Design for Six Sigma

Name: Design for Six Sigma | Kundenorientierte Produkte und Prozesse fehlerfrei entwickeln
Brand: Hanser
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Kundenorientierte Produkte und Prozesse fehlerfrei entwickeln

Jürgen Gamweger Oliver Jöbstl Manfred Strohrmann Wadym Suchowerskyj(Autor*in)

Hanser (Verlag)

1. Auflage

Erschienen am 2. Mai 2009

610 Seiten

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978-3-446-42062-5 (ISBN)

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Inhalt

1 - Inhalt [Seite 6]
2 - 1 Grundlagen vonDesign for Six Sigma - DFSS [Seite 18]
2.1 - 1.1 Strategische Rahmenbedingungen und Herausforderungen [Seite 18]
2.2 - 1.2 Was erreicht DFSS? [Seite 18]
2.2.1 - 1.2.1 Fehlerfreie, robuste und zuverlässige Produkte [Seite 19]
2.2.2 - 1.2.2 Marktvorteile durch konsequenteKundenorientierung [Seite 20]
2.2.3 - 1.2.3 Entwicklungsprozesse mit hoher Ressourceneffizienz [Seite 20]
2.2.4 - 1.2.4 Nachhaltige Innovationsleistungen durch tiefgehendes Produktwissen [Seite 21]
2.3 - 1.3 Entwicklung von Six Sigma und DFSS [Seite 22]
2.3.1 - 1.3.1 Historische Entwicklung von Six Sigma [Seite 22]
2.3.2 - 1.3.2 Zusammenfassung der Six-Sigma-Kerninhalte [Seite 22]
2.3.3 - 1.3.3 Entstehung und Betrachtungsweisen von DFSSinnerhalb des Six Sigma-Ansatzes [Seite 27]
2.4 - 1.4 DFSS-Modell [Seite 31]
2.4.1 - 1.4.1 Ziele von DFSS (Zielebene) [Seite 31]
2.4.2 - 1.4.2 Prinzipien von DFSS (strategische Ebene) [Seite 33]
2.4.3 - 1.4.3 Anwendung von DFSS (Prozessebene) [Seite 37]
2.5 - 1.5 Zusammenfassung [Seite 40]
2.6 - 1.6 Verwendete Literatur [Seite 40]
3 - 2 Voice of the Customer - VOC [Seite 42]
3.1 - 2.1 Zielsetzung [Seite 42]
3.2 - 2.2 Einordnung von VOC in denProduktentstehungsprozess [Seite 43]
3.3 - 2.3 Grundbegriffe [Seite 44]
3.3.1 - 2.3.1 Klassifizierung von Kundenanforderungen [Seite 44]
3.3.2 - 2.3.2 Qualität ersten und zweiten Grades [Seite 45]
3.3.3 - 2.3.3 Das Kano-Modell [Seite 45]
3.4 - 2.4 Vorgehensweise bei der Anwendung [Seite 47]
3.4.1 - 2.4.1 Kunden und Markt identifizieren [Seite 47]
3.4.2 - 2.4.2 Kundenanforderungen erheben [Seite 49]
4 - 3 Quality Function Deployment - QFD [Seite 64]
4.1 - 3.1 Zielsetzung [Seite 64]
4.2 - 3.2 Einsatz von QFD im Produktentstehungsprozess [Seite 65]
4.2.1 - 3.2.1 QFD-Ansätze [Seite 65]
4.2.2 - 3.2.2 Einordnung der QFD-Phasenmodellein den Produktentstehungsprozess [Seite 67]
4.3 - 3.3 Grundbegriffe [Seite 69]
4.3.1 - 3.3.1 Prinzip der Kundenorientierung [Seite 69]
4.3.2 - 3.3.2 Prinzip der Teamarbeit [Seite 70]
4.3.3 - 3.3.3 Prinzip des systematischen Vorgehens [Seite 70]
4.4 - 3.4 Vorgehensweise bei der Anwendung [Seite 71]
4.4.1 - 3.4.1 Vorgehensweise im House of Quality 1 [Seite 71]
4.4.2 - 3.4.2 Vorgehensweise im House of Quality 2 [Seite 84]
4.4.3 - 3.4.3 House of Quality 3: Prozess-QFD [Seite 87]
4.5 - 3.5 Praxisbeispiel Temperatursensor [Seite 89]
4.5.1 - 3.5.1 Einordnung des Temperatursensors im QFD-Phasenmodell [Seite 89]
4.5.2 - 3.5.2 Messbarkeit von Anforderungen(Raum 1 der QFD-Matrix) [Seite 90]
4.5.3 - 3.5.3 Benchmarking (Raum 2) [Seite 91]
4.5.4 - 3.5.4 Ermittlung der Korrelationen (Raum 4) [Seite 92]
4.5.5 - 3.5.5 Auszug aus dem Dach der QFD-Matrix (Raum 7) [Seite 94]
