SyProLei - Systemischer Produktentstehungsprozess zur gezielten Hebung von Leichtbaupotentialen

Abstract

Das übergeordnete Ziel des Forschungsvorhabens SyProLei ist die Entwicklung einer Methodik zur systematischen Entwicklung von Leichtbauprodukten, die in einem digitalen Workflow abgebildet werden soll. Diese soll den Anwender entlang des Produktentstehungsprozesses (PEP) unter dem Aspekt Leichtbau leiten. Die Methodik soll insbesondere ein Tool darstellen, das das Spannungsfeld zwischen Funktionsausprägungen, dem Ressourcenverbrauch des Produktes entlang seines Lebenszyklus, den Fertigungsprozessen, den verwendeten Leichtbauwerkstoffen sowie der Wirtschaftlichkeit auflöst. Zur Umsetzung sollen Methoden des Systems Engineering angewendet werden. Der Hauptfokus liegt hierbei darauf, die Domänen Produkt, Werkstoff und Produktion von Beginn des PEP an in die Entscheidungsfindung zu integrieren. Zudem soll die Optimierung nicht auf einzelne Subsysteme oder Komponenten beschränkt sein, sondern eine gesamtsystemische Leichtbauoptimierung ermöglicht werden. Zunächst ist es daher erforderlich ein übergeordnetes Vorgehensmodell zu entwickeln, das die beschriebenen Aspekte zur Integration der Domänen sowie die Lösung des Zielgrößenkonfliktes aus Kosten, CO2-Emissionen und Gewicht unterstützt. Anschließend müssen entlang des Vorgehensmodells Methoden und Modelle entwickelt werden, die zu einer effizienten, gesamtsystemischen Leichtbauoptimierung beitragen. Parallel ist die Überführung des Vorgehensmodells in einen digitalen Workflow erforderlich, um Datenbrüche zwischen den Entwicklungsschritten zu vermeiden. Für eine breite und branchenübergreifende Anwendbarkeit wird die Methodik im Rahmen des Projektes auf drei Use Cases aus den Branchen Maschinen- und Anlagenbau, Mobilität und Medizintechnik mit unterschiedlichen Unternehmensgrößen angewendet. Die Anwendung der Methodik erfolgt iterativ parallel zur Entwicklung der Methodik, wodurch das Feedback aus der Anwendung direkt in die Methodikentwicklung einfließen kann. Zur Sicherstellung einer universellen Anwendbarkeit der entwickelten Methodik über das Projektende hinaus, werden die Ergebnisse in einem Handlungsleitfaden zusammengefasst. Dieser soll dazu beitragen, Leichtbau auch jenseits der klassischen Leichtbaubranchen Automobil und Luftfahrt zu implementieren und somit flächendeckend Ressourcen einzusparen.