wbk Jahresbericht 2024 final inkl Inhaltslink - Flipbook - Seite 50
INSTITUT
FORSCHUNG
K O O P E R AT I O N E N
Dissertationen
Funktionsorientierte Qualitätsregelung in
Produktionsnetzwerken
Ziel des Vorhabens
Autor:
Dr.-Ing. Rainer Silbernagel
Die Produktion hochpräziser Produkte findet an der
Grenze des technisch Machbaren statt. Durch die
Anwendung funktionsorientierter Qualitätsregelstrategien, wie etwa intelligenter Bauteilpaarungen, gelingt es, innerhalb der eigenen Werksgrenzen die technologische Komplexität zu reduzieren
und eine wettbewerbsfähige Produktion hochpräziser Produkte zu ermöglichen.
Unternehmensübergreifend finden derartige Qualitätsregelstrategien bisher noch keine Anwendung,
da unter anderem kein geeigneter Informationsaustausch stattfindet. In der Unternehmenspraxis werden daher oft sehr enge Toleranzen für die zugelieferten Hochpräzisionskomponenten gesetzt, um die
Qualität der Endprodukte sicherzustellen. Dies kann
einen hohen Ausschuss aufseiten des Lieferanten
zur Folge haben. Langfristig sorgt diese Ineffizienz
im Produktionsnetzwerk für Wettbewerbsnachteile aller beteiligten Partner. Um diesem Defizit zu
begegnen, war die Zielsetzung der Dissertation die
Entwicklung eines Ansatzes zur funktionsorientierten Qualitätsregelung in Produktionsnetzwerken.
Vorgehensweise
Um diese Zielsetzung zu erreichen, wurde zunächst untersucht, ob sich im unternehmensübergreifenden Kontext neue Regelstrategien ergeben
und welche Implikationen für bewährte Qualitätsregelstrategien (siehe Dissertation Dr.-Ing. Raphael
Wagner am wbk Institut für Produktionstechnik
2020) bestehen. Hierbei wurde besonderes Augenmerk auf Herausforderungen gelegt, welche sich
in der Logistik und durch die Autonomie externer
Partner, wie zum Beispiel Lieferanten, ergeben.
Anschließend wurden intelligente Funktionsmodelle
entwickelt, die anhand sowohl zugelieferter als auch
interner Komponenten eine Funktionsprognose des
Endproduktes noch vor der Montage der Komponenten ermöglichen. Zur Abwägung zwischen der
reduzierten technologischen Komplexität und dem
erhöhten Aufwand einer Qualitätsregelung wurde
danach ein simulationsbasiertes Entscheidungsunterstützungssystem entwickelt. Dieses ermöglicht die Bewertung der unternehmensübergreifenden, funktionsorientierten Qualitätsregelstrategien
hinsichtlich technischer und wirtschaftlicher Zielgrößen. Das Simulationsmodell diente somit zur
Quantifizierung der Potenziale gegenüber einer
konventionellen Produktion und des Mehrwertes
einer Datenintegration. Der Ansatz der Dissertation
wurde modular gestaltet und kann sowohl in
bestehenden Produktionsnetzwerken als auch bei
der Planung neuer Produktionsnetzwerke verwendet werden.
Ergebnisse
Der Ansatz der Dissertation wurde in einem Produktionsnetzwerk zur Herstellung hochpräziser Dieselinjektoren validiert. In Simulationsstudien konnte
dabei, selbst unter Aufweitung sämtlicher Toleranzen, die Qualität signifikant verbessert (netzwerkweiter First Pass Yield: bis zu +1,2 Prozent; Streuungsreduktion in den EOL-Prüfpunkten: bis zu -43
Prozent) sowie der Gesamtgewinn des Produktionsnetzwerkes signifikant erhöht werden (bis zu +6
Prozent). Dabei konnten Ineffizienzen im Produktionsnetzwerk abgebaut werden. Eine Erprobung
in realer Produktionsumgebung konnte die Ergebnisse bestätigen. Es wurde somit gezeigt, dass eine
toleranzfreie Serienproduktion möglich und auch
erstrebenswert ist.
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Schematische Darstellung der unternehmensübergreifenden, funktionsorientierten Qualitätsregelung (Abbildung: wbk)
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Institut für Produktionstechnik Jahresbericht 2023