4.5.6 - 3.5.6 Ableitung von Zielwerten (Raum 6) [Seite 95]
4.6 - 3.6 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren [Seite 95]
4.7 - 3.7 Verwendete Literatur [Seite 96]
5 - 4 Generieren von Konzeptalternativen [Seite 98]
5.1 - 4.1 Zielsetzung [Seite 98]
5.2 - 4.2 Einordnung der Generierung vonKonzeptalternativen in den Produktentstehungsprozess (PEP) [Seite 99]
5.3 - 4.3 Grundlagen der kreativen Problemlösung [Seite 100]
5.4 - 4.4 Vorgehen bei der Anwendung [Seite 101]
5.4.1 - 4.4.1 Recherchierende Methoden [Seite 101]
5.4.2 - 4.4.2 Intuitive Methoden [Seite 104]
5.4.3 - 4.4.3 Diskursive Methoden [Seite 110]
5.4.4 - 4.4.4 Die TRIZ-Methoden [Seite 112]
5.5 - 4.5 Praxisbeispiel [Seite 123]
5.6 - 4.6 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren [Seite 126]
5.7 - 4.7 Verwendete Literatur [Seite 126]
6 - 5 Bewertung von Konzeptalternativen [Seite 128]
6.1 - 5.1 Zielsetzung [Seite 128]
6.2 - 5.2 Einordnung der Bewertung vonKonzeptalternativen in den Produktentstehungsprozess [Seite 128]
6.3 - 5.3 Grundbegriffe [Seite 130]
6.4 - 5.4 Vorgehensweise bei der Anwendung [Seite 132]
6.4.1 - 5.4.1 Intuitive Methoden [Seite 132]
6.4.2 - 5.4.2 Pugh-Matrix [Seite 134]
6.4.3 - 5.4.3 Priorisierungsmatrix [Seite 137]
6.5 - 5.5 Praxisbeispiel Temperatursensor [Seite 138]
6.6 - 5.6 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren [Seite 142]
6.7 - 5.7 Verwendete Literatur [Seite 142]
7 - 6 Design for Manufacture and Assembly -DFMA [Seite 144]
7.1 - 6.1 Zielsetzung [Seite 144]
7.2 - 6.2 Einordnung der DFMAin denProduktentstehungsprozess [Seite 144]
7.3 - 6.3 Grundbegriffe [Seite 146]
7.4 - 6.4 Vorgehensweise bei der Anwendung [Seite 151]
7.4.1 - 6.4.1 Bildung des Teams [Seite 151]
7.4.2 - 6.4.2 Darstellung der Produktstruktur [Seite 151]
7.4.3 - 6.4.3 Erarbeitung des Prozessgraphen [Seite 152]
7.4.4 - 6.4.4 Analyse von kritischen Prozessschritten [Seite 154]
7.4.5 - 6.4.5 Ableitung und Umsetzungvon Verbesserungsmaßnahmen [Seite 155]
7.5 - 6.5 Praxisbeispiel Temperatursensor [Seite 155]
7.6 - 6.6 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren [Seite 158]
7.7 - 6.7 Verwendete Literatur [Seite 159]
8 - 7 Fehlermöglichkeits- und-einflussanalyse - FMEA [Seite 160]
8.1 - 7.1 Zielsetzung [Seite 160]
8.2 - 7.2 Einordnung der FMEA in den Produktentstehungsprozess [Seite 160]
8.3 - 7.3 Grundbegriffe [Seite 162]
8.3.1 - 7.3.1 Artender FMEA [Seite 162]
8.3.2 - 7.3.2 Inhalte der FMEA [Seite 163]
8.3.3 - 7.3.3 Das FMEA-Team [Seite 164]
8.3.4 - 7.3.4 Abgrenzung zur Fehlerbaumanalyse (FTA) [Seite 165]
8.4 - 7.4 Vorgehensweise bei der Anwendung [Seite 165]
8.4.1 - 7.4.1 Vorbereitung und Planung [Seite 165]
8.4.2 - 7.4.2 Strukturanalyse [Seite 166]
8.4.3 - 7.4.3 Funktionsanalyse [Seite 166]
8.4.4 - 7.4.4 Fehleranalyse [Seite 167]
8.4.5 - 7.4.5 Maßnahmenanalyse und Risikobewertung [Seite 168]
8.4.6 - 7.4.6 Realisierung/Optimierung [Seite 172]
8.4.7 - 7.4.7 Prozess-FMEA [Seite 174]
8.5 - 7.5 Praxisbeispiel Temperatursensor [Seite 176]
8.5.1 - 7.5.1 Strukturanalyse [Seite 176]
8.5.2 - 7.5.2 Funktionsanalyse [Seite 176]
8.5.3 - 7.5.3 Fehleranalyse [Seite 177]
8.5.4 - 7.5.4 Maßnahmenanalyse und Risikobewertung [Seite 178]
