Quo vadis Qualität?

Die ersten Meilensteine im Bereich des modernen Qualitätsmanagements wurden bereits vor gut 100 Jahren durch den Einsatz statistischer Konzepte in der Qualitätskontrolle gelegt. Innerhalb von 70 Jahren haben Qualitätsgurus aus den USA und Japan das Konzept des Qualitätsmanagements und das Verständnis der Beherrschung der Prozess- und Produktqualität mittels bahnbrechender Ideen revolutioniert.

Diese Fundamente wurden seit 30 Jahren nicht mehr substantiell weiterentwickelt. Währenddessen wurden zahlreiche Neuerungen im Bereich Technologie und Gesellschaft eingeführt (z.B. Cloud Computing, Industrie 4.0), welche die Möglichkeiten des Qualitätsmanagements und die Erwartungen der Kundschaft signifikant beeinflussen.

Im Rahmen dieses Vortrags werden die Potentiale für Hochschulen hinsichtlich der Arbeit auf dem Gebiet des Qualitätsmanagements erörtert. Es werden sowohl Vorschläge für die Weiterentwicklung der Ingenieursausbildung als auch anwendungsnahe F&E-Felder dargestellt.

Befähigung von Menschen und Maschinen

Roboter (und andere Maschinen) werden im Rahmen der technischen Entwicklung immer wieder für Zwecke eingesetzt, für die diese ursprünglich nicht explizit konzipiert waren. Die aus dieser Historie resultierenden Schwächen müssen beim Einsatz geeignet kompensiert werden. Entwicklungsbedarf entsteht aber auch aus allgemein gestiegenen Prozessanforderungen.

Neben der Befähigung der Technik für neue oder anspruchsvollere Prozesse müssen auch die Menschen, die mit den entsprechenden Geräten arbeiten, zur Durchführung der jeweiligen Aufgaben befähigt werden. Dabei geht es nicht nur um die Qualifikation der Mitarbeiter, sondern auch um die Gestaltung von Gerätekonzepten und Bedienerschnittstellen, die diese – trotz steigender Komplexität – einer größeren Bandbreite an Personen und Unternehmen zugänglich machen.

Der Vortrag gibt vor allem einen Rückblick auf bereits durchgeführte Projekte, um thematische Anknüpfungspunkte für die Kollegen des Fachbereichs deutlich zu machen. Schwerpunkte sind bspw. Fräsbearbeitungen mittels Industrierobotern, kraftgeführte Montageprozesse, skillbasierte Roboterprogrammierung sowie der Forschungstransfer in den jeweiligen Bereichen.

Wie Mathematik dabei hilft, optimale Strukturen zu entwerfen: Neue Einblicke in die Struktur- und Topologieoptimierung

Die Topologieoptimierung ist ein mathematisches Verfahren, das die "bestmögliche Grundgestalt" für Bauteile unter mechanischer Belastung ermittelt. Zusammen mit den modernen additiven Fertigungsverfahren (bspw. 3D-Druck) ist es möglich, die anhand der Topologieoptimierung errechneten Strukturen mit komplexen Geometrien und damit einhergehenden Funktionalitäten, ressourcenschonend und kostengünstig herzustellen. Das Anwendungspotential ist nahezu unendlich und reicht von der Luft-und Raumfahrt über die Automobilindustrie und der Baubranche bis hin zum Gesundheitswesen.

In diesem Vortrag wird das Topologieoptimierungsproblem mithilfe der Phasenfeldmethode diskutiert. Mit dieser in der Thermodynamik entwickelten Methode lassen sich mühelos sowohl komplexe Topologieänderungen als auch beliebige Zielfunktionale behandeln. Neben aktuellen Entwicklungen werde ich auch auf mögliche zukünftige Forschungsprojekte und Kooperationsmöglichkeiten eingehen.