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Unscharfe Logik zur Beurteilung von gehonten Zylinderlaufflächen für Verbrennungsmotoren

Dipl.-Ing. (FH) Ulrich Lenhof; Dr.-Ing. Arnim Robota, AE Goetze GmbH

Veröffentlichungsnotiz: HONEN in Forschung und industrieller Anwendung: 3. Fachtagung am 27. und 28. September 1995 in Braunschweig / Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik, Technische Universität Braunschweig. Überarbeitet Januar 1997: Beurteilung von gehonten Zylinderlaufflächen für Verbrennungsmotoren, Dipl.-Ing. (FH) Ulrich Lenhof; Dr.-Ing. Arnim Robota, AE Goetze GmbH.

1. Einleitung

Der AE Goetze Honatlas stellt ein Bewertungssystem für die Qualität einer Graugußzylinderlauffläche für Verbrennungsmotoren dar. Dieses Bewertungssystem wurde von Praktikern für Praktiker mit dem Ziel geschaffen, über Jahre gewonnene Erfahrung einem größeren Kreis von Anwendern nutzbar zu machen. Der 1987/88 eingeführte AE Goetze Honatlas basiert auf der Auswertung eines Faxfilmabdruckes sowie eines Rauheitsschriebes der Zylinderlauffläche. Die Beurteilung der Honung erfolgt nach der Methode der gewichteten Summen (Bild 1).

Bild 1: Anwendung der Methode der gewichteten Summen

Meßbare Bewertungskriterien (Honwinkel, Rauhtiefe, etc.) werden durch den Anwender von Hand ausgewertet und erhalten ihre Note mittels im AE Goetze Honatlas hinterlegter Stufenfunktionen (Bild 2). Nicht direkt meßbare Bewertungskriterien (Riefenorientierung, Plateaubildung, etc.) müssen vom Beurteiler an Hand beiliegender Tafeln mit Musterhonungen benotet werden. Für jedes Kriterium werden Noten zwischen 1 (sehr schlecht) und 10 (sehr gut) vergeben.

Bild 2: Stufenfunktion des Riefenabstandes

Seit der Erstveröffentlichung des AE Goetze Honatlas haben sich die Zielkriterien der Bewertung verschoben (z.B. strengere, durch den Gesetzgeber vorgegebene, Abgasgesetzgebung). Eine Minimierung der durch subjektive Auswertung von Merkmalen gegebener Einflüsse (z.B. vom Anwender durch manuelle Auswertung zu definierende Lage der Rauhtiefe) sollte erfolgen. Der hohe, vom Anwender auszuführende Auswerteaufwand, ist nicht mehr zeitgemäß und soll durch ein PC-gestütztes Auswertesystem ersetzt werden. Aus diesen Gründen ist eine Überarbeitung des AE Goetze Honatlas erforderlich geworden. Das hier vorgestellte System erfüllt diese Voraussetzungen und kann auch auf zukünftige Änderungen reagieren.

Da die Bewertung einer Zylinderlauffläche das Problem einer Vielzahl von Unsicherheitsfaktoren hat, die nicht zu vermeiden sind, wohl aber in der Verarbeitung berücksichtigt werden müssen, bietet sich die Anwendung der Fuzzy Logik an. Außerdem ist mit der DIN 4776 ein genormtes Verfahren erschienen, das eine funktionsgerechte Beschreibung der Rauheit, vor allem bei mechanisch hoch beanspruchten Kontaktoberflächen, erlaubt. Eine direkte Umsetzung von Meßergebnissen aus dem bisherigen AE Goetze Honatlas in Kenngrößen gem. DIN 4776 war aufgrund der verschiedenen Meßverfahren und Meßgeräteeinstellungen nicht möglich und erforderte umfangreiche neue Untersuchungen. Fuzzy Logik und DIN 4776 werden im überarbeiteten AE Goetze Honatlas angewand und im folgenden näher beschrieben.