8.5.5 - 7.5.5 Realisierung/Optimierung [Seite 179]
8.6 - 7.6 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren [Seite 180]
8.7 - 7.7 Verwendete Literatur [Seite 180]
9 - 8 Design Review Based on Failure Mode -DRBFM [Seite 182]
9.1 - 8.1 Zielsetzung [Seite 182]
9.2 - 8.2 Einordnung der DRBFM in den Produktentstehungsprozess [Seite 183]
9.3 - 8.3 Grundbegriffe [Seite 185]
9.3.1 - 8.3.1 Die GD3-Philosophie [Seite 185]
9.3.2 - 8.3.2 Rollen der DRBFM [Seite 187]
9.4 - 8.4 Vorgehensweise bei der Anwendung [Seite 187]
9.4.1 - 8.4.1 Plausibilitätsprüfung der Anforderungen [Seite 188]
9.4.2 - 8.4.2 Funktionsanalyse des Produktes [Seite 188]
9.4.3 - 8.4.3 Definition der expliziten und impliziten Designänderungen [Seite 189]
9.4.4 - 8.4.4 Erarbeitung potenzieller Probleme (Concern Points) [Seite 190]
9.4.5 - 8.4.5 Problemanalyse [Seite 190]
9.4.6 - 8.4.6 Beschreibung der Auswirkung [Seite 192]
9.4.7 - 8.4.7 Ausarbeitung des bestmöglichen Designs [Seite 192]
9.4.8 - 8.4.8 Design-Review [Seite 193]
9.5 - 8.5 Praxisbeispiel Temperatursensor [Seite 194]
9.5.1 - 8.5.1 Ausgangssituation (Plausibilitätsprüfung) [Seite 194]
9.5.2 - 8.5.2 Funktionsanalyse des Produktes [Seite 194]
9.5.3 - 8.5.3 Definition der expliziten und impliziten Designänderungen [Seite 195]
9.5.4 - 8.5.4 Erarbeitung potenzieller Probleme [Seite 198]
9.5.5 - 8.5.5 Problemanalyse [Seite 198]
9.5.6 - 8.5.6 Beschreibung der Auswirkungen [Seite 200]
9.5.7 - 8.5.7 Ausarbeitung des bestmöglichen Designs [Seite 200]
9.5.8 - 8.5.8 Design-Review [Seite 201]
9.6 - 8.6 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren [Seite 202]
9.7 - 8.7 Verwendete Literatur [Seite 203]
10 - 9 Grundlagen der Statistik [Seite 204]
10.1 - 9.1 Zielsetzung [Seite 204]
10.1.1 - 9.1.1 Ziele derWahrscheinlichkeitsrechnung [Seite 204]
10.1.2 - 9.1.2 Ziele der beschreibenden Statistik [Seite 204]
10.1.3 - 9.1.3 Ziele der beurteilenden Statistik [Seite 204]
10.2 - 9.2 Einordnung der Statistik in den Produktentstehungsprozess [Seite 205]
10.3 - 9.3 Daten- und Messtypen [Seite 206]
10.4 - 9.4 Wahrscheinlichkeitsrechnung [Seite 207]
10.4.1 - 9.4.1 Begriff der Zufallsvariable [Seite 207]
10.4.2 - 9.4.2 Diskrete Zufallsvariablen und Verteilungen [Seite 208]
10.4.3 - 9.4.3 Stetige Zufallsvariablen und Verteilungen [Seite 210]
10.4.4 - 9.4.4 Wichtige Kennwerte von Verteilungen [Seite 211]
10.4.5 - 9.4.5 Spezielle diskrete Verteilungen [Seite 212]
10.4.6 - 9.4.6 Zusammenfassung von wichtigen diskreten Verteilungen [Seite 215]
10.4.7 - 9.4.7 Spezielle stetige Verteilungen [Seite 217]
10.4.8 - 9.4.8 Prüfverteilungen [Seite 221]
10.5 - 9.5 Beschreibende Statistik [Seite 229]
10.5.1 - 9.5.1 Häufigkeitsverteilung, Histogramm [Seite 229]
10.5.2 - 9.5.2 Lagekennwerte einer Stichprobe [Seite 231]
10.5.3 - 9.5.3 Streuungswerte einer Stichprobe [Seite 233]
10.5.4 - 9.5.4 Schiefe oder Symmetrie einer Stichprobe [Seite 235]
10.5.5 - 9.5.5 Aufbereitung von Stichprobenergebnissen mittels Box-Plot [Seite 237]
10.6 - 9.6 Beurteilende Statistik [Seite 238]
10.6.1 - 9.6.1 Schätzung von Parametern einer Grundgesamtheit [Seite 238]
10.6.2 - 9.6.2 Zentraler Grenzwertsatz [Seite 239]
10.6.3 - 9.6.3 Berechnung von Konfidenzintervallen [Seite 240]
