SFB747 C4 Simultaneous Engineering - BIBA - Home
2
DIALOG / FORSCHUNG / TRANSFER D040011, BOS, 12.02.2019 Das BIBA ist ein ingenieurwissen- schaftliches Forschungsinstitut an der Universität Bremen. Es forscht in den Bereichen Produktion und Logistik und verbindet dabei die prozessorientierte mit der produkt- orientierten Sicht. Durch die organisa- torische und inhaltliche Verknüpfung mit dem universitären Fachbereich Produktionstechnik engagiert sich das BIBA sowohl in der Grundlagen- forschung als auch in anwendungsori- entierten Verbundprojekten sowie der industriellen Auftragsforschung. Prof. Dr.-Ing. habil. Klaus-Dieter Thoben Prof. Dr.-Ing. Michael Freitag WWW.BIBA.UNI-BREMEN.DE Motivation Das zentrale Anliegen des Sonderforschungs- bereiches 747 Mikrokaltumformen ist die Be- reitstellung von Prozessen und Methoden für die umformtechnische Herstellung metalli- scher Mikrokomponenten. Hierbei zeichnen sich diese Produktionsprozesse durch hohe Durchsäꜩe bei sehr geringen Fertigungstole- ranzen aus. Bereits geringe Veränderungen in einem Prozess können in Folgeprozessen star- ke Auswirkungen haben. Um hiermit umzu- gehen, sind neue Methoden für die Planung und Auslegung von Mikroprozesskeen not- wendig. Vorgehen Die Entwicklung von Methoden zur Planung und Auslegung von Prozesskeen im Mi- krobereich orientierte sich an bestehenden Konzepten zum Entwurf domänenspezifi- scher Modellierungsmethoden. Hierzu wur- den zuerst die notwendigen Modellierungs- elemente und -ebenen identifiziert und miels Meta-Modellierung in eine gemeinsame Mo- dellierungssprache überführt. Auauend wurden miels Methoden der Statistik und der Künstlichen Intelligenz Verfahren für die Charakterisierung der Wirkneꜩe und für die Änderungspropagation erarbeitet. Zur Evaluation der logistischen Eigenschaften der Modelle wurde eine direkte Transformation in eine Materialflusssimulation konzipiert. Ergebnis Im Ergebnis wurde die Modellierungsmetho- de µ-ProPlAn entwickelt. Diese ermöglicht den Entwurf, die Untersuchung und die simu- lative Beurteilung alternativer Produktions- und Logistikszenarien. Miels statistischer Modelle und maschineller Lernverfahren können Wirkzusammenhänge in sogenann- ten Wirkneꜩen modelliert und die Auswir- kungen von Parameteränderungen entlang der Prozesskee abgeschäꜩt werden. Zudem erfolgte die Zusammenführung der Ferti- gungs- und Prozesssteuerung durch die Inte- gration logistischer Paramater in die Wirknet- ze. Implementiert wurden diese Methoden in dem Planungswerkzeug „µ-ProPlAn“. Publikationen Rippel, D.; Schamann, C.; Jahn, M.; Lütjen, M.; Schmidt, A.: Application of Cause-Effect-Networks for the process plan- ning in laser rod end melting. In: Vollertsen, F.; Dean, T.A.; Qin, Y.; Yuan, S.J. (eds.): MATEC Web of Conferences Volume 190 (2018). EDP Sciences, Les Ulis Cedex, 2018, pp. 1 - 9 Rippel, D.; Lütjen, M.; Freitag, M.: Local Characterisation of Variances for the Planning and Configuration of Process Chains in Micro Manufacturing. In: Journal of Manufactu- ring Systems, 43(2017), pp. 79 - 87 Rippel, D.; Lütjen, M.; Scholz-Reiter, B.: A Framework for the Quality-Oriented Design of Micro Manufacturing Pro- cess Chains. In: Journal of Manufacturing Technology Ma- nagement, 25(2014)7, pp. 1028 - 1048 SFB747 C4 Simultaneous Engineering Eine Methode zur Planung und Auslegung von Prozessketten in der Mikrofertigung (Phase 3) GEFÖRDERT DURCH: LAUFZEIT: 01.2007 - 12.2018 ANSPRECHPARTNER: Dr.-Ing. Michael Lütjen E-Mail: [email protected] Tel.: +49 421 218 50 123 Dipl.-Inf. Daniel Rippel E-Mail: [email protected] Tel.: +49 421 218 50 137 http://www.sfb747.uni-bremen.de/ ADRESSE: BIBA – Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH Hochschulring 20 28359 Bremen Oben: Aufbau der Methodik
Transcript of SFB747 C4 Simultaneous Engineering - BIBA - Home
D I A LO G / F O R S C H U N G / T R A N S F E R
D 0 4 0 011, B O S , 12 . 02 . 2 019
Das BIBA ist ein ingenieurwissen-schaftliches Forschungsinstitut an der Universität Bremen. Es forscht in den Bereichen Produktion und Logistik und verbindet dabei die prozessorientierte mit der produkt- orientierten Sicht. Durch die organisa-torische und inhaltliche Verknüpfung mit dem universitären Fachbereich Produktionstechnik engagiert sich das BIBA sowohl in der Grundlagen-forschung als auch in anwendungsori-entierten Verbundprojekten sowie der industriellen Auftragsforschung.