2. Einführung in die Fuzzy-Logik

2.1. Argumente für die Anwendung unscharfer Algorithmen

Die Theorie der unscharfen Mengen wurde 1965 durch den amerikanischen Elektronikprofessor Lotfi Zadeh entwickelt. Die Grundidee dieser mathematischen Disziplin bestand darin, zu versuchen, das menschliche Denken mit Begriffen der natürlichen Sprache und nicht mit traditionellen mathematischen Apparaten nachzubilden.

Die Fuzzy Logik hat in der Zwischenzeit längst die Abgeschiedenheit mathematischer Studierstuben verlassen und hat sich in die rauhe Wirklichkeit technischer Realisierungen begeben. Besonders in der Regelungstechnik hat die Fuzzy Logik in den letzten Jahren ihren festen Platz gefunden. Die Anwendung der Fuzzy Logik empfiehlt sich besonders bei Problemstellungen, die folgende Merkmale aufweisen [1]:

• Ziele, Beschränkungen und Auswahlkriterien sind subjektiv und nicht eindeutig feststellbar.
• Existierende Informationen sind unvollständig und/oder nicht vollständig richtig.
• Es sind veränderliche Eigenschaften zu erwarten.
• Es existieren funktionell unbekannte qualitative Zusammenhänge.

All diese genannten Eigenschaften treffen auch auf ein System zur Bewertung von Zylinderlaufflächen zu.

Angesichts der Hypothese "Der Mensch denkt nicht mit Zahlen, sondern mit ungenauen Begriffen" (L. Zadeh) scheint die Verbindung von Fuzzy Logik und künstlicher Intelligenz nur natürlich zu sein. Für die Weiterentwicklung des AE Goetze Honatlas wurde deshalb nach einer Verarbeitungsmethode gesucht, die in der Lage ist, mit Unsicherheiten behaftetete Eingangsgrößen und Wichtungen von Bewertungsfaktoren untereinander zu verarbeiten. Dabei sind drei Arten von Unsicherheiten zu unterscheiden [4]:

1. stochastische Unsicherheit,
2. lexikalische Unsicherheit,
3. informationelle Unsicherheit.

Solche Unsicherheiten lassen sich sowohl bei der Bewertung der Rauheit , des Faxfilmes als auch bei der Bewertung der Honung in ihrer Gesamtheit (Bildung der Gesamtnote) finden (Bild 3).

Bild 3: Unsicherheiten bei der Bewertung der Rauheit

2.2. Grundbegriffe der Fuzzy Logik

Um ein Grundverständnis für die Fuzzy Logik zu erzeugen, sollen im folgenden die vier Grundelemente der Fuzzy Logik erläutert werden:

Linguistische Variable	=>	Menschliche Begriffe
Produktionsregeln	=>	Menschliches Schließverhalten
Fuzzy-Operatoren	=>	Menschliches Aggregationsverhalten
Linguistische Approximation	=>	Übersetzung linguistischer in technische (Fuzzifizierung/Defuzzifizierung) Größen

Die Problematik einer Schwellenlogik läßt sich beispielsweise erahnen, wenn es darum geht, solche Begriffe wie "hohes Fieber" oder "erhöhte Temperatur" zu beschreiben. Die Definition einer linguistischen Variablen bei der Regelung eines Wasserboilers anhand des Begriffes "Temperaturdifferenz" wird im folgenden gezeigt (Bild 4). In diesem Beispiel wird die linguistische Variable über drei Terme dargestellt, die als Bereiche den gesamten Definitionsbereich überdecken. Die Ordinate der Definition stellt die sogenannte Zugehörigkeitsfunktion dar, die hier Werte zwischen 0 und 1 annehmen kann. Der Term "Normal" erreicht mit einem Wert von 1 das Maximum seiner Zugehörigkeitsfunktion bei einer Temperaturdifferenz von Null. Das bedeutet, daß die Temperaturdifferenz gleich Null mit einer Wahrscheinlichkeit von 1.0 zur normalen Temperaturdifferenz gehört. Eine Temperaturdifferenz von 1 K dagegen gehört mit einer Zugehörigkeitsfunktion von 0.8 zum Ereignis "Normal", mit 0.2 zum Ereignis "ZuKalt". In der Umgangssprache könnte man diesen Sachverhalt etwas umständlich mit "Das Wasser ist etwas zu kalt, hat aber schon normale Temperatur" ausdrücken.