10.6.4 - 9.6.4 Wahrscheinlichkeitsnetz [Seite 245]
10.7 - 9.7 Beispiel [Seite 247]
10.8 - 9.8 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren [Seite 249]
10.9 - 9.9 Verwendete Literatur [Seite 250]
11 - 10 Hypothesentests [Seite 252]
11.1 - 10.1 Zielsetzung von Hypothesentests [Seite 252]
11.2 - 10.2 Einordnung der Hypothesentests in den Produktentstehungsprozess [Seite 253]
11.3 - 10.3 Wichtige Grundlagen [Seite 254]
11.3.1 - 10.3.1 Grundlagen von statistischen Tests [Seite 254]
11.3.2 - 10.3.2 Der P-Wert [Seite 262]
11.3.3 - 10.3.3 Einfaktorielle Varianzanalysen [Seite 263]
11.3.4 - 10.3.4 Zweifaktorielle Varianzanalysen [Seite 266]
11.4 - 10.4 Durchführung von Hypothesentests [Seite 269]
11.4.1 - 10.4.1 Auswahl des Tests [Seite 269]
11.4.2 - 10.4.2 Planung des Tests [Seite 277]
11.4.3 - 10.4.3 Durchführung des Tests und Interpretationder Ergebnisse [Seite 278]
11.5 - 10.5 Zusammenfassung [Seite 281]
11.6 - 10.6 Verwendete Literatur [Seite 282]
12 - 11 Korrelations- und Regressionsanalysen [Seite 284]
12.1 - 11.1 Zielsetzung [Seite 284]
12.2 - 11.2 Einordnung der Methode in den Produktentstehungsprozess [Seite 285]
12.3 - 11.3 Vorgehensweise bei der Anwendung [Seite 285]
12.3.1 - 11.3.1 Daten sichten und aufbereiten [Seite 286]
12.3.2 - 11.3.2 Korrelationsanalyse [Seite 292]
12.3.3 - 11.3.3 Auswahl des Regressionsmodells und Modellierung [Seite 296]
12.3.4 - 11.3.4 Modell überprüfen [Seite 305]
12.3.5 - 11.3.5 Optimierung [Seite 311]
12.4 - 11.4 Praxisbeispiel Feuchtesensor [Seite 312]
12.4.1 - 11.4.1 Daten sichten und aufbereiten [Seite 312]
12.4.2 - 11.4.2 Durchführung der Regressionsrechnung [Seite 314]
12.4.3 - 11.4.3 Modell überprüfen [Seite 315]
12.4.4 - 11.4.4 Optimierung [Seite 318]
12.5 - 11.5 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren [Seite 319]
12.6 - 11.6 Verwendete Literatur [Seite 319]
13 - 12 Modellbildung von Systemen [Seite 320]
13.1 - 12.1 Zielsetzung [Seite 320]
13.2 - 12.2 Einordnung der analytischen Modellbildung in den Produktentstehungsprozess [Seite 320]
13.3 - 12.3 Grundbegriffe [Seite 321]
13.3.1 - 12.3.1 Systembegriff und Systemeigenschaften [Seite 321]
13.3.2 - 12.3.2 Systemgrenzen und Systemumgebung [Seite 323]
13.3.3 - 12.3.3 Zustand und Zustandsgrößen eines Systems [Seite 324]
13.4 - 12.4 Vorgehensweise bei der Anwendung [Seite 326]
13.4.1 - 12.4.1 Definition des Modellzweckes [Seite 326]
13.4.2 - 12.4.2 Beschreibung des Systems mit Wirkungsgraphen [Seite 327]
13.4.3 - 12.4.3 Entwicklung des Simulationsmodells [Seite 329]
13.4.4 - 12.4.4 Bestimmung der Größe von Systemparametern [Seite 337]
13.4.5 - 12.4.5 Durchführung der Simulation mit bekannten Parametern und Verifizierung [Seite 338]
13.5 - 12.5 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren [Seite 339]
13.6 - 12.6 Verwendete Literatur [Seite 339]
14 - 13 Design of Experiments - DoE [Seite 340]
14.1 - 13.1 Zielsetzung [Seite 340]
14.2 - 13.2 Einordnung von DoE in den Produktentstehungsprozess [Seite 341]
14.3 - 13.3 Grundbegriffe [Seite 343]
14.3.1 - 13.3.1 Mathematische Modellierung [Seite 343]
14.3.2 - 13.3.2 Prinzipien von DoE [Seite 345]
14.3.3 - 13.3.3 Orthogonale und balancierte Versuchspläne [Seite 347]
14.3.4 - 13.3.4 "One Factor at a Time"-Versuchspläne [Seite 348]
