Entwicklung einer konsistenten digitalen Prozesskette vom adaptierbaren modularen Brückenentwurf zur intelligenten additiven Fertigung mittels cyber-physischer Systeme

Antragsteller

Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Oliver Fischer; Technische Universität München, Lehrstuhl für Massivbau
Prof. Dr.-Ing. André Borrmann; Technische Universität München, Lehrstuhl für Computergestützte Modellierung und Simulation

Wissenschaftliche Mitarbeiter

Daniel Auer, M. Sc.; Technische Universität München, Lehrstuhl für Massivbau
Lothar Kolbeck, M.Sc.; Technische Universität München, Lehrstuhl für Computergestützte Modellierung und Simulation

Beschreibung des Projekts

Ziel des Projekts ist die Schaffung der methodischen und informations¬tech¬nischen Grundlagen zum automatisierten Entwurf und zur Fertigung räumlich beliebig gestal¬tete, seriell fertigbarer Brückentragwerke in mehreren diskreten Skalen, so dass die Entwurfsprozesse iterativ und konsistenzsichernd auf Basis von Fertigungsdaten angepasst werden können. Die bisher sequentiell behandelte Abfolge von Entwurf und Fertigung soll zugunsten einer iterativen Ableitung und Aktualisierung von Modellen betrachtet werden. Dies soll durch die Integration der algorithmischen Entwurfsprozesse und der Fertigungsprozesse in ein cyber-physisches System geleistet werden, welches sensorische Fertigungs- und Prüfungsdaten zur Dokumentation materialisierter Entwurfsprozesse und zur Optimierung ausstehender Entwurfsprozesse aufbereitet. Konzeptionell neu entwickelt wird dabei ein Messkonzept  für die Fertigungsprozesse sowie datengetriebene Methoden zur Auswertung des Messkonzepts.  
Die Integration der bestehenden Informationssysteme und die Schaffung einer Schnittstelle zu den Produktionsmaschinen soll dabei mithilfe des in der stationären Industrie etablierten model-basierten systems engineering herausgearbeitet werden. Das Projekt leistet damit einen Beitrag zur Weiterentwicklung klassisch dokumentenbasierter Entwicklungsprozesse zugunsten model-basierter, eindeutiger und interdisziplinärer Sprache. Der Nutzen liegt in einem integrativen Verständnis von Funktionen, Zuständigkeiten und Schnittstellen und in einer Straffung von technischen Architekturen und Prozessentwicklung für Digitalisierungsbemühungen. Der konkrete Anwendungsfall im Projekt ist dabei das cyber-physische System für die additive Fertigung der Module, die entwickelte Methodik soll aber die Übertragung auf andere Entwicklungsprozesse im Modulbau erlauben, bei denen die enge Kopplung von Informations- und physischen Systemen eine Herausforderung darstellt.

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