STRASSE – optimierte Produktentwicklung bei BOXmover
Die wissenschaftliche Methode für die Erlangung dieser innovativen Fertigungseigenschaften ist ein Mix aus Bionik (die Wissenschaft, welche technische, elektronische und mechanische Entwicklungen erforscht, wobei sie sich die Natur als Vorbild nimmt) und Fokussierung auf einfache Strukturmechanik.
Im Gegensatz zur klassischen kundenorientierten Produktentwicklung gehen wir einen anderen, lösungsorientierten Weg. Die technischen Anforderungen des Produktes stehen im Vordergrund und weniger die direkten Wunsch-Vorstellungen des Kunden. Es hat sich gezeigt, dass Kunden dazu tendieren, das Bekannte Konzept / Produkt günstiger und schneller haben zu wollen, jedoch nicht an die Möglichkeit denken, dass eventuell die Eigenschaften des Produktes verbessert werden können.
Die Firma BOXmover geht bei der Entwicklung eines neuen Produktes einen rein wissenschaftlich / akademischen Ansatz. Es wird mit Hilfe von künstlicher Intelligenz und finite Elemente Simulationen versucht, das Produkt homogen zu entwickeln und überall die gleichen Sicherheits-Parameter zu generieren. Bisherige Entwicklungen hatten immer eine „Hot-Spots“ die durch Berechnungsmethoden optimiert und versteift wurden. BOXmover nutzt Erkenntnisse aus der Natur, um Strukturen homogen nachzubilden. Eine langlebige Konstruktion erzielt man, wenn ein Bauteil „homogen“ konstruiert ist.
Der zweite wichtige Parameter ist die technische wirtschaftliche Fertigungsmethode. Im Fahrzeugbau gibt es technische Vorgaben für besondere Lastfälle (Crash, Dauerfestigkeit etc.) Die meisten Konstruktionen betrachten bei der Berechnung nur diese Belastungen und verstärken einzelne Bauteile so lange, bis sie den Anforderungen entsprechen. BOXmover versucht das Anforderungsprofil an ein Produkt möglichst breit zu gestalten, da es immer wieder vorkommt, dass Kunden Produkte artfremd verwenden.
Ähnlich wie die Natur versucht auch BOXmover das Design möglichst homogen verlaufen zu lassen, um die optimale Gesamtauslastung zu erhalten. Der Prozess ähnelt der Bionomik in der Natur, bei der die Wechselwirkungen einer Struktur mit den Einsatzbedingungen und anderen Komponente im System analysiert wird.
Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass man dadurch nicht das technische optimale Design bekommt, aber ein Design, welches sehr breite Anwendungsmöglichkeiten (Disziplin-Übergreifend) hat. Dies trägt unerwartet zu einem Nachhaltigkeitsprozess bei und erlaubt zusätzliche eine weitere Modularisierung der Produktpalette.
Das fertigungsorientierte Konstruktionsprinzip zielt ausschließlich auf die Optimierung der Blech-Stahl-Konstruktion als tragendes Element zwischen Strasse und Ladung des Chassis ab. Um die Gesamtwirtschaftlichkeit zu erhöhen wird versucht ein bewährtes Konstruktionsdetail (durch ein Plattformkonzept) möglichst ähnlich für unterschiedliche Einsatzfälle wiederzuverwenden, um einerseits die „Time to Market“ Zeit (Umsetzungszeit), aber auch die Entwicklungskosten und Produktionsabläufe (Erstellung des digitalen Zwillings) gering zu halten und gleichzeitig die personenbezogenen Fertigungszeiten durch Kanten und Schrauben, sowie durch die Zusammenführung von modularen Baugruppen die Gesamtfertigungszeit (und die Notwendigkeit alles an einem Produktionsstandort zu machen) vereinfacht.
Das entwickelte „Modul“ im Konstruktionsprozess ist aufgrund von langjähriger Entwicklungserkenntnissen und dem Zusammenspiel von Planung / Konstruktion / Arbeitsvorbereitung und Produktion entstanden und wird nun im Einsatz bei ausgewählten Referenzprojekten kontinuierlich Umsetzungsreif optimiert. Die erzielten Erkenntnisse fließen in die Weiterentwicklung dieser künstlichen Intelligenz Modul ein und optimieren den Entwicklungsprozess bei jedem Neuprojekt.
Die konkrete technische und kommerzielle Umsetzung ist planerisch schwierig und risikoreich, da erst nach vollständigem Durchlauf des gesamten Fertigungsprozesses mit Gewissheit gesagt werden kann, ob sich ein neues, differenziertes Produktionsverfahren für dieses Produkt wirtschaftlich rechnet.
Simulationen haben gezeigt, dass wenn nur 1% der Bauteile von den konstruktiven Regeln der künstlichen Intelligenz abweichen, sich die Herstellung eines Bauteils um bis zu 100% im Ertragsergebnis ändern kann. Die größte Gefahr beim KI gestützten Konstruktionsverfahren besteht darin, dass menschliche Fehlerquellen („wir haben das immer so gemacht“) seitens des Lohnfertigers in das System eingebracht werden und so der Fertigungsprozess gestört wird.