14.3.5 - 13.3.5 Vollfaktorielle Versuchspläne [Seite 350]
14.3.6 - 13.3.6 Teilfaktorielle Versuchspläne [Seite 353]
14.3.7 - 13.3.7 Blockbildung und Randomisierung [Seite 357]
14.3.8 - 13.3.8 Response Surface Design [Seite 359]
14.3.9 - 13.3.9 Box-Behnken-Versuchspläne [Seite 363]
14.3.10 - 13.3.10 D-optimale Versuchspläne [Seite 364]
14.3.11 - 13.3.11 Taguchi-Versuchspläne für Robustheitsanalysen [Seite 366]
14.3.12 - 13.3.12 Auswertung von Versuchsplänen [Seite 371]
14.4 - 13.4 Vorgehensweise bei der Anwendung [Seite 379]
14.4.1 - 13.4.1 Durchführung einer Systemanalyse [Seite 380]
14.4.2 - 13.4.2 Wahl des Versuchsdesigns [Seite 380]
14.4.3 - 13.4.3 Planung/Bereitstellung von Ressourcen [Seite 381]
14.4.4 - 13.4.4 Versuchsdurchführung [Seite 382]
14.4.5 - 13.4.5 Datenanalyse [Seite 382]
14.4.6 - 13.4.6 Ergebnisbestätigung [Seite 383]
14.5 - 13.5 Praxisbeispiel [Seite 383]
14.5.1 - 13.5.1 Durchführung der Systemanalyse [Seite 383]
14.5.2 - 13.5.2 Wahl des Versuchsdesigns [Seite 384]
14.5.3 - 13.5.3 Datenanalyse [Seite 386]
14.5.4 - 13.5.4 Ergebnisbestätigung [Seite 387]
14.6 - 13.6 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren [Seite 388]
14.7 - 13.7 Verwendete Literatur [Seite 389]
15 - 14 Optimierungund Robustheitsanalysenmittels Simulation [Seite 390]
15.1 - 14.1 Ziele der Optimierung und Robustheitsanalyse mittels Simulation [Seite 390]
15.2 - 14.2 Einsatz der Simulation im PEP [Seite 391]
15.3 - 14.3 Wichtige Grundlagen der Simulation [Seite 392]
15.3.1 - 14.3.1 Grundbegriffe der Simulation [Seite 392]
15.3.2 - 14.3.2 Abgrenzung Sensitivitätsanalyse, Optimierungund Robustheitsbewertung [Seite 394]
15.3.3 - 14.3.3 Einführung in Optimierungsverfahren [Seite 395]
15.3.4 - 14.3.4 Deterministische Optimierungsverfahren [Seite 396]
15.3.5 - 14.3.5 Stochastische Optimierungsverfahren [Seite 401]
15.3.6 - 14.3.6 Verfahren der Robustheitsanalyse oder Störvariablenexperimente [Seite 405]
15.3.7 - 14.3.7 Robuste Optimierung [Seite 410]
15.4 - 14.4 Vorgehensweise bei der Anwendung [Seite 411]
15.4.1 - 14.4.1 System- und Parameterbeschreibung [Seite 411]
15.4.2 - 14.4.2 Aufbau des Simulationsmodells [Seite 411]
15.4.3 - 14.4.3 Durchführung der Sensitivitätsanalyse [Seite 412]
15.4.4 - 14.4.4 Optimierung [Seite 412]
15.4.5 - 14.4.5 Robustheitsbewertung [Seite 412]
15.5 - 14.5 Praxisbeispiel Simulation [Seite 413]
15.5.1 - 14.5.1 System- und Parameterbeschreibung, Aufbau Simulationsmodell [Seite 413]
15.5.2 - 14.5.2 Sensitivitätsanalyse [Seite 417]
15.5.3 - 14.5.3 Optimierung [Seite 419]
15.5.4 - 14.5.4 Robustheitsanalyse [Seite 429]
15.5.5 - 14.5.5 Schlussfolgerungen und Ausblick [Seite 433]
15.6 - 14.6 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren [Seite 434]
15.7 - 14.7 Verwendete Literatur [Seite 435]
16 - 15 Messsystemanalysen (MSA) [Seite 438]
16.1 - 15.1 Zielsetzung [Seite 438]
16.2 - 15.2 Einordnung der MSA in den Produktentstehungsprozess [Seite 440]
16.3 - 15.3 Grundbegriffe [Seite 441]
16.3.1 - 15.3.1 Messsystem [Seite 441]
16.3.2 - 15.3.2 Kalibrieren, Eichen, Justieren [Seite 442]
16.3.3 - 15.3.3 Ansprechschwelle, Auflösung [Seite 442]
16.4 - 15.4 Vorgehensweise bei der Anwendung [Seite 444]