Bild 4: Beispiel für die Definition der linguistischen Variablen "Temperaturdifferenz" in einer Regelung

Die in einem Fuzzy System enthaltene Wissensbasis wird in Form von sogenannten Produktionsregeln festgelegt. Solche Regeln sind hinlänglich aus der klassischen Logik bekannt und besitzen immer die Syntax:

WENN "eine Vorbedingung gilt" DANN "ziehe eine Schlußfolgerung"

Solch eine Regel könnte bei unserem Beispiel lauten:

WENN TempDiff = Normal UND WasserVentil = Offen DANN GasVentil = Offen

Die zu Regelblöcken zusammengefaßten Regeln stellen wesentliche Elemente der Struktur eines Fuzzy Systems dar. Innerhalb eines Regelblockes kann jeder Regel eine Plausibilität zugewiesen werden, die letztendlich eine Wichtung der Regeln darstellt.

Die Fuzzy Operatoren zur Verknüpfung unscharfer Mengen sind mit den Operationen der klassischen Mengenlehre vergleichbar. Ein in der Aggregation von Fuzzy Mengen sehr verbreiteter Operator ist der MIN-Operator. Dabei wird Aggregation die Methode genannt, mit der in der Fuzzy Logik die Gültigkeit einer WENN-Verknüpfung ermittelt wird. Die Anwendung dieses Operators bedeutet, daß sich im Ergebnis der Bedingung die unscharfe Menge mit der geringeren Zugehörigkeitsfunktion durchsetzt. Nachfolgend eine schematische Berechnungsvorschrift für zwei sehr einfache Regeln anhand des oben schon erwähnten Wasserboilers (Bild 5). Der MIN-Operator wird hier zur Aggregation der Variablen innerhalb einer Regel verwendet, während der MAX-Operator Regeln zusammenfaßt, die verschiedene Vorbedingungen (WENN), aber gleiche Schlußfolgerungen enthalten (DANN).

Bild 5: Demonstrationsbeispiel für Fuzzy Operatoren und deren Verwendung

Als Abschluß dieses Kurzausfluges in die Grundlagen der Fuzzy Logik sollen Möglichkeiten gezeigt werden, technische Größen in linguistische Variablen umzuwandeln und umgekehrt. Das dargestellte Beispiel (Bild 4) zeigt bereits die Übersetzung des Meßwertes "Temperaturdifferenz" in die linguistische Variable "TempDiff". Der senkrechte Strich dokumentiert den Temperaturwert von +1 K und läßt die Zugehörigkeit zum Term "Normal" mit 0,8 und zum Term "ZuKalt" mit 0,2 ablesen. Diese Zuordnung nennt man Fuzzifizierung. Die Verarbeitung dieser Zugehörigkeitswerte durch die Aggregation ist dargestellt (Bild 5). Der umgekehrte Fall ist die Defuzzifizierung, wobei unscharfen Mengen mit ihren Zugehörigkeitsfunktionen wieder in scharfe Ausgangsgrößen umgewandelt werden. Eine verbreitete Methode ist die Bildung des Flächenschwerpunktes über alle unscharfen Mengen mit einer resultierenden Zugehörigkeitsfunktion größer als 0.

