Ziele und Ergebnisse

Volatiler ökonomische Entwicklungen und der dynamisch fortschreitende technische Fortschritt im Bereich elektrischer Traktionsantriebe führen zu einer hohen Unsicherheit hinsichtlich der zu erwartenden Stückzahlen und eingesetzten Technologien. Daraus ergibt sich der Bedarf nach einem agilen Entwicklungs- und Produktionsprozess.

In diesem Projektrahmen soll der am ETI bestehende digitale Auslegungsprozess erweitert, sowie dessen Effizienz erhöht werden. Der Auslegungsprozess soll dabei insbesondere die Wechselwirkungen mit dem Produktionssystem berücksichtigen. Anschließend soll der Prozess angewandt werden um aus zuvor am IPEK definierten Anforderungen und Technologien einen Produktbaukasten zu entwickeln. Das entsprechende agile Produktionssystem wird durch das wbk und verschiedene Industriepartner unter der Konsortialführung der Schaeffler AG entwickelt.

Inhalte und Vorgehensweise

Der Auslegungsprozess ist am ETI in Form einer Toolkette implementiert. Dazu werden verschiedene Simulationsumgebungen gebündelt. Diese Toolkette soll um eine mechanische und thermische Simulation erweitert werden. Sodass eine schnelle multiphysikalische Beurteilung der Maschine möglich ist. Zusätzlich wird ein Optimierer an die Toolkette angeschlossen mithilfe dessen die geeignetsten Maschinendesigns für einen spezifischen Anwendungsfall identifiziert werden können.  Der Optimierer berücksichtigt dabei auch die einzelnen Toleranzen der Maschine, sodass robuste Optima gefunden werden.

Die Optimierung erfolgt dabei auf Surrogate Modellen welche mithilfe von Algorithmen für maschinelles Lernen verschiedene Maschinenkennwerte abbilden. Durch den konsequenten Einsatz dieser Modelle soll die Effizienz der Auslegung weiter gesteigert werden.

Des Weiteren soll das Potential von Surrogate Modellen in der nicht parametrischen Optimierung (Topologie Optimierung) untersucht werden. In einem darauffolgenden Schritt soll mithilfe der Toolkette der Designraum des Produktbaukastens mit Surrogate Modellen und einem Skalierungs-Tool hinterlegt werden. Dies ermöglicht eine spätere Optimierung innerhalb des Baukastens ohne weitere aufwendige FEM- Simulationen.