16.4.1 - 15.4.1 Überprüfung der systematischen Messabweichung (Verfahren 1) [Seite 446]
16.4.2 - 15.4.2 Untersuchung der Linearität (Verfahren 4) [Seite 450]
16.4.3 - 15.4.3 Bewertung eines Messsystems bezüglich Streuverhalten unter Einfluss des Prüfers (Verfahren 2) [Seite 453]
16.4.4 - 15.4.4 Bewertung eines Messsystems bezüglich Streuverhalten ohne Einfluss des Prüfers (Verfahren 3) [Seite 463]
16.4.5 - 15.4.5 Bewertung eines Messsystems bezüglich seines Langzeitverhaltens (Verfahren 5) [Seite 467]
16.4.6 - 15.4.6 Prüfung der Fähigkeit attributiver Prüfprozesse (Verfahren 6) [Seite 469]
16.5 - 15.5 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren [Seite 475]
16.6 - 15.6 Verwendete Literatur [Seite 475]
17 - 16 Statistische Prozesslenkung - SPC [Seite 476]
17.1 - 16.1 Zielsetzung [Seite 476]
17.2 - 16.2 Einordnung von SPC in den Produktentstehungsprozess [Seite 477]
17.3 - 16.3 Grundbegriffe [Seite 478]
17.3.1 - 16.3.1 Prozessbeherrschung, Prozessfähigkeit [Seite 478]
17.3.2 - 16.3.2 Prozesstypen nach DIN 55319 [Seite 480]
17.4 - 16.4 Vorgehensweise bei der Anwendung [Seite 481]
17.4.1 - 16.4.1 Festlegung des Merkmals und der Messeinrichtung [Seite 481]
17.4.2 - 16.4.2 Auswahl des Regelkartentyps [Seite 481]
17.4.3 - 16.4.3 Festlegung des Stichprobenumfanges n [Seite 483]
17.4.4 - 16.4.4 Festlegung des Stichprobenentnahmeintervalls [Seite 488]
17.4.5 - 16.4.5 Durchführung eines Vorlaufes, Bestimmung des Prozesstyps [Seite 489]
17.4.6 - 16.4.6 Berechnung der Eingriffsgrenzen [Seite 490]
17.4.7 - 16.4.7 Erstellung eines Reaktionsplans [Seite 493]
17.4.8 - 16.4.8 Führen und Auswerten der Regelkarte [Seite 493]
17.5 - 16.5 Praxisbeispiel [Seite 494]
17.5.1 - 16.5.1 Weiterführende Betrachtungen mithilfe von QS Stat® [Seite 497]
17.5.2 - 16.5.2 Ergebnisdarstellung in Minitab® [Seite 502]
17.6 - 16.6 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren [Seite 502]
17.7 - 16.7 Verwendete Literatur [Seite 503]
18 - 17 Prozessfähigkeitsuntersuchungen [Seite 504]
18.1 - 17.1 Ziel von Prozessfähigkeitsuntersuchungen [Seite 504]
18.2 - 17.2 Einordnung von Prozessfähigkeit in den Produktentstehungsprozess [Seite 504]
18.3 - 17.3 Grundbegriffe [Seite 506]
18.3.1 - 17.3.1 Maschinenfähigkeit, Prozessfähigkeit,Prozessleistung [Seite 506]
18.3.2 - 17.3.2 Prozessfähigkeitskennzahlen [Seite 506]
18.3.3 - 17.3.3 Vertrauensbereich von Prozessfähigkeitskennwerten [Seite 509]
18.3.4 - 17.3.4 Maschinenfähigkeitskennzahlen [Seite 510]
18.3.5 - 17.3.5 Berechnung des Sigma-Niveaus [Seite 510]
18.4 - 17.4 Vorgehensweise bei der Anwendung [Seite 513]
18.4.1 - 17.4.1 Erfassung der Prozessdaten [Seite 513]
18.4.2 - 17.4.2 Untersuchung der Prozessstabilität [Seite 515]
18.4.3 - 17.4.3 Bestimmung der Wahrscheinlichkeitsverteilung [Seite 515]
18.4.4 - 17.4.4 Berechnung der Fähigkeitskennwerte für stabile Prozesse [Seite 516]
18.4.5 - 17.4.5 Berechnung der Fähigkeitskennwerte für nicht stabile Prozesse [Seite 518]
18.5 - 17.5 Praxisbeispiel [Seite 520]
18.5.1 - 17.5.1 Erfassen der Prozessdaten, Untersuchungsdauer [Seite 520]
18.5.2 - 17.5.2 Untersuchung der Prozessstabilität, Bestimmung der Wahrscheinlichkeitsverteilung [Seite 520]
18.5.3 - 17.5.3 Ermittlung der Fähigkeitskennwerte(nicht stabile Prozesse) [Seite 521]
