Seit Jahrzehnten konzentriert sich die Maßtechnik darauf, Abweichungen bereits vor Produktionsbeginn vorherzusagen. Dank fortschrittlicher Werkzeuge zur Toleranzanalyse sind Ingenieure in der Lage, die Robustheit von Konstruktionen zu bewerten, Toleranzen zu optimieren und Fertigungsrisiken zu minimieren – und zwar lange bevor das erste Bauteil hergestellt wird. Auch wenn diese Vorhersagemöglichkeiten nach wie vor unverzichtbar sind, ist eine entscheidende Frage bislang weitgehend unbeantwortet geblieben:
Was geschieht, wenn die tatsächliche Produktionslage von der Prognose abweicht?
Kein Fertigungsprozess läuft unter Nennbedingungen vollkommen reibungslos ab. Schwankungen bei den Lieferanten, Materialabweichungen, Werkzeugverschleiß, Bewegungen der Vorrichtungen, Umgebungsbedingungen und normale Prozessabweichungen beeinflussen kontinuierlich die Montagequalität. Wenn sich diese Abweichungen summieren, geraten Hersteller häufig in einen reaktiven Kreislauf aus Fehlerbehebung, Anpassungen der Vorrichtungen, wiederholten Fertigungsläufen und technischen Untersuchungen. Die Folge sind Produktionsausfälle, erhöhte Kosten und unnötige Qualitätsrisiken.
Die Herausforderung in der Fertigung
Jeder Fertigungsingenieur hat diese Situation schon einmal erlebt.
Eine Baugruppe, die beim Start einwandfrei funktionierte, beginnt allmählich zu driften. Die Spalt- und Passgenauigkeit ändern sich. Kritische Funktionsmaße weichen von den Toleranzen ab. Die Messwerte entsprechen nicht mehr den technischen Vorgaben.
Die herkömmliche Vorgehensweise ist bekannt: Messberichte prüfen, mehrere Maße unabhängig voneinander analysieren, eine Halterung anpassen, die Baugruppe neu zusammenbauen, erneut messen; und diesen Vorgang wiederholen, bis ein akzeptables Ergebnis vorliegt. Dieser Prozess stützt sich stark auf Erfahrung und das Verfahren von Versuch und Irrtum, da die Maße der Baugruppe eng miteinander verknüpft sind. Eine kleine Verschiebung an einer Positioniervorrichtung kann zahlreiche Messwerte in der gesamten Baugruppe beeinflussen. Die Verbesserung eines Maßes kann unbeabsichtigt zu einer Verschlechterung eines anderen führen.
Ohne ein Verständnis dieser Wechselwirkungen wird die Ermittlung der richtigen Anpassung sowohl zeitaufwendig als auch unsicher.
Über die Vorhersage hinausgehen
Herkömmliche Software zur Maßanalyse bietet Ingenieuren schon seit langem die Möglichkeit, Fragen zu beantworten. Erfüllt dieser Entwurf die Anforderungen? Welche Toleranzen tragen am stärksten zur Streuung bei? Ist die Baugruppe robust genug für die Produktion?
Dies sind Fragen zur Vorhersage. Sobald die Produktion jedoch beginnt, stehen die Hersteller vor einer ganz anderen Herausforderung: Welche Vorrichtung sollte angepasst werden? Um wie viel sollte sie verschoben werden? Wie viele Änderungen sind mindestens erforderlich? Und wie wird das Maßergebnis aussehen, bevor physische Änderungen vorgenommen werden?
Dies sind kritische Fragen. Und wir benötigen einen neuen Ansatz, um sie zu beantworten.
Ein neuer Ansatz zur Behebung der Grundursache
Bei der herkömmlichen Fehlerbehebung liegt der Schwerpunkt häufig auf der Ermittlung der Ursache von Abweichungen. Nun müssen wir uns jedoch auf etwas noch Wertvolleres konzentrieren: die Ermittlung des schnellsten Weges zurück zur Nennleistung.
Anstatt zu fragen: „Was ist schiefgelaufen?“, müssen Hersteller nun in der Lage sein, zu fragen: „Was ist die Mindestmaßnahme, die erforderlich ist, um die Leistung wiederherzustellen?“ Diese Unterscheidung reduziert den technischen Aufwand erheblich und verbessert gleichzeitig die Reaktionsfähigkeit der Produktion.
Eine einfache Antwort: Auf den Nennwert einstellen
„Drive to Nominal“ ist eine intelligente Optimierungsfunktion innerhalb von 3DCS, die tatsächliche Produktionsmessdaten in Verbindung mit vorhandenen Modellen zur Maßabweichung nutzt, um die optimalen Einstellungen für Spannvorrichtungen und Positionierer zu berechnen, die erforderlich sind, um eine Baugruppe wieder in ihren Sollzustand zu versetzen.
Anstatt sich auf ingenieurtechnisches Gespür oder wiederholte Versuche zu verlassen, ermittelt „Drive to Nominal“ auf mathematischer Basis, welche Positionierelemente den größten Einfluss auf die Montageleistung haben, wie viele Anpassungen an der Vorrichtung mindestens erforderlich sind, um wie viel sich jedes Positionierelement genau bewegen sollte und welche Maßverbesserung zu erwarten ist, bevor die Änderungen umgesetzt werden
Im Gegensatz zu herkömmlichen Optimierungsmethoden, die neue Analysemodelle erfordern, arbeitet „Drive to Nominal“ direkt auf der Grundlage des bestehenden 3DCS-Maßabweichungsmodells eines Unternehmens und wandelt das Maßengineering von einer vorausschauenden Disziplin in eine kontinuierliche operative Fähigkeit um. Dadurch können Hersteller schneller reagieren, intelligenter optimieren und während der gesamten Laufzeit eines Programms eine hervorragende Produktionsqualität aufrechterhalten.
Die wichtigsten Vorteile für Ihr Unternehmen
- Schnellere Wiederherstellung des Produktivbetriebs: Verkürzen Sie die Zeit für die Fehlerbehebung durch sofortige, datengestützte Empfehlungen zur Fehlerbehebung.
- Weniger Versuch und Irrtum: Vermeiden Sie wiederholte Anpassungen der Vorrichtung, indem Sie vor der Umsetzung die optimalen Korrekturen vorhersagen.
- Verbesserte Montagequalität: Einhaltung der Maßvorgaben trotz wechselnder Fertigungsbedingungen.
- Geringere Ausfallzeiten: Stellen Sie die Produktionsstabilität schneller wieder her und minimieren Sie so Störungen im Produktionsablauf.
- Geringere Herstellungskosten: Reduzieren Sie den Konstruktionsaufwand, Ausschuss, Nacharbeit und wiederholte Validierungen der Baugruppen.
- Kontinuierliche Prozessstabilität: Gleicht allmähliche Prozessabweichungen proaktiv aus, bevor Maßabweichungen zu einem Problem für Ihre Kunden werden.
Das Modell zur Maßabweichung endet nicht mit dem Produktionsbeginn, sondern liefert während des gesamten Fertigungszyklus weiterhin einen Mehrwert – es dient als Leitfaden für Korrekturmaßnahmen, reduziert Prozessschwankungen und gewährleistet die Produktqualität.