3. Weiterentwicklung des AE Goetze Honatlas

3.1. Bewertung des Rauheitsschriebes auf Basis der DIN 4776

Grundlage für die Bewertung des Rauheitsschriebes sollte eine weit verbreitete und in der Industrie anerkannte Rauheitsmeßmethode sein. Für die Rauheitsmessung beim überarbeiteten AE Goetze Honatlas wird deshalb ein handelsübliches Rauheitsmeßgerät mit einem feinmechanischen Frei- oder Bezugsflächentastsystem verwendet, welches einen zweidimensionalen Tastschnitt erstellt und auswertet.

Ein Bezugsflächentaster wird verwendet, da er die geringste Verfälschung bei der Abtastung der zu untersuchenden Oberfläche liefert. Die Empfindlichkeit dieses Tastertypes auf Schwingungen muß beachtet und ggf. müssen Abhilfemaßnahmen getroffen werden.

Sind, wie allgemein üblich, bei der prozeßnahen Oberflächenkontrolle keine Freitastsysteme im Einsatz, müssen diese nachgerüstet werden, oder es müssen Korrelationskoeffizienten für die zu kontrollierende Honung zwischen Freitastsystem und verwendetem Kufentastsystem ermittelt werden, da Kufentastsysteme abhängig von ihrer Bauart und von der zu untersuchenden Oberfläche die Ursprungsmeßdaten beeinflussen. Korrelationskoeffizienten sind in der Regel für einen definierten Bearbeitungsprozeß mit kleinen Änderungen in der Oberflächentopografie möglich. Bei großen Streuungen der Oberflächentopografie ist dieses Verfahren nicht anwendbar, und es muß ein Freitastsystem verwendet werden.

Mit dem Freitastsystem (Spezifikation siehe Anhang 1) wird nun die zu untersuchende Oberfläche über eine Tastlänge von 17,5 mm abgetastet. Aus diesen Rohdaten wird das Rauheitsprofil gem. DIN 4776 bei einem cut off von 2,5 mm herausgefiltert. Ein cut off von 2,5 mm statt 0,8 mm wurde gewählt, um Ausrichtungenauigkeiten, die bei der Messung an gekrümmten Flächen mit einem Freitaster entstehen, bestmöglich herauszufiltern. Weiterhin minimiert ein größerer cut off die bei einzelnen tiefen und breiten Riefen vorgetäuschten Materialaufwürfe im Rauheitsprofil.

Bei den umfangreichen Untersuchungen der AE Goetze GmbH wurden Honungen gefunden, die bei sehr ähnlichen Rauheitskenngrößen gem. DIN 4776 deutlich unterschiedliche Rauheitsschriebe zeigten (Bild 6 und 7). Es wird daher zusätzlich eine Riefenzählung auf dem Schnittniveau am Ende von Rk vorgenommen, woraus dann der Riefenabstand berechnet wird (Definition siehe Anhang 1). Diese zusätzliche Auswertung macht eine Unterscheidung vermeintlich gleicher Honungen aufgrund des Riefenabstandes wieder möglich.

	Bild 6 Oberfläche mit 100 µm Riefenabstand
	Bild 7 Oberfläche mit 65 µm Riefenabstand

Die so gefundenen Kenngrößen des Rauheitsschriebes werden nun in ein rechnergestütztes Auswertesystem überführt und die Zwischennote der Bewertung des Rauheitsschriebes wird errechnet.

3.2. Bewertung des Faxfilmes

Für die visuelle Beurteilung der Zylinderlauffläche wird weiterhin die fotografische Aufnahme eines Faxabdruckes herangezogen. Die Erstellung der Fotos erfolgt im Durchlichtverfahren bei 25-facher Vergrößerung als Übersichtsaufnahme und bei 100-facher Vergrößerung als Detailaufnahme. Dieses Verfahren wird beibehalten, da es schnell, preiswert und zerstörungsfrei hinreichende Aufschlüsse über die Qualität der Zylinderlauffläche gibt. Die sichere Auswertung eines solchen Abdruckes setzt jedoch eine umfangreiche Grunderfahrung bei der Beurteilung von Oberflächen voraus. Diese sollte sich der Beurteiler durch weiterführende Untersuchungen an Oberflächenproben z.B. mittels REM angeeignet haben.

