Erfolgreicher Abschluss des DFG-Projekts „Durchgängiges rechnerautomatisiertes Toleranzmanagement in frühen Produktentwicklungsphasen“ zum 30.09.2022
Mit zunehmenden Qualitätsanforderungen wächst die Bedeutung einer frühzeitigen Berücksichtigung von herstellungsbedingten Abweichungen. Trotz des verbreiteten Bewusstseins über dessen hohe Relevanz, wird diese frühzeitige Berücksichtigung auf Grund fehlender konkreter, in den Entwicklungsprozess integrierbarer Ansätze kaum umgesetzt.
Nachdem im vorhergehenden DFG-Projekt „Toleranzmanagement in frühen Produktentwicklungsphasen“ bereits grundlegende Methoden erarbeitet wurden, wurden diese im Rahmen dieses dreijährigen Projekts deutlich erweitert, mit den aus dem Entwicklungsprozess zur Verfügung stehenden Daten verknüpft und als Prozess automatisiert. Neben dem Entwicklungsprozess bildeten Ansätze aus Qualitätsmanagement, Robust Design und Toleranzmanagement den Rahmen für die Entwicklung eines neuen Vorgehens.
Ausgehend von Produktanforderungen lassen sich zunächst mit Hilfe von Natural Language Processing für die Abweichungsberücksichtigung relevante Zielgrößen ableiten. Diese werden anschließend in einer Matrix verknüpft verwaltet, hinsichtlich deren Bedeutung priorisiert und bilden so die Basis für die nachfolgenden Schritte. Das entwickelte Vorgehen sieht anschließend eine Robustheitsbewertung zur Gegenüberstellung prinzipieller Lösungen hinsichtlich deren Sensitivität gegenüber Abweichungen vor. Die hierbei ausgewählten Konzepte werden im nächsten Schritt als Graph visualisiert und deren Robustheit Computer-gestützt verbessert. Mit Hilfe von in Ontologien abgebildetem Produkt- und Tolerierungswissen lässt sich der resultierende robuste Konzeptgraph automatisiert konkretisieren und tolerieren. Somit liegt bereits in der Konzeptphase ein erstes Computer-verarbeitbares Toleranzkonzept vor. Neben der Analyse und Gegenüberstellung alternativer Konzepte erlaubt dies die automatisierte Ableitung von CAD-Entwurfsmodellen einschließlich verknüpfter PMI. Schließlich bildet dies die Grundlage für eine initiale CAD-interne Toleranzanalyse, die zu Beginn der Entwurfsphase eine erste quantitative Absicherung der Robustheit bzw. Tolerierung ermöglicht und damit eine solide Basis für das etablierte Toleranzmanagement schafft.
Die initiale Evaluation zeigt, dass das Vorgehen zur Sensibilisierung des Produktentwicklers und zu kürzeren Entwicklungszeiten sowie einer höheren Produktqualität beiträgt und somit das Potenzial einer frühzeitigen Abweichungsberücksichtigung erschließt. Die Ergebnisse dieses Projekts sind u.a. in folgender Dissertation publiziert.
https://opus4.kobv.de/opus4-fau/frontdoor/index/index/docId/20870