Projektbereiche

Projekt- und Transferbereiche des SFB 805

Im SFB 805 untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus 11 Fachgebieten der TU Darmstadt und dem Fraunhofer LBF, wie Unsicherheit übergreifend in den Phasen des Produktlebenslaufs beherrscht werden kann. Die einzelnen Teilprojekte sind den Projektbereichen A Produktentwicklung, B Produktion,
C Nutzung, und T Transfer zugeordnet.

Projektbereich A: Produktentwicklung

Die Produktentwicklung (A) arbeitet an Konstruktionsprinzipien, die Resilienz auf Komponenten- und Teilsystemebene ermöglichen. Die befruchtend enge Verbindung zwischen Mathematik und Maschinenbau wird im Entscheidungsprozess der Systemstrukturierung genutzt, um technische Lösungsräume algorithmisch zu explorieren. Hierzu wird der in der 2. Förderperiode etnstandene Ansatz Technical Operations Research (TOR) so weiterentwickelt, dass gezielt resiliente Systeme geplant werden können. Die robuste Optimierung entwickelt sich dahingehend weiter, dass mathematische Optimierungsmethoden eingesetzt werden, um Modellunsicherheit in der Nutzung zu erkennen und diese der Produktentwicklung wieder verfügbar zu machen. Dadurch ergibt sich die angestrebte enge Verbindung über den Produktlebenslauf hinweg. Die Untersuchung der Unsicherheitsfortpflanzung wird so erweitert, dass nicht nur Ein- und Ausgangsdaten schwanken können, sondern auch dass das Modell an sich unsicherheitsbehaftet ist. Die Forschung zur Informationsgewinnung und Darstellung nutzt die Vielzahl von Modellen, die den SFB-Demonstrator begleiten, und arbeitet an ontologiebasierten Informationsmodellen.

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Projektbereich B: Produktion

Die Forschungsarbeiten im Projektbereich Produktion (B) beschäftigen sich mit der prozessintegrierten Identifikation von Unsicherheit in Prozessen und Betriebsmitteln, der Resilienz von Prozessketten bei Abweichungen von Prozessmerkmalen außerhalb geplanter Toleranzbereiche, der Erweiterung der Prozessadaption von Einzelprozessen zu Prozessketten und der prozesskonformen Integration von Elementarsensoren und –aktoren in hochfeste Tragstrukturen unter Ausnutzung von in-situ Messungen der Verbundzustände.

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Projektbereich C: Nutzung

Die Nutzung (C) des lasttragenden Systems erfolgt am generischen SFB-Demonstrator, der sowohl sensorische als auch passive, semi-aktive und aktive modular austauschbare Elemente beinhaltet. Diese sind die lokale aktive Knickstabilisierung und semi-aktive Schwingungskontrolle für axialbelastete Balken über Shunt-Damping über piezoelastische Lager sowie semi-aktive Lastpfadumleitung. Zur globalen Schwingungskontrolle des SFB-Demonstrators steht dem aktiven Luftfederdämpfer (aLFD) mit hydraulisch verstellbarem Abrollkolben das passive bzw. semi-aktives Leichtbaukonzept Hydrotilger gegenüber. Alle Technologien wurden in der ersten und zweiten Förderperiode in Einzelsystemen entwickelt und in Komponentenprüfständen validiert. In der dritten Förderperiode werden die Forschungsfragen der Resilienz hinsichtlich Stabversagen, Lastumleitung, Tilgung sowie Modellunsicherheit im hydrostatischen Getriebe und dem aLFD adressiert. Die enge Verzahnung mit der Produktentwicklung und der Produktion ermöglicht es, resiliente Prozessketten zu realisieren und zu erforschen, die Überwachung, Reagieren, Lernen und Antizipation z. B. des dynamischen Verhaltens ermöglichen.

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Transferbereich T

Wissenschaftliche Transferprojekte sorgen für den Transfer bisheriger und aktuell gewonnener Erkenntnisse zur Beherrschung von Unsicherheit in die industrielle Anwendung.

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