An den vorliegenden Fotos wird der Honwinkel bestimmt. Danach wird die Riefenorientierung der zu bewertenden Oberfläche vom Beurteiler in dem Bereich von sehr einseitig (schlecht) bis gleichmäßig beidseitig (gut) eingestuft (Definition siehe Anhang 2).

Die Bewertung hinsichtlich Blechmantelbildung, Schnitt und Ausbildung der Riefen erfolgt anhand ausgewählter Musterhonungen, die dem AE Goetze Honatlas beiliegen (siehe Anhang 3.1 bis 3.8). Das Bewertungsspektrum umfaßt fünf Stufen mit den Bereichen schlecht bis sehr gut. Einzel- oder Doppelnennungen zweier nebeneinanderliegender Bewertungsstufen sind bei Riefenorientierung und Riefenausbildung möglich. Zur besseren Einstufung letztgenannter Merkmale können zusätzlich Querschliffe angefertigt werden.

Zur Weiterverarbeitung werden der Honwinkel als Zahlenwert, die Riefenorientierung und Riefenausbildung als Terme der betreffenden linguistischen Variablen in die Auswertesoftware eingegeben und die Zwischennote der Faxfilmbeurteilung ermittelt.

3.3. Struktur des Bewertungssystems

Die Eingänge des überarbeiteten Bewertungssystems bestehen, wie im alten AE Goetze Honatlas, aus den qualitativen Größen, die aus dem Rauheitsschrieb, sowie dem Faxfilm ermittelt werden. Dabei hat die Rauheit einen wesentlichen Einfluß auf die Schmiermittelaufnahme des Motors, auf seinen Ölverbrauch und seine Emissionen.

Die Topografie einer Oberfläche wird durch die DIN 4776 in drei Bereiche eingeteilt: Spitzenbereich, Kernbereich und Riefenbereich (siehe Anhang 1). Die obere Grenze des Kernbereiches weist einen relativ geringen Materialanteil auf. Dieses Material ist nach einer kurzen Zeit des Einlaufes abgearbeitet. Die Rechengröße "Oelvolumen zu Beginn" Oel_V_B berechnet sich damit aus der Riefenfläche unterhalb der obere Grenze des Kernbereiches. Der Kernbereich stellt den Bereich der Honung dar, der während der Lebensdauer des Motors verschleißen darf. Das "Oelvolumen am Ende" Oel_V_E entspricht der Riefenfläche unterhalb der unteren Grenze des Kernbereiches (A2). Dem ersten Regelblock gehen Vorberechnungen voraus, die das Ölhaltevolumen bei einem jungen (Oel_V_B) und einem in der Lebensdauer fortgeschrittenen Motor (Oel_V_E) nachbilden sollen. Wie Bild 8 zeigt, gehen diese beiden Hilfgrößen zusammen mit der Kernrautiefe RK (RK), die ein Maß für die mechanische Belastbarkeit des Profils darstellt, und der unter 3.1. beschriebenen Riefenanzahl in den Regelblock "Topographie" ein. All diese Meß- oder Rechengrößen werden als scharfe Werte eingegeben und durchlaufen eine Fuzzifizierung, wodurch sie in den Regelblöcken verarbeitet werden können.

Die fünfte Eingangsgröße zur Ermittlung der Zwischennote "Topographie" ist der Typ der untersuchten Honung. Der dem Block ‘’Topographie" vorgelagerte Regelblock "Hontyp" unterscheidet dabei zwischen Normalhonung und Plateauhonung, sowie einem Typ "unbestimmt", der eine Charakteristik zwischen beiden Typen beschreibt. Beide Honungstypen besitzen eine Existenzberechtigung. Die Entscheidung über die Realisierung des einen oder des anderen Honungstyps trifft der Motorenhersteller nach den funktionellen Anforderungen und den Voraussetzungen im Fertigungsablauf. Für den Regelblock "Topographie" wird damit jeweils ein Optimum für Normalhonung und Plateauhonung festgelegt. Die jeweiligen Empfehlungen für Normal- und Plateauhonung, die der Wissensbasis in diesem Regelblock zugrunde liegen, sind in Anhang 4 zusammengestellt.