Prof. Dr.-Ing. habil. Klaus-Dieter Thoben Prof. Dr.-Ing. Michael Freitag
WWW.BIBA.UNI-BREMEN.DE
MotivationDas zentrale Anliegen des Sonderforschungs-bereiches 747 Mikrokaltumformen ist die Be-reitstellung von Prozessen und Methoden für die umformtechnische Herstellung metalli-scher Mikrokomponenten. Hierbei zeichnen sich diese Produktionsprozesse durch hohe Durchsätze bei sehr geringen Fertigungstole-ranzen aus. Bereits geringe Veränderungen in einem Prozess können in Folgeprozessen star-ke Auswirkungen haben. Um hiermit umzu-gehen, sind neue Methoden für die Planung und Auslegung von Mikroprozessketten not-wendig.
VorgehenDie Entwicklung von Methoden zur Planung und Auslegung von Prozessketten im Mi- krobereich orientierte sich an bestehenden Konzepten zum Entwurf domänenspezifi-scher Modellierungsmethoden. Hierzu wur-den zuerst die notwendigen Modellierungs-elemente und -ebenen identifiziert und mittels Meta-Modellierung in eine gemeinsame Mo-dellierungssprache überführt. Aufbauend wurden mittels Methoden der Statistik und der Künstlichen Intelligenz Verfahren für die Charakterisierung der Wirknetze und für die Änderungspropagation erarbeitet. Zur Evaluation der logistischen Eigenschaften der
Modelle wurde eine direkte Transformation in eine Materialflusssimulation konzipiert.
ErgebnisIm Ergebnis wurde die Modellierungsmetho-de µ-ProPlAn entwickelt. Diese ermöglicht den Entwurf, die Untersuchung und die simu-lative Beurteilung alternativer Produktions- und Logistikszenarien. Mittels statistischer Modelle und maschineller Lernverfahren können Wirkzusammenhänge in sogenann-ten Wirknetzen modelliert und die Auswir-kungen von Parameteränderungen entlang der Prozesskette abgeschätzt werden. Zudem erfolgte die Zusammenführung der Ferti-gungs- und Prozesssteuerung durch die Inte-gration logistischer Paramater in die Wirknet-ze. Implementiert wurden diese Methoden in dem Planungswerkzeug „µ-ProPlAn“.Publikationen
Rippel, D.; Schattmann, C.; Jahn, M.; Lütjen, M.; Schmidt, A.: Application of Cause-Effect-Networks for the process plan-ning in laser rod end melting. In: Vollertsen, F.; Dean, T.A.; Qin, Y.; Yuan, S.J. (eds.): MATEC Web of Conferences Volume 190 (2018). EDP Sciences, Les Ulis Cedex, 2018, pp. 1 - 9Rippel, D.; Lütjen, M.; Freitag, M.: Local Characterisation of Variances for the Planning and Configuration of Process Chains in Micro Manufacturing. In: Journal of Manufactu-ring Systems, 43(2017), pp. 79 - 87Rippel, D.; Lütjen, M.; Scholz-Reiter, B.: A Framework for the Quality-Oriented Design of Micro Manufacturing Pro-cess Chains. In: Journal of Manufacturing Technology Ma-nagement, 25(2014)7, pp. 1028 - 1048
SFB747 C4 Simultaneous EngineeringEine Methode zur Planung und Auslegung von Prozessketten in der Mikrofertigung (Phase 3)
GEFÖRDERT DURCH:
LAUFZEIT:
01.2007 - 12.2018
ANSPRECHPARTNER:
Dr.-Ing. Michael LütjenE-Mail: [email protected].: +49 421 218 50 123
Dipl.-Inf. Daniel RippelE-Mail: [email protected].: +49 421 218 50 137
http://www.sfb747.uni-bremen.de/
ADRESSE:BIBA – Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH Hochschulring 2028359 Bremen
Oben: Aufbau der Methodik
D I A LO G U E / R E S E A R C H / T R A N S F E R
BIBA is an engineering research insti- tute located at the University of Bre-men. It is committed to basic research as well as to application-oriented de-velopment projects and engages itself in practice-oriented implementations, whereby it relies on cross-national, -in-stitutional and interdisciplinary coop- eration and transfer. BIBA always con- siders the entire value-added chain: from the idea, concept and produc-tion, through to the use and the end recycling of a product.
