Forschungsprojekt Easy MLS

Die Fortschritte bei Digital Engineering Werkzeugen haben den Produktentwicklungsprozess kontinuierlich ver?ndert. Mit der Steigerung der Rechenleistung wurden immer umfassendere digitale Modelle m?glich, um die komplexen Eigenschaften und das Verhalten von Produkten zu simulieren. Mit Techniken wie dem generativen Design l?sst sich ein L?sungsraum für verschiedene Ziele erkunden und optimierten, was manchmal die F?higkeiten selbst erfahrener Produktentwicklerinnen und Produktentwicklern übersteigt. Aufgrund der Komplexit?t von Simulationen k?nnen jedoch oft nur ausgew?hlte Parameter optimiert werden. Folglich ist der untersuchte L?sungsraum oft begrenzt und der Fortschritt inkrementell. Die Auswahl von Parametern und Optimierung beruht in erster Linie auf menschlichem Fachwissen, was angesichts begrenzter Zeit und Budgets sowie eventuellem Bias nicht immer zu den besten L?sungen führt. In der aktuellen Forschung zur simulationsgetriebenen Produktentwicklung wurden Machine Learning Ersatzmodelle (MLS) eingeführt, um herk?mmliche Simulationen für Produktanalyse und -validierung zu verbessern oder teilweise zu ersetzen. MLS-Techniken verringern den Rechenaufwand im Vergleich zu herk?mmlichen Simulationen erheblich. So kann ein gro?er L?sungsraum mit geringem Aufwand untersucht werden.

Ziele des Forschung­s­pro­jektes

  • MLS-Ans?tze für die Analyse sp?terer Produktentstehungsphasen in frühen Entwurfsstadien anwenden
  • die proaktive Reduzierung des Aufwands in sp?teren Phasen der Produktentwicklung erm?glichen
  • erhebliche Verringerung der Rechenkosten durch die Verwendung von Ersatzmodellen, die eine direkte Rückmeldung in Engineering-Tools erm?glichen
  • Eine frühzeitige Vorhersage und Anpassung des Produktes hinsichtlich seiner Eignung für die Automatisierung ist für eine wirtschaftliche Produktentwicklung unerl?sslich

Schwer­punkte des Forschung­s­pro­jekts

  • Optimierung der r?umlichen Anordnung von Produktkomponenten
  • Erm?glichung automatisierter Montageans?tze durch Anpassung der Montagereihenfolge
  • Kombination beider Ans?tze zu einem einzigen, schlanken Prozess
  • Einbindung des implementierten Prozesses in eine Engineering-Software
  • Validierung des Ansatzes anhand eines Elektrolyseurs

Die Projektergebnisse werden die Produktentstehung zukünftig verbessern, ...

... indem das Layout von Komponenten optimiert und dabei die Automatisierung der Montage fokussiert wird.

Forschung­steam

Prof. Dr.-Ing. De­tlef Ger­hard

Professor Dr.-Ing. Detlef Gerhard ist Lehrstuhlinhaber des Lehrstuhls für Digital Engineering an der Ruhr Universit?t Bochum.

Prof. Dr.-Ing. Bernd Kuh­len­k?t­ter

Professor Dr. Bernd Kuhlenk?tter ist Lehrstuhlinhaber des Lehrstuhls für Produktionssysteme der Fakult?t für Maschinenbau der Ruhr Universit?t Bochum.

Ju­li­an Rolf, M.Sc.

Ruhr Universit?t Bochum, Lehrstuhl für Digital Engineering

Malte Jak­schik, M.Sc.

Ruhr Universit?t Bochum, Lehrstuhl für Produktionssysteme

Pu?b?li??ka?ti?o??n­en & re?le?van?te Vor???pu?b?li??ka?ti?o??n­en

Titel Autor DOI
A Method for Reinforcement Learning-based Development of a System’s Information Processing in the Product Development P. Trentsios, M. Wolf, D. Gerhard doi.org/10.1016/j.procir.2023.03.141