Die aus der Auswertung des Faxfilms gewonnenen Größen werden im Regelblock "Faxfilm" verarbeitet. Neben der Eingabe des Honwinkels gibt man die Riefenorientierung und Riefenausbildung in den Regelblock ein, wie sie der Auswertung gemäß Abschnitt 3.2. gewonnen wurde. Die Besonderheit bei dieser Eingabe ist, daß die ausgewählten Terme der linguistischen Variable direkt angesprochen und nicht erst in einen scharfen Wert umgewandelt werden. Durch das System wird die Eingabe eines oder zweier benachbarter Terme zugelassen.

Bild 8: Struktur des Fuzzy Systems zur Bewertung von Zylinderlaufflächen

Als Ausgangsgröße des Systems wird nach einer Defuzzifikation eine Gesamtnote gebildet, die sich wie im bisherigen AE Goetze Honatlas zwischen 1 und 10 bewegen kann. Zusätzlich enthält die Struktur Ausgabeblöcke für die Zwischennoten "Faxfilm", "Topographie", sowie "Hontyp", um zusätzliche Informationen zur Verfügung zu stellen, die ggf. bei der Identifizierung von Problembereiche der untersuchten Probe helfen können.

Die oben beschriebene und dargestellte Struktur des Fuzzy Systems (Bild 8) wurde mit der Software "fuzzyTECH" und unter Mitwirkung der Firma INFORM aus Aachen entwickelt.

3.5. Vorgehen zum Abschöpfen des Expertenwissens

Beim Erarbeiten des Bewertungssystemes wurden zwei unterschiedliche Vorgehensweisen gewählt, um die Wissensbasis für die Regelnblöcke zu gewinnen.

Der Regelblock "Hontyp" stellt eine Identifikationsaufgabe in einem n-dimensionalen Merkmalsraum dar. Andererseits läßt sich aus dem Rauheitsschrieb mit einiger Erfahrung erkennen, welcher Typ von Honung vorliegt. Zur Auswertung dieser Zuordnung lagen in einer Datenbank bereits die Daten von mehr als 100 Proben vor, die unter Anwendung der DIN 4776 gewonnen wurden. Im Anschluß wurde so vorgegangen, daß ein kleines Expertenteam anhand der vorhandenen Unterlagen jede Probe in eine der Kategorien "Normalhonung", "Plateauhonung", "unbestimmte Honung" einordnete. Eine Probe wurde in der Kategorie "unbestimmte Honung" zugeordnet, wenn eine Entscheidung zwischen Normal- und Plateauhonung nicht möglich war, beispielsweise bei einer gebürsteten Honung.

Die so ausgewerteten Rauheitsmeßdaten wurden einschließlich der Kennung für den eingeschätzten Hontyp zu einem Beispielfile zusammengestellt und einem neuronalen Netz in der Trainingsphase übergeben (Bild 9). Das Netz berechnet mit den Eingangsdaten die Antwort des bestehenden Systems und ermittelt die Differenz zwischen Systemantwort und den Ausgangsdaten der Beispieldatensätze. Nach jeder Abarbeitung der Beispieldaten wird das Netzwerk mit dem Ziel verändert, diese Differenz in Richtung Null konvergieren zu lassen. Werden Grundelemente eines Fuzzy Systems durch die Kanten eines neuronalen Netzes dargestellt, spricht man von Neuro Fuzzy Technik.