Prof. Dr.-Ing. habil. Klaus-Dieter Thoben Prof. Dr.-Ing. Michael Freitag
WWW.BIBA.UNI-BREMEN.DE
D 0 4 0 011, B O S , 12 . 02 . 2 019
DURATION:
01.2007 - 12.2018
CONTACT:
Dr.-Ing. Michael LütjenE-mail: [email protected].: +49 (0)421 218 50 123
Dipl.-Inf. Daniel RippelE-mail: [email protected].: +49 421 218 50 137
http://www.sfb747.uni-bremen.de/
POSTAL ADDRESS:
BIBA – Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH Hochschulring 2028359 Bremen
SUPPORTED/FUNDED BY:
MotivationThe primary goal of the CRC 747: “micro cold forming” is the development of processes and methods for the manufacturing of metallic micro parts by means of cold forming. There-by, a robust, profitable and repeatable high- volume production should be achieved. Since micro manufacturing processes are character- ized by a high number of interacting factors, slight changes in early production steps may cause unpredictable effects in later steps. Ac-cordingly, the small tolerances demand an ex-act description of interactions between techni-cal and logistic parameters.
ApproachThe development was oriented at existing con-cepts for the development of domain specific modeling methods. First, the necessary model elements and layers were identified and inte- grated into a consistent modelling language using meta-modelling techniques. Second, methods from statistics and artificial intelli-gence were employed for the characterization of cause-effect-relations as well as for the esti-mation of the effects of parameter changes. To enable a logistic evaluation, a direct model transformation into a material-flow simula- tion was designed.
ResultsAs a result the modeling method µ-ProPlAn was developed. It enables the design, analysis and simulation of alternative production lo- gistic scenarios in micro cold forming. The models represent cause-effect relationships in form of cause-effect networks, whereby statis- tical regressions or methods for machine learning can be applied to estimate the impact of parameter changes on other parameters and processes. Moreover, these cause-effect net-works also comprise logistic and control rele-vant parameters. Implemented as a software prototype, µ-ProPlAn enables an prognosis of the effects of parameter changes throughout a modeled process chain, as well as the simula-tion of material and process flows.
Publications
Rippel, D.; Schattmann, C.; Jahn, M.; Lütjen, M.; Schmidt, A.: Application of Cause-Effect-Networks for the process plan-ning in laser rod end melting. In: Vollertsen, F.; Dean, T.A.; Qin, Y.; Yuan, S.J. (eds.): MATEC Web of Conferences Volume 190 (2018). EDP Sciences, Les Ulis Cedex, 2018, pp. 1 - 9Rippel, D.; Lütjen, M.; Freitag, M.: Local Characterisation of Variances for the Planning and Configuration of Process Chains in Micro Manufacturing. In: Journal of Manufactu-ring Systems, 43(2017), pp. 79 - 87Rippel, D.; Lütjen, M.; Scholz-Reiter, B.: A Framework for the Quality-Oriented Design of Micro Manufacturing Pro-cess Chains. In: Journal of Manufacturing Technology Ma-nagement, 25(2014)7, pp. 1028 - 1048
SFB747 C4 Simultaneous EngineeringA Simultaneous Engineering methodology for micro cold forming processes (Phase 3)
Above: Components of the Methodology
