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«Wenn wir in der Lage sind, die komplette Prozesskette virtuell abzubilden, muss ich daraus eine Lehre ziehen, wie ich die Masshaltigkeit der Zusammenbaugruppe zu CAD0 bringe», fährt Poelmeyer fort. Dazu habe sein Unternehmen zwei Projekte gestartet: eine Sensitivitätsanalyse entlang der Prozesskette einschliesslich einer virtuellen Optimierung auf dieser Basis und die Realisierung der idealen Kompensation in der Prozesskette.

Direkt aus der Simulation in die Serienfertigung der Umformwerkzeuge

«Wir sind heutzutage in der Lage, im Audi-Werkzeugbau virtuell die Prozesskette durchzuführen», bilanziert Poelmeyer. Herausforderungen blieben im Virtuellen Versagenskriterien, Kantenrissempfindlichkeit, Oberflächenschädendetektion, Stabilität in der Simulation sowie die Simulation der Zusammenbaugruppe. Auch bei den Materialdaten bleibt für den Autohersteller viel zu tun. «Der Zugversuch reicht definitiv nicht als Eingangsgrösse für die Materialcharakterisierung», erläutert der Projektleiter. Bei Audi nähmen die Ingenieure einen höheren Aufwand für die Materialcharakterisierung in Kauf, um bessere Ergebnisse zu haben. Denn für Poelmeyer bleibt das Ziel: «Wir müssen in der Simulation so genau sein, dass wir direkt in die Werkzeugserienfertigung gehen können.»

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Auch der Konkurrent BMW verbessert seine Prozesskette. Im Presswerk Regensburg arbeitet Stefan Purr an einer Datenanalyse zur Untersuchung und Vorhersage von Qualitätsproblemen bei der Herstellung von Karosseriebauteilen. Dabei wird der komplette Prozess von der angelieferten Blechrolle bis zum fertigen Blechbauteil untersucht. «Knackpunkt ist der Herstellungsprozess in der Pressenlinie. Trotz schwankender Einflüsse ist eine gleichbleibende Qualität gefordert, dazu muss bisher der Prozess manuell und reaktiv angepasst werden. Zudem muss die Qualität immer wieder mit grossem Aufwand überprüft werden. Das wollen wir ändern», sagt Purr.

Die Idee bei BMW geht dahin, Zusammenhänge zwischen Störgrössen und Qualität zu erfassen, in einer Cloud zu speichern und dann auszuwerten. Dazu erhält jedes Bauteil eine Identität und einen virtuellen Repräsentanten. In der Coillinie erhält per Laserbeschriftung jede Platine eine eindeutige ID, diese wird in der Cloud mit allen Eigenschaften gespeichert. «Die Coilanlage produziert damit nicht einfach ein Stück Blech, sondern ein eindeutig identifizierbares Bauteil mit bekannten Materialeigenschaften», erläutert Purr. Auch wenn sich das Blechteil noch im Coil befinde, lasse sich die Position im Band dem späteren Bauteil zuordnen. In der Pressenlinie würden dann die Umstände der Bearbeitung des Bauteils identifiziert. Ab dieser Stelle seien sowohl Materialeigenschaften als auch Bearbeitungseigenschaften des Teils bekannt. Nach der Pressenlinie folge eine Qualitätsprüfung und die Erfassung von Fehlern.

BMW-Presswerk will Ausschuss künftig von vornherein vermeiden

Bei der Auswertung zeigte sich, dass es im Ergebnis Abweichungen nicht nur von Coil zu Coil, sondern auch innerhalb des Coils gab und auch Ergebnissprünge innerhalb der Stapel von geschnittenen Platinen. «Die Prognosen des Modells sind relativ nah an dem Bereich, wo die Risse aufgetreten sind, aber noch nicht so präzise, dass sie sagen, wo Risse auftreten werden», bilanziert Purr. Immerhin könne man aber mit hoher Wahrscheinlichkeit den Bereich eines Risses vorhersagen. «Wir wollen künftig auch Handlung berechnen, um gar nicht erst Ausschuss zu produzieren, sondern im Vorhinein zu handeln», kündigte er weiter an.

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