Bild 9: Trainings- und Arbeitsphase neuronaler Netze (nach [7])

Für den Regelblock "Faxfilm" konnte das Wissen aus dem ursprünglichen AE Goetze Honatlas unverändert umgesetzt werden. Dazu wurde ein Datenfile erarbeitet, welches mit einer geeigneten Schrittweite im Honwinkel alle sinnvollen Kombinationen der Eingangsgrößen des Regelblockes "Faxfilm" kombinierte. Die Berechnungsvorschrift für die Teilnote Faxfilm aus dem alten AE Goetze Honatlas ist bekannt, so daß in einer Tabellenkalkulation die Teilnote für jede Eingangskombination errechnet werden konnte. Damit hat man wieder den Rahmen zwischen Ein- und Ausgangswerten, über den das Neuro Fuzzymodul die Regelnbasis ermitteln kann. Eine analoge Vorgehensweise konnte für den Regelblock "Bewertung" angewendet werden.

Grundsätzlich anders mußte bei der Festlegung der Regeln für den Regelblock "Topographie" vorgegangen werden. Die Wissensbasis für die Bewertung der Rauheit soll sich in der entgültigen Ausbaustufe aus drei Quellen zusammensetzen:

1. Intuitivem Wissen von Tribologieexperten und Literaturquellenauswertung,
2. Auswertung einer Datenbank mit Honungsproben der verschiedensten Motoren und Hersteller,
3. Ergebnisse gezielter Motorenversuche.

4. Ausblick

Der vorgestellte AE Goetze Honatlas ist als Prototyp eines PC gestützten Systemes bei der AE Goetze GmbH installiert und in der täglichen Anwendung. Dieses lebende System unterliegt einer ständigen Weiterentwicklung. Um diesem Anspruch gerecht zu werden, sind für die nähere Zukunft folgende Schwerpunkte gesetzt worden:

Durchführung und Auswertung von gezielten Motorenversuchen zum Einfluß der Mikro- und Makrostruktur der Zylinderhonung, um die Wissensbasis des AE Goetze Honatlas zu unterlegen.

• Weiterführung und Erweiterung der Honungsdatenbank.
  
• Erweiterung des Geltungsbereiches des neuen AE Goetze Honatlas, der bisher nur für Pkw-Motoren mit Graugußlaufflächen angewendet werden kann.
  
• Erarbeitung von rechnergestützten Algorithmen zur Einstufung der Riefenorientierung und Blechmantelbildung .

Durch das zu schaffende Beurteilungssystem sollen außer einer Bewertung noch weitere, auf die Oberfläche der Zylinderlauffläche bezogene, Fragen beantwortet werden. Im endgültigen Ausbau kann die Beurteilung von Zylinderlaufflächen auf drei Ebenen erfolgen (Bild 10).

Ebene 1 stellt eine Bewertung im Sinne einer Einordnung von Honungsproben in eine Skala entsprechend der festgelegten Bewertungskriterien dar und entspricht dem oben gezeigten System.

Bild 10: Ebenen des Beurteilungssystems: Bewerten - Identifizieren - Diagnostizieren

Gleichfalls von praktischem Interesse ist die Ebene 2 mit der Identifikation einer gefertigten Oberfläche nach ihrem Verhalten im eingelaufenen Zustand. Sie soll die Beantwortung der Frage erlauben, wie sich eine Änderungen im Fertigungsprozeß der Honung auf die Topografie der bereits gelaufen Oberfläche auswirkt. Die Erkennung einer Oberfläche läßt sich in einem n-dimensionalen Merkmalsraum realisieren, welcher durch ausgewählte Rauheitskenngrößen nach DIN 4776 aufgespannt wird. Mit Hilfe der Simulation des Abtrages einer Oberfläche sollen Daten gewonnen werden, die den Aufbau einer unscharfen Klassierung erlauben.

Letztlich könnte über die Ebene 3 der AE Goetze Honatlas insofern erweitert werden, daß der Algorithmus in eine Einrichtung zur Produktionsüberwachung eingebunden werden kann.

Literatur