18.6 - 17.6 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren [Seite 524]
18.7 - 17.7 Verwendete Literatur [Seite 525]
19 - 18 Toleranzanalyse [Seite 526]
19.1 - 18.1 Zielsetzung [Seite 526]
19.2 - 18.2 Einordnung der Toleranzanalyse im Produktentstehungsprozess [Seite 527]
19.3 - 18.3 Grundbegriffe [Seite 529]
19.3.1 - 18.3.1 Wirkbeziehungen [Seite 529]
19.3.2 - 18.3.2 Lineare Toleranzüberlagerung [Seite 530]
19.3.3 - 18.3.3 Nicht lineare Toleranzüberlagerung [Seite 531]
19.3.4 - 18.3.4 Worst-Case-Tolerierung [Seite 533]
19.3.5 - 18.3.5 Statistische Tolerierung [Seite 533]
19.4 - 18.4 Vorgehensweise bei der Anwendung [Seite 533]
19.4.1 - 18.4.1 Systemabgrenzung [Seite 533]
19.4.2 - 18.4.2 Toleranzfestlegung/Toleranzkonzept [Seite 534]
19.4.3 - 18.4.3 Verteilungsfunktion der Eingangsgrößen [Seite 534]
19.4.4 - 18.4.4 Identifikation des Wirkzusammenhanges [Seite 535]
19.4.5 - 18.4.5 Verteilungsfunktion der Ausgangsgröße y [Seite 536]
19.4.6 - 18.4.6 Toleranzanpassung [Seite 545]
19.4.7 - 18.4.7 Statistische Überwachung der Eingangsgrößen [Seite 548]
19.5 - 18.5 Praxisbeispiel Temperatursensor [Seite 548]
19.5.1 - 18.5.1 Systemabgrenzung [Seite 548]
19.5.2 - 18.5.2 Toleranzen und Verteilungsform der Eingangsgrößen [Seite 549]
19.5.3 - 18.5.3 Identifikation des Wirkzusammenhanges [Seite 550]
19.5.4 - 18.5.4 Bestimmung des Toleranzbereiches der Ausgangsgröße [Seite 550]
19.5.5 - 18.5.5 Toleranzanpassung [Seite 551]
19.5.6 - 18.5.6 Ausblick [Seite 552]
19.6 - 18.6 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren [Seite 553]
19.7 - 18.7 Verwendete Literatur [Seite 553]
20 - 19 Reliability Engineering -Zuverlässigkeitsanalysen [Seite 554]
20.1 - 19.1 Zielsetzung von Reliability Engineering [Seite 554]
20.2 - 19.2 Einsatz von Reliability Engineering im Produktentstehungsprozess [Seite 555]
20.3 - 19.3 Wichtige Grundlagen [Seite 556]
20.3.1 - 19.3.1 Grundbegriffe der Zuverlässigkeitsuntersuchung [Seite 556]
20.3.2 - 19.3.2 Testbeschleunigung, Testraffung [Seite 559]
20.3.3 - 19.3.3 Testverfahren für die Zuverlässigkeitsanalyse [Seite 561]
20.3.4 - 19.3.4 Weibull-Theorie [Seite 564]
20.4 - 19.4 Vorgehensweise bei der Anwendung [Seite 569]
20.4.1 - 19.4.1 Festlegung der Zuverlässigkeitsziele [Seite 569]
20.4.2 - 19.4.2 Design for Reliability [Seite 571]
20.4.3 - 19.4.3 Erstellung von Zuverlässigkeitstestplänen [Seite 572]
20.4.4 - 19.4.4 Durchführung von Zuverlässigkeitstests [Seite 576]
20.4.5 - 19.4.5 Evaluierung, Analyse und Bewertung [Seite 577]
20.5 - 19.5 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren [Seite 578]
20.6 - 19.6 Verwendete Literatur [Seite 579]
21 - 20 Umsetzungvon DFSS im Unternehmen [Seite 580]
21.1 - 20.1 Strategische Gesichtspunkte [Seite 580]
21.2 - 20.2 Umsetzungvon DFSS am Beispiel Bosch [Seite 582]
21.2.1 - 20.2.1 Rahmenbedingungen [Seite 582]
21.2.2 - 20.2.2 Die Rolle von DFSS in der Produktentwicklung [Seite 583]
21.2.3 - 20.2.3 Einzelheiten der Umsetzung von DFSS bei Bosch [Seite 584]
21.3 - 20.3 Zusammenfassung [Seite 588]
22 - Abkürzungen [Seite 590]
23 - Literatur [Seite 593]
24 - Register [Seite 597]
25 - Die Autoren [Seite 605]
26 - Die Co - Autoren [Seite 609]

