCESS.2023.323887210.1109/ACCESS.2023.3238872Suche in Google Scholar
3 Bergs, T.; Schwaneberg, U.; Barth, S. et al.: Application Cases of Biological Transformation in Manufacturing Technology. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology 34 (2021), S. 95–104 DOI:10.1016/j.cirpj.2021.06.00810.1016/j.cirpj.2021.06.008Suche in Google Scholar
4 Ganser, P.; Venek, T.; Rudel, V.; Bergs, T.: dPart – A Digital Twin Framework for the Machining Domain. MM Science Journal, Special Issue, HSM, 2021, S. 5134–5141 DOI:10.17973/MMSJ.2021_11_202116810.17973/MMSJ.2021_11_2021168Suche in Google Scholar
5 Genberg, V.; Michels, G.; Bisson, G.: Optomechanical Tolerancing with Monte Carlo techniques. SPIE Proceedings, Optical Engineering + Applications (2011) 8125 DOI:10.1117/12.89258010.1117/12.892580Suche in Google Scholar
6 Grunwald, T.; Bergs, T.: Bio-Inspired Manufacturing of Molded Optics and Optical Systems. SPIE Proceedings, Polymer Optics and Molded Glass Optics: Design, Fabrication and Materials (2022) 12219, S. 1–6 DOI:10.1117/12.263356210.1117/12.2633562Suche in Google Scholar
7 Holters, M.; Gatej, A.; Haag, S. et al.: Approach for Self-Optimising Assembly of Optical Systems. International Journal of Computer Integrated Manufacturing (2016) 29, S. 1227–1237 DOI:10.1080/0951192X.2016.114579810.1080/0951192X.2016.1145798Suche in Google Scholar
© 2023 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston, Germany
Artikel in diesem Heft
- Inhalt
- Editorial
- Produktionssystem: Resilienz und neue Technologien
- Interview
- Aktuelle Trends in der Robotik
- Fabrikplanung
- Szenarienevaluation zur Wirtschaftlichkeitsanalyse
- Produktionssteuerung
- Prädiktionsgestützte Produktionssteuerung von kundenindividuellen Erzeugnissen
- Produktionssysteme
- Evolutionäre Selbstanpassung komplexer Produktionsprozesse und Produkte
- Prozessüberwachung
- ML-Modelle für den intelligenten Werkzeugwechsel
- Schlanke Produktion
- Die ziehende Werkstatt
- Hybride Arbeitskonzepte
- Zukunftsfähige Produktion in der postpandemischen Arbeitswelt
- Additive Fertigung
- Produktionssynergien der Zukunft
- Baumstützstrukturen in der additiven Fertigung
- Werkzeugmaschinen
- Eingangsdatenanalyse für thermo-elastische Fehlermodelle
- Energieeffizienz
- Maßnahmen zur Energieeffizienzsteigerung in der Prozessindustrie durch dynamische Simulation
- Digitalisierung
- Verkürzte Planungszeiten durch Digitalen Schatten
- Digitaler Zwilling
- Der Requirement Twin von Brownfield-Industrieumgebungen
- Künstliche Intelligenz
- KI-gestütztes Informationsmanagement in der Unikatfertigung
- Laserschweissen
- Anomalieerkennung bei der Li-Ionen-Zellkontaktierung
- Qualitätsregelkreis
- Ein flexibles Framework für Reinforcement Learning
- Vorschau
- Vorschau
Artikel in diesem Heft
- Inhalt
- Editorial
- Produktionssystem: Resilienz und neue Technologien
- Interview
- Aktuelle Trends in der Robotik
- Fabrikplanung
- Szenarienevaluation zur Wirtschaftlichkeitsanalyse
- Produktionssteuerung
- Prädiktionsgestützte Produktionssteuerung von kundenindividuellen Erzeugnissen
- Produktionssysteme
- Evolutionäre Selbstanpassung komplexer Produktionsprozesse und Produkte
- Prozessüberwachung
- ML-Modelle für den intelligenten Werkzeugwechsel
- Schlanke Produktion
- Die ziehende Werkstatt
- Hybride Arbeitskonzepte
- Zukunftsfähige Produktion in der postpandemischen Arbeitswelt
- Additive Fertigung
- Produktionssynergien der Zukunft
- Baumstützstrukturen in der additiven Fertigung
- Werkzeugmaschinen
- Eingangsdatenanalyse für thermo-elastische Fehlermodelle
- Energieeffizienz
- Maßnahmen zur Energieeffizienzsteigerung in der Prozessindustrie durch dynamische Simulation
- Digitalisierung
- Verkürzte Planungszeiten durch Digitalen Schatten
- Digitaler Zwilling
- Der Requirement Twin von Brownfield-Industrieumgebungen
- Künstliche Intelligenz
- KI-gestütztes Informationsmanagement in der Unikatfertigung
- Laserschweissen
- Anomalieerkennung bei der Li-Ionen-Zellkontaktierung
- Qualitätsregelkreis
- Ein flexibles Framework für Reinforcement Learning
- Vorschau
- Vorschau
