2006/2007 WELS KONKRET - FH Oberösterreich

Statistische Versuchsplanung in der
Produkt- und Prozessentwicklung
Autor: Reinhard Olzinger
FH-Betreuer: FH-Prof. DI Dr. Reinhard Busch
Reinhard Olzinger
Studiengang:
Automatisierungstechnik
Vorbildung:
HTL für Elektrotechnik in Wels
STIWA Fertigungstechnik Sticht
Ges.m.b.H - Werk 4
Technologiepark 10
A-4851 Gampern
FH-Studiengang:
Automatisierungstechnik
Studiengangsleiter:
FH-Prof. Univ.-Doz. Mag. Dr.
Günther Hendorfer
Tel.: 07242/72811-3010
E-Mail: sekr.at@fh-wels.at
www.fh-ooe.at/at
Einführung – Unternehmensprofil
Die Firma STIWA entwickelt Produkte einschließlich
der dafür erforderlichen Produktionsmittel für namhafte
europäische Kunden. Durch ständige Verbesserung
der Produkte und Prozesse gelingt es STIWA stets sich
im Wettbewerb am Markt zu behaupten. Wesentliche
Ziele stellen dabei die Erhöhung der Funktionsumfänge,
die Einbindung präventiver Qualitätsmanagementmethoden
bei gleichzeitig sinkenden Kosten und Entwicklungs-
bzw. Durchlaufzeiten in der Fertigung, dar.
Projektbeschreibung
In den frühen Entwicklungsphasen durchläuft das
Produkt bzw. der Fertigungsprozess eine Vielzahl von
Versuchen (Pilot-, Prototypenversuche, Dauerläufe,
usw.). Die statistische Versuchsplanung - auch Design
of Experiments (DoE) genannt - hilft dabei, mit möglichst
kleinem Aufwand brauchbare und aussagekräftige
Ergebnisse zu erzielen. Das Prinzip „Einfach mal
probieren“ soll dadurch einem systematischer Vorgehensweise
weichen.
Aufgabenstellung
Der Inhalt des Berufspraktikums umfasste unter anderem
folgende wesentlichen Schwerpunkte:
- Organisation und Betreuung eines Versuchsaufbaus,
mit dem Ziel eine bestimmte Produktfunktion zu optimieren.
- Erstellung von Versuchsplänen mit dazugehöriger
Dokumentation (Versuchspläne, Prüfberichte, ...).
- Erstellung von Schulungsunterlagen für die Mitarbeiter
im Entwicklungsprozess
Im Gegensatz zu der Taumelverbindung wurden aber
in diesem Fall die Variationen der Einfl ussgrößen im
3D- CAD und die Ermittlung der Zielgröße mittels FEM-
Analyse realisiert. D.h. die Versuchsdurchführung erfolgte
ausschließlich mittels Computer. Diese Art der
Versuchsplanung ist auch unter dem Namen „Design
and Analysis of Computer Experiments - DACE“ bekannt.
Es galt die entsprechenden schematischen Schritte
von DoE abzuarbeiten. Dazu gehörten die Ermittlung
der Einfl ussgrößen auf die zu defi nierenden Zielgrößen
im Team, die Aufstellung der beiden Versuchspläne,
die Durchführung der Taumelversuche, die Auswertung
der Versuchsergebnisse, die Interpretation der erzielten
Ergebnisse und die Ableitung von entsprechenden
Maßnahmen im Team.
Erzielte Ergebnisse
Die im Berufspraktikum gewonnenen Ergebnisse aus
den beiden Projekten wurden den Verantwortlichen der
Entwicklung vorgestellt und fl ossen somit direkt in die
laufende Entwicklungsarbeit ein. Mit den ermittelten
signifi kanten Produktmerkmalen wurden jene aufgezeigt,
welche es künftig in der Produktion gezielt zu
überwachen gilt. Des Weiteren konnte die Anwendung
vom Design of Experiments praxisbezogen gezeigt
werden und stellt somit für die Zukunft eine Erhöhung
der Methodenkompetenz gegenüber dem Kunden im
Bereich der Entwicklung dar.
Durchgeführte Arbeiten
Generell wurde das Berufspraktikum in mehrere kleinere
Projekte gegliedert.
Ein Projekt befasste sich mit der Optimierung der Taumelverbindung,
welche den Drehpunkt an der Konsole
darstellt, um eine vertikale Verstellung des Lenkrades
zu ermöglichen. Ziel dieser Untersuchung war es die
wesentlichen Einfl ussgrößen bzw. Produktmerkmale
aufzuzeigen, die einen erheblichen Einfl uss auf die
Drehverbindung darstellen.
Das zweite Projekt diente der Ermittlung der wichtigsten
Einfl ussgrößen auf den Klemmsystemhub derselben
Konsole.
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