14 Optimierungund Robustheitsanalysen mittels Simulation (S. 373-374)

14.1 Ziele der Optimierung und Robustheitsanalyse mittels Simulation

Im Laufe des Produktentstehungsprozesses kommt es meist zu Fragestellungen wie:

- Existiert ein Optimum bei der Einstellung der Designparameter hinsichtlich der Erfüllung der Produktanforderungen?

- Wie robust, d. h. wie unempfindlich gegenüber zwangsläufig auftretenden Streuungen der Herstellparameter bzw. in der Feldanwendung, ist das Design?

Die Herausforderung moderner Entwicklungsprozesse besteht darin, schon frühzeitig im Produktdesign die oben genannten Fragestellungen zu beantworten. Dies gelingt immer besser durch den vermehrten Einsatz von Simulationswerkzeugen. Dadurch können in einer sehr frühen Entwicklungsphase schon Aussagen über die späteren Produkteigenschaften getroffen werden. Werden einzelne Anforderungen an das Produktdesign noch nicht erfüllt, kann in einer frühen Phase der Produktentwicklung oftmals noch ohne extremen finanziellen Mehraufwand das Design an die Anforderungen angepasst werden.

Häufig führt die Suche nach einer verbesserten Lösung bei der Veränderung mehrerer Parameter auf ein Optimierungsproblem. Wenn mehrere Produkteigenschaften von der Änderung der Parameter betroffen sind, ist bei der Suche nach einem Optimum ein Kompromiss zwischen den einzelnen Anforderungen zu suchen. Für die Lösung derartiger Fragestellungen wurden in den vergangenen Jahren leistungsfähige Optimierungsalgorithmen entwickelt, die in kommerziellen Programmen angeboten werden.

Hat man einen optimalen Kompromiss der Parameter gefunden, gilt es diesen gegen die zwangsläufig auftretenden streuenden Umgebungsparameter abzusichern. Im Rahmen von Prozessfähigkeitsuntersuchungen in der Serienproduktion wird eine Anzahl von Teilen sehr genau untersucht und über statistische Methoden Verteilungsfunktionen, Mittelwerte und Streuungen ausgewertet. Diese Informationen können bei der Entwicklung neuer Produkte genutzt werden, um damit die Streuung von Produkteigenschaften im Rahmen von Robustheitsuntersuchungen abzuschätzen. Dazu werden diese Informationen an Optimierungstools übergeben, die damit die Eingangsgrößen der Simulationsmodelle variieren. Damit ist es bei vergleichsweise gerin, gem Aufwand möglich, den Einfluss von streuenden Parametern und Umgebungsbedingungen zu simulieren, die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Fehlfunktionen oder Versagen abzuschätzen und damit ein anforderungsgerechtes und robustes Design zu entwickeln.

Leitfragen

- Welche Eigenschaften wird das Produkt hinsichtlich Spezifikationserfüllung, Zuverlässigkeit und Robustheit aufweisen?

- Gibt es ein Optimum in der Auslegung des Produktes oder des Systems?

- Welche entscheidenden Wirkzusammenhänge gibt es im System?

- Kann das Produkt mit diesen Erkenntnissen noch robuster - also unempfindlicher gegenüber Störfaktoren - konstruiert werden?

- Können aufgrund einer sinnvoll gewählten Simulation Versuchsläufe mit Musterteilen eingespart werden?

14.2 Einsatz der Simulation im PEP

Der Einsatz von Simulationsmethoden kann beinahe während des gesamten Entwicklungsprozesses erfolgen (Bild 14.1). Nachdem erste Konzeptideen z. B. mittels TRIZ entwickelt worden sind, können diese oftmals bereits mit Simulationsmethoden untersucht werden. Dabei werden erste Aussagen über die grundsätzliche Machbarkeit gewonnen, die bei der Konzeptbewertung und ,auswahl (z. B. systematisch durch PughMatrix oder Priorisierungsmatrix) mit herangezogen werden.

Ist ein zielführendes Konzept ausgewählt worden, gilt es dieses durch die verschiedensten Simulationsmethoden abzusichern. Oft werden aus Simulationsmodellen die Parameter des Konzeptes (beispielsweise einer Konstruktion) ausgelegt. Zusätzliche Anforderungen wie Festigkeit, akustische Aspekte, Komfort, Crashfestigkeit und Ähnliches können ebenfalls durch geeignete Simulationsmethoden untersucht werden. Wird dabei festgestellt, dass einzelne Anforderungen noch nicht die Vorgaben erfüllen, müssen durch Variation einzelner Parameter die Eigenschaften der Konstruktion verändert werden.

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Systemvoraussetzungen

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