Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Qualitäts- und Kostensteuerung durch integrierte Prüfplanungsprozesse auf Basis der Geometrischen Produktspezifikation in KMU

Die Erhebung realer Daten gewinnt durch die Digitalisierung von Produktionsprozessen im Rahmen von Industrie 4.0 an Stellenwert. Dies bringt auch die Notwendigkeit einer Weiterentwicklung von Prozessen des Prüfens bzw. Messens produkt- und prozessbezogener Größen mit sich. Wurden Prüfungen bisher nur zum Nachweis der Produktkonformität durchgeführt, ermöglichen Prüfen und Messen zukünftig die realdaten- bzw. echtzeitdatenbasierte Überwachung, Steuerung, Flexibilisierung und Optimierung von (Fertigungs-)Prozessen.

Dies macht standardisierte, auf die Bedürfnisse der Praxis angepasste Prüfplanungsprozesse erforderlich, um eindeutige, effektive und gleichzeitig wirtschaftliche Prüfpläne ableiten und realisieren zu können. Speziell in KMU zeigt die Analyse des aktuellen Stands der Technik allerdings erhebliche Defizite bezüglich der Prüfplanung, u. a. durch die Abhängigkeit der Abläufe und Ergebnisse von den ausführenden Personen, die fehlende Kopplung an andere Entwicklungsprozesse und die fehlende durchgängige Bewertung von Prüfplanalternativen im Rahmen einer Kostensteuerung. Dies führt häufig zu unvollständigen, fehlerhaften, nicht vergleichbaren sowie ineffizienten Prüfplänen, die sich nachteilig auf die Wettbewerbsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit der Unternehmen auswirken.

Ziel des Forschungs- und Entwicklungsvorhabens ist es daher, einen Beitrag zur Schließung der identifizierten Forschungslücken sowie zur Verbesserung der Qualität von Produkten und Prozessen und damit zur Steigerung der Kosteneffizienz in KMU zu leisten. Dazu soll ein praxistaugliches Vorgehensmodell zur merkmalsbasierenden Prüfplanung auf Basis der Geometrischen Produktspezifikation erarbeitet werden, das auch Prozesse zur Einbeziehung von (Qualitäts-)Kosten in die Entscheidungsfindung enthält. Die Schritte des Vorgehensmodells sind zudem durch geeignete Methoden sowie Leitfäden zu deren Anwendung zu untersetzen.

Ergebniszusammenfassung:

Im Vorhaben wurde ein verbessertes Vorgehen zur kostensteuernden geometriemerkmalsbasierenden Prüfplanung entwickelt und dem PA zugänglich gemacht, wodurch Verbesserungen der Wirtschaftlichkeit der Prüfplanung erzielt werden können. Im Projekt konnte gezeigt werden, dass bislang wenig bis keine Kostenorientierung in der Prüfplanung der KMU sowie keine flächendeckende Erfassung und Auswertung von Prüfzeiten, Fehlerkosten etc., vorliegt, die jedoch für eine kostensteuernde Prüfplanung zwingend notwendig wären. Das im Projekt entwickelte Vorgehensmodell und Kalkulationstool ermöglichen eine kostensteuernde, geometriemerkmalsbasierte Prüfplanung in der Praxis, da den KMU ein einsatzbereites Instrumentarium für ihre Prüfplanung an die Hand gegeben wird. Hierbei ist besonders der erarbeitete Leitfaden hervorzuheben, welcher das gesamte Vorgehensmodell und die darin enthaltenen Methoden den Anwendern schnell und leicht verständlich zur Verfügung stellt. Dadurch haben diese stetig Zugriff auf das entwickelte Vorgehensmodell und können somit von einem effektiven, methodengestützten Prüfplanungsprozess profitieren. Besonders die gezielte Festlegung der Prüfmerkmale wird durch das Vorgehensmodell und insbesondere durch den Leitfaden unterstützt. KMU werden durch die entwickelte Methode dazu befähigt, innerhalb des Prüfplanungsprozesses die vorliegenden Informationen mit der Bestimmung der Merkmalsprioritäten in leicht interpretierbare Kenngrößen zu überführen und diese als Orientierungsgröße für die weiteren Festlegungen (Prüfmerkmale, Prüfumfang etc.) zu nutzen. Die Zerlegung geometrischer Merkmale führt dazu, dass mehr Informationen aus den erzeugten Messergebnissen gewonnen werden können und somit erheblich mehr Wissen zu Prozesseigenschaften erzeugt werden kann. Das entwickelte Kalkulationstool ermöglicht die Abschätzung und Steuerung der verursachten Prüf- und Fehlerkosten. Die erzielten Ergebnisse erzeugen somit einen hohen Mehrwert für produzierende KMU.