Rüstzeitverkürzung durch Qualitätsmanagement (QM)

Rüstzeiten reduzieren die produktiv nutzbare Kapazität numerisch gesteuerter (NC) Maschinen. Diese Zeiten hängen insbesondere von der Qualität in der NC-Planung erarbeiteter Vorgaben ab, da Planungsfehler häufig erst in der NC-Fertigung beim Rüsten erkannt und behoben werden können. Neben einer starken räumlichen, zeitlichen und personellen Segmentierung ist sie durch unidirektionale Informationsflüsse und Informationsverluste bei Datenumwandlungen an den DV-technischen Einwegschnittstellen gekennzeichnet.

Betriebliche Untersuchungen zeigten, daß in Abhängigkeit von der Komplexität der zu programmierenden Bearbeitung 10 - 65 % aller erstmalig eingefahrenen NC-Programme fehlerhaft sind. Da jeder Fehler eine Programmkorrektur an der Maschine oder sogar eine Neuprogrammierung erfordert, sind verlängerte Rüstzeiten die Folge.

Fehlerhafte NC-Programme in Abhängigkeit von der Komplexität der Bearbeitungsaufgabe

Erst die Rückführung von Erfahrungswissen und Fehlerdaten aus der NC-Fertigung in die NC-Planung schafft die Basis für eine Fehlervermeidung und sukzessive Verbesserung der Planungsqualität. Dies ermöglicht eine strukturierte Fehleranalyse und dynamische Aktualisierung der NC-Planungsgrundlagen.

Im Rahmen der Forschungsarbeiten wurde ein Qualitätsregelkreis in der NC-Informationskette erarbeitet, mit dem die Rüstzeiten in der NC-Fertigung durch qualitätsgerechte NC-Planungen gesenkt werden können.

Fehlererfassung, -rückführung und -analyse im Qualitätsregelkreis

Im Mittelpunkt der Entwicklung stand ein Konzept zur Fehlerverfolgung und -vermeidung in der NC-Informationskette. Zu diesem Zweck wurde ein übergeordnetes Qualitätsregelkreismodell entworfen und mit seinen funktionalen Modulen ("Stammdatenerfassung und -verwaltung", "Fehlererfassung", "Datenanalyse", "Fehlervermeidung") in die NC-Informationskette integriert. Für die Erfassung und Beschreibung von Erfahrungswissen, Fehlern und Fehlerkosten beim Rüsten von NC-Bearbeitungszentren wurde ein Fehlermodell ausgearbeitet. Um Verbesserungspotentiale in der NC-Informationskette aufzudecken, wurden aufeinander aufbauende Funktionen zur Qualitätsdatenanalyse entwickelt. Auf der Grundlage eines Verfahrens zur Ähnlichkeitssuche wurde ferner eine Methode zur frühzeitigen Fehlervermeidung vorgestellt, die direkt in der NC-Planung eingesetzt werden kann. Das Verfahren setzt die aufgezeichneten Fehlerdaten ein, um Fehlerpotentiale geplanter Bearbeitungen zu ermitteln.

Um die Realisierbarkeit des Konzeptes zu evaluieren, wurde es in Form von Prototypsystemen implementiert. Der Lösungsansatz konnte am Beispiel industrieller Anwendungen in zwei NC-Informationsketten validiert werden. Die Untersuchungen zeigten die Eignung des Fehlermodells, Fehler beim Rüsten an NC-Bearbeitungszentren umfassend zu beschreiben. Es wurde demonstriert, daß die konzipierten und realisierten Funktionen zur Datenanalyse dazu beitragen, die betrieblichen Fehlerschwerpunkte aufzudecken und deren Fehlerursachen zu ermitteln. Die Leistungsfähigkeit des Ansatzes zur Fehlerprävention konnte unter Laborbedingungen bewiesen werden. Die positiven Ergebnisse aus der industriellen Anwendung in differierenden NC-Informationsketten unterstreichen die allgemeingültige Anwendbarkeit des Lösungsansatzes. Es konnte gezeigt werden, daß ein wirtschaftlicher Einsatz des Qualitätsregelkreises bei einer verhältnismäßig geringen erforderlichen Rüstzeitverkürzung erreicht werden kann.


Die vorgestellte Methode wurde im Rahmen eines QM Forschungsprojektes des BMBF entwickelt am:


zurück zur Übersicht Forschungsthemen

zurück zur Startseite

© 1998  Karsten R. Hennig, letzte Änderung: 08.00