Designprozess entscheidend

Für die Digitalisierung sind elektronische Bauteile essentiell und werden in großen Stückzahlen benötigt. Oft kommen bei der Produktion seltene Rohstoffe zum Einsatz. Ziel ist daher ein möglichst ressourcenschonender Umgang. In ihrer Dissertation entwickelt Mona Fuhrländer simulationsbasierte Verfahren, mit denen der Ausschuss bei der Produktion elektronischer Bauteile sowie deren Ausfallwahrscheinlichkeit im Betrieb schon in der Phase des Designprozesses reduziert werden kann.

Unsicherheiten können durch Ungenauigkeiten bei der Herstellung, natürliche Materialschwankungen oder auch Umwelteinflüsse entstehen. Mit Hilfe verschiedener Verfahren des maschinellen Lernens mit Fehlerkontrolle entwickelte die Darmstädter Nachwuchswissenschaftlerin effiziente Methoden zur simulationsbasierten Quantifizierung von Unsicherheiten sowie zur Designoptimierung unter Unsicherheiten. Dank dieser mathematischen Verfahren können der Ausschuss stark reduziert und somit Ressourcen gespart werden.

In ihrer Dissertation betrachtet sie als konkretes Anwendungsbeispiel das Design der Permanentmagnete eines Elektromotors. Da diese Magnete aus Seltenen Erdmetallen bestehen, ist ressourcenschonender Umgang besonders wichtig. Des Weiteren ist eine höhere Sicherheit gewährleistet, da durch die Robustheitsoptimierung auch die Ausfallwahrscheinlichkeit im Betrieb reduziert wird. Neben der Reduktion des Ausschusses wird eine zuverlässige Laufleistung unter erhöhten Leistungsanforderungen garantiert.

Im Unterschied zu herkömmlichen Methoden sind die von Mona Fuhrländer entwickelten Verfahren bei gleicher Genauigkeit deutlich weniger rechenaufwendig, wodurch die Anwendung im industriellen Produktdesign möglich wird.