FORCuDE@BEV

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Veranschaulicht wird dies an einem verbundweit eingeführten Demonstrator, dem BEV-Antriebsstrang eines Innovationsträgerfahrzeugs. Anhand dieses Demonstrators wird eine Digitalisierung der Entwicklungsprozesse des Antriebsstrangs erforscht. Im Fokus steht die Kernfrage „Wie lassen sich Digital Engineering Methoden für die Entwicklung elektrifizierter Antriebsstränge in die Produktentwicklungsprozesse von KMUs integrieren?“.

Der Demonstrator ist ein elektrisches Kleinstfahrzeug eines KMU. In Zusammenarbeit der beteiligten Forschungseinrichtungen und Industriepartner wird ein digitaler Entwicklungsprozess zur Variantenentwicklung des konventionell Stahl-verzahnten Getriebes des bestehenden elektrischen Antriebsstrangs hin zu einer Kunststoff-Stahl-verzahnten Getriebevariante erarbeitet. Die Variantenentwicklung des Antriebsstrangs adressiert dabei aktuell relevante Anforderungen, wie kostengünstige Fertigung, Leichtbau und Geräuschreduzierung. Ziel ist der Aufbau eines durchgängigen Digital Engineering Prozesses zur effizienten Entwicklung von BEV-Antriebssträngen. Dabei werden vor allem Fragen nach Verbesserungen in der Entwicklung durch Automatisierung beantwortet. In den Teilprojekten des Forschungsverbundes werden unterschiedliche Aspekte des Digital Engineerings untersucht, die am Demonstrator zu einem durchgängig digitalisierten Customizing des KMU-BEV-Antriebsstrangs zusammengeführt werden. Ausgehend von den Anforderungen an den Antriebsstrang wird auf Systemebene ein Entwurf durchgeführt, der in weiteren Schritten sukzessive bis auf die Komponentenebene heruntergebrochen wird. Die einzelnen Komponenten werden dann im Rahmen der domänenspezifischen Entwicklung realisiert und in iterativen Absicherungs- und Anpassungsprozessen in ein finales Produkt auf Systemebene überführt.

Anhand des Demonstrators konnte zum einen ein semantisches Datenmodell aufgebaut werden, das potenziell sämtliche Entwicklungsinhalte aufnehmen kann. Zum anderen wird speziell für den Antriebsstrangdemonstrator ein Prüfstandbaukasten zur anforderungsgerechten Prüfstandsentwicklung aufgesetzt und ein modularer BEV-Getriebewirkungsgrad-Prüfstand bis zur Fertigungsreife entwickelt. Darauf aufbauend forschen weitere Teilprojekte an der Erfassung und Analyse bestehender Entwicklungsprozesse, um Potentiale von Digital Engineering Methoden aufzudecken und diese Methoden implementieren zu können. Des Weiteren werden der automatisierte Entwurf und virtuelle Analysemethoden erforscht. Hierbei wird u. a. der Einsatz von Reinforcement Learning in der Entwicklung von Getrieben untersucht. Neben der Methodenentwicklung werden zudem spezielle Digital Engineering Werkzeuge und Toolboxen entwickelt, um so die Entwicklung zunehmend zu automatisieren und die virtuelle Nachweisführung zu verbessern. Ebenfalls wird die Variantenentwicklung mit Hilfe von Digital Engineering Methoden in einem Teilprojekt erforscht. Auf Basis einer Literaturstudie wurden wesentliche Kriterien und Verfahren aus dem Bereich der Digital Engineering Methoden identifiziert. Um den Einsatz von Digital Engineering Methoden bei den beteiligten Unternehmen evaluieren zu können, befasst sich übergeordnet ein Teilprojekt mit der Gestaltung des Einführungsprozesses von DE-Methoden in Unternehmenskulturen und der generellen Methodenevaluation.

Im mittlerweile dritten Projektjahr werden vor allem die Inhalte am Demonstrator weiter detailliert und gemeinsam mit den industriellen Projektpartnern in der Anwendung evaluiert.