QUALITÄT KONSTRUIEREN

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1 QUALITÄT KONSTRUIEREN Universität des Saarlandes, Prof. Dr.-Ing. Michael Vielhaber

2 Lehrstuhl für Konstruktionstechnik Prof. Dr.-Ing. Michael Vielhaber Produktentwicklung bei ABB, Husky, Daimler Seit 2010 an der Universität des Saarlandes Konstruktionstechnik Effiziente & effektive Prozesse für effiziente & effektive Produkte 2

3 Qualität konstruieren Qualität konstruieren Grad, in dem die Produktmerkmale die Anforderungen erfüllen [ ISO 9000] Gesamtheit aller Tätigkeiten, mit denen, ausgehend von Anforderungen, die Produktmerkmale erarbeitet werden [ VDI 2221] Konstruktion erzeugt Qualität 3

4 Qualität beeinflussen Qualität konstruieren Qualität produzieren Qualität prüfen Material Produktentwicklung Produktion Nutzung Distribution Entsorgung Produktlebenszyklus 4

5 Fehlerkosten relative Kosten beim Kunden Rule of Ten nach Serienanlauf Änderung vor Serienanlauf 10 Zeichnungsänderung 1 Konzeptänderung Qualität konstruieren Qualität produzieren Qualität prüfen Material Produktentwicklung Produktion Nutzung Distribution Entsorgung 5

6 Qualitätskosten Qualitätsbezogene Kosten Fehlerkosten (intern/extern) Summe Qualitätskosten (ohne DFSS) 5-Sigma-Wand (mit DFSS) Fehlervermeidungskosten (ohne DFSS) (mit DFSS) 1σ 2σ 3σ 4σ 5σ 6σ Qualitätsniveau DFSS: Design for Six Sigma [qualitative Darstellung, nach Seibert 1998, Töpfer 2009] 6

7 und wie? Robust Design Lean Product Development Sustainable Product Development Simulation-based Product Development Design for Six Sigma Prozess eher erkennen Produkt robust gestalten IT effizient unterstützen Knowledge Efficiency & Sustainability Quality Qualität konstruieren Qualität produzieren Qualität prüfen Material Produktentwicklung Produktion Nutzung Distribution Entsorgung 7

8 Design for Six Sigma DFSS (Design for Six Sigma) Organisation und Projektmanagement Strukturierter Entwicklungsprozess unterstützende Methoden und Tools [ TEQ] 8

9 DFSS: Strukturierter Entwicklungsprozess Produktentwicklung Produktplanung Identify Spezifikation Wissensmanagement Technologiemanagement Innovationsmanagement Konzeptentwicklung Design Modellierung & Simulation Validate Konzeptauswahl Detaillierung & Ausarbeitung Optimize Prototypenbau & Test Validate Freigabe Material Produktion Nutzung Distribution Entsorgung 9

10 Simulation-based Product Development Aufwand/ Systemwissen (simulationsbasiert) Systemwissen (konventionell) Entwicklungsaufwand (konventionell) Entwicklung (simulationsbasiert) Serienanlauf Prozessfortschritt Absicherung von Qualitätszielen ab den frühen Entwicklungsphasen höheres Systemverständnis erlaubt Entwicklung robusterer Produkte [qualitative Darstellung, nach Albers] 10

11 Simulation-based Product Development Vielfältige Simulationsmöglichkeiten von der Systemsimulation bis hin zur Toleranzsimulation [r.: PTC] 11

12 Robust Design Robustheit: Fähigkeit eines Systems, seine Funktion auch bei Schwankung der Umgebungsbedingungen aufrecht zu erhalten Robust Design: Optimierung eines Produktes derart, dass es weniger sensitiv gegen unvermeidbare Streuungen von Eingangsgrößen aus Fertigung, Umwelt und Betriebs wird dass die Variabilität des Produktverhaltens verringert und das Produktverhalten somit besser vorhersagbar wird Methoden: Taguchi-Methode Design of Experiments Tolerance Management 12

13 Forschung Lehre Transfer LKT Lehre Produktentwicklungsmethodik Qualitätsmethoden im Entwicklungsprozess Forschung Knowledge Grundlagen der Konstruktion Tolerierung und Toleranzmanagement Virtuelle Produktentstehung und CAD Prozess Produkt IT Efficiency & Sustainability Quality LKT Entwicklungsmethodik und -prozesse simulationsbasiert frühe Reifegrade durch kontinuierliche Validierung leichtbauorientiert Gewichtsoptimierung von und durch Mechatronik effizienzorientiert Lebenszyklusbetrachtung von Produkt und Anlage Integration von Produkt- u. Anlagenentwicklung Änderungsmanagement Toleranzmanagement 13

14 Forschung Lehre Transfer Transfer Lehre Forschung Schulung Umsetzung Synthese Analyse Prozess Produkt IT Knowledge Efficiency & Sustainability Prozess Prozess Produkt Prozess Produkt Prozess Produkt IT IT Produkt IT IT Quality LKT Analyse, Synthese, Umsetzung & Schulung im Rahmen von öffentlich geförderten und industrieseitig beauftragten Projekten Einbindung von studentischen Abschlussarbeiten und Promotionsprojekten 14

15 Lehrstuhl für Konstruktionstechnik Universität des Saarlandes Prof. Dr.-Ing. Michael Vielhaber

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