Ergebnisse WIS-WSP-WT

1. Vorbereitungsphase

• Analyse der Phasen des Innovationsprozesses in Beziehung zum Produktlebenszyklus
• Analyse der Stellung des Faktors Wissen im Innovationsprozesses mit dem Schwerpunkt auf Produktentwicklung
• Untersuchung zum Stand der Erschließung und Bereitstellung von Wissen im Produktentwicklungsprozess
• Konstituierung des projektbezogenen Beirates

2. Firmenspezifische Analyse

2.1 Substitution im Innovation-/Produktionsentwicklungsprozess

Innovation-/Produktionsentwicklungsprozess zielt auf Substitution hin:

• Welche Technologien stehen zur Verfügung?
• Welche Potenziale bestehen innerhalb von Werkstoffgruppen?
• Sind bereits Werktstoffmodifikationen ausreichend?
• Welche Randbedingungen sind bei der Substitution im konkreten Fall zu berücksichtigen?

Entwicklung von Kriterien im Substitutionprozess

• Werkstoffauswahl = Produktanforderung → Baugruppenanforderung → Bauteilanforderung → Werkstoffanforderung
• Fragenkatalog/Matrix zur Identifikation der Werkstoffanforderungen unter erzeugnisspezifischen Gesichtspunkten
• wichtiger Aspekt: Preis, Lieferkapazität und Verfügbarkeit
• Anwender einer Substitution ist der Konstrukteur

Grundkriterien für Substitution

• Bauraum (Zerklüftung, Wanddicke, Größe)
• Fertigungstechnologie (Stückzahl, Verfügbarkeit, Preis, Entwicklungsbedarf)
• Umgebungsbelastung (Korrosion, Temperatur, Steinschlag)
• Fertigungsverfahren (Urformen, Umformen, Schweißen)
• Optimierungsziel (Gewicht, Kosten, Bauraum, Steifigkeit, Festigkeit)

Bedarfsanalyse der Anforderungen an Materialdaten bei der Anwendung in anwendungsorientierter Simulation (z. B. Crashsimulation) und Verfahrenssimulation (z. B. Gießtechnologien)

• Leicht handhabbares Werkzeug zum Werkstoffvergleich
• Spezifische Kennzahlen für relevante Berechnungs- und Simulationsverfahren
• Schwerpunkt wurde auf FVK-Werkstoffe gelegt

2.2 Schwerpunkt FVK-Werkstoffe

Modul FVK

• Strukturierung der Werkstoffgruppe FVK-Werkstoffe und Integration in WIAM^® METALLINFO
• Generierung eines belastbaren Datenpools für FVK-Werkstoffe
• statische und dynamische Festigkeitsprüfungen, physikalische Prüfungen
• Erzeugung eines definierten Wissensstand
• Ergänzung der Datenbasis durch ein Wissenstool FVK-Werkstoffe

Wissenstool FVK-Werkstoffe

• Erarbeitung eines Nachschlagewerk für FVK für Nicht-Fachleute
• Nachschlagewerk als umfassender Wissensspeicher FVK
• Begleitbuch für FVK-Modul
• Bereitstellung in elektronischer Form und als Handbuch
• Referenzierung auf relevante Kapitel im Modul FVK

Nutzerkreis des FVK-Moduls

• FVK als sinnvolle Erweiterung für Automobilindustrie, Luftfahrt, Schienenwesen, Lieferanten
• potenzieller Nutzer 1: mit Zugang zum Werkstoff (Produktion, Hersteller mit Entwicklungspotenzial)
• potenzieller Nutzer 2: ohne Zugang zum Werkstoff (Statiker, Ingenieurbüros)

3. Konzeptphase

3.1 KMU-gerechte Zugangssysteme

• Bereitstellung nutzerorientierter Profile
• Neutrales Eingabefeld für Suchoptionen
• Entwicklung anwenderorientierter Schnittstellen
• Erstellung einer Prüf- und Datenrichtlinie für die Anforderungen der Daten zur Integration in WIAM^® METALLINFO

