Forschungsgruppe FOR 2271

„Prozessorientiertes Toleranzmanagement mit virtuellen Absicherungsmethoden“

Das Begreifen geometrischer Bauteilabweichungen und deren Ursachen sowie die Erforschung der Folgen dieser Abweichungen für die Funktion und Qualität technischer Produkte stellt den Rahmen der Forschungsgruppe „Prozessorientiertes Toleranzmanagement mit virtuellen Absicherungsmethoden“ dar. Diese hat sich zum Ziel gesetzt, ganzheitliche Vorgehensweisen und effiziente Werkzeuge für die umfassende Steuerung geometrischer Abweichungen im Produktentstehungsprozess bereitzustellen und anhand einer Modellfabrik zu validieren. Hierbei wird besonderer Fokus auf die Erarbeitung einer Vorgehensweise für die nutzbringende Kooperation aller am Toleranzmanagementprozess beteiligter Bereiche von der Produktentwicklung über die Fertigung bis hin zur Messtechnik gelegt, die es Unternehmen ermöglicht, gezielt und schnell funktions-, fertigungs- und prüfgerechte Toleranzen zu spezifizieren und so Kosten zu sparen sowie die Produkteinführungszeit zu verkürzen.

Hierbei ist es die Vision der Forschungsgruppe, die enge Zusammenarbeit von Produktentwicklung, Produktionstechnik und Metrologie bei der rechnerunterstützten Toleranzvergabe, das heißt die gemeinschaftliche Erarbeitung fertigungs-, prüf- und funktionsgerechter Toleranzen, zu ermöglichen. Durch diese enge Zusammenarbeit lassen sich alle fertigungsbedingten Ursachen für spätere Funktionseinschränkungen und Qualitätsminderungen identifizieren und bereits in frühen Phasen der virtuellen Produkt- und Prozessentwicklung berücksichtigen. Dies ermöglicht einerseits die effiziente Toleranzvergabe und andererseits die Ableitung von funktions- und abweichungsoptimierten Prüfplänen sowie von Prozess- und Betriebsfenstern zur Entwicklung robuster Produkte, die schnell und kostengünstig hergestellt und geprüft werden können.

Nachdem geometrische Bauteilabweichungen unvermeidbar sind und die Funktion und Qualität technischer Produkte erheblich beeinflussen können, ist deren Beherrschung im Produktentstehungsprozess essentiell für das Hervorbringen funktionsfähiger Produkte, die den Qualitäts- und Gebrauchsanforderungen der Kunden gerecht werden und am Markt erfolgreich sind. Der Fokus der zweiten Förderperiode der Forschungsgruppe liegt daher insbesondere auf der Berücksichtigung von betriebsbedingtem Verschleiß bei der prozessorientierten Toleranzvergabe. Dabei besteht die wissenschaftliche Herausforderung in der Erhebung von Verschleißinformationen, deren Überführung in mathematische Modelle und der anschließenden Integration in die Toleranzanalyse und -optimierung. Dies erlaubt schließlich die Vergabe von fertigungs- und prüfgerechten Toleranzen, die die Funktion technischer Produkte über die gesamte vorgesehene Betriebsdauer sicherstellen. Die wissenschaftlichen Erkenntnisse und die übertragbaren allgemeingültigen Methoden der Forschungsgruppe liefern somit einen wertvollen Beitrag zum Erfolg der deutschen Wirtschaft.

Gefördert wird das Forschungsvorhaben FOR 2271 „Prozessorientiertes Toleranzmanagement mit virtuellen Absicherungsmethoden“ von der Deutschen Forschungsgesellschaft.