Analyse, Synthese und Optimierung von Verarbeitungsmaschinen im Zielkonflikt zwischen Qualität, Ausbringung, Robustheit und Kosten

Diese Dissertation befasst sich mit Problemstellungen der Entwicklung und des Betriebs von Anlagen zur Herstellung von Massenbedarfsgütern, genannt Verarbeitungsmaschinen. Kern der Arbeit ist eine Theorie, die drei Bestandteile umfasst: erstens ein Systemmodell, das die deterministische, stochastische und betriebswirtschaftliche Sichten auf diese Anlagen vereint und in eine konsistente, mathematische Beschreibungsform bringt; zweitens ein Zielsystem, das aus dem Wirtschaftlichkeitsprinzip die vier technischen Zielgrößen Verarbeitungsqualität, Arbeitsgeschwindigkeit, Robustheit und technischer Aufwand ableitet; drittens ein multikriterielles Optimierungsproblem dieser Zielgrößen, das Entwurfs- und Einstellungsprobleme formalisiert. Diese Komponenten bilden drei Schritte eines Lösungszyklus für verarbeitungstechnische Problemstellungen. Dieser Problemlösungszyklus wird exemplarisch auf Einstellprobleme beim Wärmekontaktsiegeln von Verpackungen aus Kunststofffolien angewendet. Dabei wird zur Ermittlung der optimalen Siegeleinstellungen ein Versuchsplan auf Basis der Normal-Boundary-Intersection Methode abgeleitet und an Fallstudien durchgeführt.