3.2 Integration von FVK-Daten in WIAM^® METALLINFO

• Erzeugung repräsentativer FVK-Werkstoffdaten
• Anforderung: Zuordnung, technologischer Ursprung, eindeutige Prüfdaten
• Überschaubare Anzahl von Prüfdaten in Form von Summen- bzw. Mittelwertskurven (ca. 20 Punkte pro Kurve)
• Interpretationshilfe: Angabe mit welchen Daten, mit welcher Kurve letztendlich gerechnet werden soll
• Bereitstellung der Prüfdaten durch einen Hersteller im beiderseitgen Entgegenkommen
• Belegung mit Randinformationen - besonders im Hinblick auf Substitution
• Experte für Tiefeninformationsvermittlng und Begutachtung notwendig
• Beispiele, Anwendungen, Erfolgsgeschichten

4. Umsetzungsphase

4.1 Entwicklung der Software zum Tool "Werkstoffsubstitution" (TWS)

• Zusammenfassung von Werkstoffen in Gruppen mit ähnlichen Eigenschaften
• Bereichsangabe der gruppenspezifischen Eigenschaften
• Parametrische Werkstoffauswahl auf Werkstoffgruppenebene
• durchgängiges System mit den Schritten: Basisvergleich, Verfeinerung und Vertiefung
• Prototyp Tool "Werkstoffsubtitution" im Praxistest

4.2 Nutzerspezifische Bereitstellung von Zugangssystemen

• profilspezifische Konfigurationsmöglichkeit der Auswahlkriterien und Darstellung für unterschiedliche Nutzer
• Anpassungsmöglichkeit der Werkstoffdaten gemäß den Erfordernissen in einem Unternehmen

4.3 Generierung des Moduls "FVK"

• Strukturierung gemäß: Verbund = Faser (Verarbeitungstechnologie) + Matrix (Verarbeitungstechnologie)
• Klassifizierung in Komponenten und Typen (Fasertyp, Matrixtyp, Härter, Beschleuniger) um komplexe Auswertefunktion zu garantieren
• Verwendung von Herstellerdaten und Prüfdaten

4.4 Erstellung des Wissensmoduls "FVK-Wissen" (FVK-W)

• Bausteine: Handbuch "FVK-Wissen" und elektronisches Wissenstool "FVK"
• Verknüpfung mit dem Modul "FVK"

4.5 Zusatz-Fachmodule

• Hochleistungs- und Konstruktionskunststoffe
• Hochtemperaturwerkstoffe

5. Generalisierungsphase

• Auswertungen und Verallgemeinerungen für das Tool "TWS" unter Beachtung unternehmensspezifischer Besonderheiten
• Anwendung des Tools TWS an praxisnahen Beispielen für erfolgreich durchgeführte Substitution

6. Wertung der Ergebnisse

Mit den differenzierten Arbeitspaketen in den Arbeitsetappen der Vorbereitungsphase

• Firmenspezifische Analysenphase,
• Konzeptphase,
• Umsetzungsphase und
• Generalisierungsphase

wurden im Projektzeitraum die für den Projektablauf und das geplante Vorhabensergebnis erforderlichen Meilensteine wie

• Substitution im Innovation-/Produktionsentwicklungsprozess und Entwciklung des Tools WIAM^® TWS
• Integration von FVK-Daten in WIAM^® METALLINFO als Informationssystem WIAM^® FVK
• Erstellung des Wissensmoduls "FVK-Wissen"
• Hochleistungs- und Konstruktionskunststoffe, Hochtemperaturwerkstoffe
• KMU-gerechte Zugangssysteme

Das Projekt wurde am 03.12.2009 mit der Tagung "Werkstoffsubstitution - Chancen für Entwicklung und Produktion" erfolgreich abgeschlossen.