Die Fraunhofer-Gesellschaft (www.fraunhofer.de) betreibt in Deutschland derzeit 76 Institute und Forschungseinrichtungen und ist die weltweit führende Organisation für anwendungsorientierte Forschung. Rund 30 800 Mitarbeitende erarbeiten das jährliche Forschungsvolumen von 3,0 Milliarden Euro.
Die Fraunhofer-Gesellschaft (www.fraunhofer.de) betreibt in Deutschland derzeit 76 Institute und Forschungseinrichtungen und ist die weltweit führende Organisation für anwendungsorientierte Forschung. Rund 30 800 Mitarbeitende erarbeiten das jährliche Forschungsvolumen von rund 3,0 Milliarden Euro.
Die Abteilung Karosseriebau, Montage und Demontage des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU untersucht schwerpunktmäßig den Einsatz innovativer Technologien für die Montage.
Was Sie bei uns tun
- Erstellung von mechatronischen Simulationsmodellen aus CAD-Daten (Verknüpfung FEM/ DBS),
- Simulative und experimentelle Untersuchung von Betriebsmitteln in der Montage,
- Untersuchung und Bewertung von simulativen Versuchsergebnissen,
- Weitere wissenschaftliche und praktische Tätigkeiten nach Bedarf.
Aufgabenstellung:
Wie die EFFRA Made in Europe SRIA zeigt, treibt die europäische Industrie den Wandel zur Klimaneutralität und zur nachhaltigen Kreislaufwirtschaft voran. Die europäischen Fertigungsunternehmen sind dabei, mit weniger Aufwand produktiver zu werden, sowohl was den Material- als auch den Energieverbrauch betrifft. Die Dynamik der gegenwärtigen globalen Märkte erfordert kürzere Produktlebenszyklen und eine größere Vielfalt der Produktnachfrage, die auch durch eine erhöhte Volatilität der Nachfrage beeinflusst wird. Daher ist die Schaffung von Kapazitäten für eine schnelle und sichere Umstellung der Produktion erforderlich, die Anpassung an neue Systemfunktionen und die Fähigkeit, neue Produkte einzuführen, zu grundlegenden Voraussetzungen für die Wettbewerbsfähigkeit.
Im Kontext der oben genannten Herausforderungen wurde das EU-Projekt Modul4R ins Leben gerufen, welches im Januar 2023 gestartet ist. Hierbei steht Modul4R stellvertretend für „Industrial manufacturing strategies for distributed control and resilient, rapidly responsive and reconfigurable supply chains”. Ein Teilbereich dieses Projektes beschäftigt sich mit dem Einsatz von hybriden digitalen Zwillingen. Dieser ermöglicht prädiktive und präventive Operationen, die in der Lage sind, adaptive und dynamische Steuerungsszenarien für neue Designs und Prozesse zu simulieren.
Anhand eines Anwendungsszenarios zur Leiterplattenmontage wird ein hybrider digitaler Produktionszwilling entwickelt. Das Szenario umfasst hierbei die Bestückung von unterschiedlichen Leiterplatten mit unterschiedlichen elektronischen Komponenten wie beispielsweise Kondensatoren. Der Fokus der Entwicklung des digitalen Produktionszwillings liegt zum einen auf der Replikation des Montageprozesses und zum anderen auf der darauf basierenden zeitlichen Optimierung. Aufgrund der geometrischen Beschaffenheit der Komponenten unterliegt der Prozess hohen Genauigkeitsanforderungen. Jede Form von Ungenauigkeiten, z. B. Positionsungenauigkeit der Aktorik oder toleranzbehaftete Einzelteile, können den Handhabeprozess beeinflussen. Als integraler Bestandteil des digitalen Zwillings wird ein mechatronisches Modell der ausführenden Aktorik benötigt. Als Optionen zur Erstellung eines solchen Models existiert die direkte Abbildung als Minimalmodell – konkret als 4-Massensystem – in der Digitalen Blocksimulation (DBS) mit anschließender Parametrierung dieses Modells über eine experimentelle Modalanalyse. Alternativ kann ein Zustandsraum aus einer FEM-Modellierung zur Abbildung der Mechanik dienen. In beiden Fällen erfolgt die Ergänzung der kaskadierten Lagerregler innerhalb der DBS. Dieses Modell erlaubt eine Abbildung des kinematischen sowie dynamischen Systemverhaltens während der Bewegungsausführung und damit auch die modellprädiktive Vorhersage und/ oder aufbauende Regelung dieser Bewegung.
Aktuell steht u. a. ein 3-Achs-Portalsystem (auch „GANTRY“) mit verschiedener Sensorik und Greiftechnik für den Handhabeprozess zur Verfügung. An diesem wird die Greiftechnik befestigt und der Montageprozess durchgeführt. Das 3-Achs-Portalsystem soll wie beschrieben modelliert werden (3D-CAD vorhanden) und hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften simulativ (FEM, Modalanalyse) und/oder experimentell (Dämpfungsparameter) untersucht und parametriert werden.
Was Sie mitbringen
- Studium des Maschinenbaus, Mechatronik, Physik, angewandte Mathematik, Wirtschaftsingenieurwesen mit ingenieurwissenschaftlichen Fokus oder vergleichbar,
- Interesse an technischen Zusammenhängen und konzeptionellen Arbeiten,
- Hohe Motivation, sich in neue Fachgebiete einzuarbeiten,
- Strukturiere und eigenverantwortliche Arbeitsweise,
- Fundierte Kenntnisse bzw. hohes Interesse im Bereich der technischen Mechanik sowie Regelungstechnik sind Voraussetzung,
- Vorkenntnisse zur simulativen und experimentellen Untersuchung von Bauteilen sind wün-schenswert,
- Der vertraute Umgang mit CAD/ CAE (z. B. Catia, SolidWorks, Abaqus, ANSYS) und Simulationssoftware (bspw. MatLab/Simulink) wäre von Vorteil,
- Sehr gute Deutsch und/oder sehr gute Englischkenntnisse.
Was Sie erwarten können
- Einblicke in spannende Forschungsprojekte im Themengebiet der adaptiven Montage,
- Flexible Arbeitszeiten,
- Freiraum und die Möglichkeit zum eigenverantwortlichen Bearbeiten der Aufgaben,
- Tätigkeit in der angewandten Forschung: Bereitschaft für überwiegende „Vor-Ort-Arbeit“,
- Praktische, mittelfristige Tätigkeit mit perspektivischer Einbindung von Beleg-, Studien- und Abschlussarbeiten, bis zu 80h/Monat sind möglich.
Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt.
Die Vergütung richtet sich nach der Gesamtbetriebsvereinbarung zur Beschäftigung der Hilfskräfte.
Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft.
Haben wir Ihr Interesse geweckt? Dann bewerben Sie sich jetzt online mit Ihren aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen. Wir freuen uns darauf, Sie kennenzulernen!
Fragen zu dieser Position beantwortet gern:
M.Eng. Marcel Lorenz
Tel.:+49 351 5397-1046
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU
Kennziffer: 72847
Stellensegment: CAD, Drafting, Supply, Engineering, Operations