Berechnung wirtschaftlicher Toleranzen in der Serienfertigung
Praxisseminar mit integriertem Workshop (Inhouse)
Zusammenspiel von linearen Toleranz-Fragestellungen mit eingebundener Prozessdatenauswertung bis zu mehrdimensionalen Streuungsanalysen und Toleranzauslegungen. Toleranzoptimierung mit Hilfe des „Tolerance Wizard“ oder „Tolerance Dashboard“. Toleranzberechnung mit Hilfe der Software „Convolution Builder“.
Zum Thema
Es gibt keine Serienproduktion ohne Bauteiltoleranzen und die Toleranzwerte stellen einen erheblichen Kostentreiber dar, somit muss sich jedes Unternehmen mit diesem Thema befassen. Das wirtschaftliche Motto lautet daher: Toleriere so genau wie nötig und so grob wie möglich. Folgende Lösungsansätze werden dabei verwendet:
- Arithmetische Toleranzberechnung („Worst-case“ Methode)
- Statistische Toleranzberechnung (Faltung)
- Allgemeines Fehlerfortpflanzungsgesetz
- Empirische Dichtefunktion als Universalverteilung, einschließlich ISO 22514, Prozessfähigkeiten usw.
- Allgemeines Toleranzmodell
In diesem Praxissenar wird das Zusammenspiel von linearen Toleranz-Fragestellungen mit einer eingebundenen Prozessdatenauswertung, falls Messwerte vorliegen, bis hin zu mehrdimensionalen Streuungsanalysen / Toleranzauslegungen auch für physikalische Größen, wie z. B. Drehmomente und Einpresskräfte, behandelt. Aufbauend auf diese Analysen ist anschließend eine Toleranzoptimierung mit Hilfe des „Tolerance Wizard“ oder auch dem „Tolerance Dashboard“ ohne weiteren Aufwand auf sehr einfacher Art und Weise möglich. Die nebenstehende Grafik veranschaulicht dieses zusammengesetzte Arbeitsfeld.
Seminarziel
Ziele des Praxisseminars zur Berechnung wirtschaftlicher Toleranzen in der Serienfertigung sind:
- Entwicklung von Fähigkeiten zur umfassenden und fachübergreifenden Beantwortung von Fragestellungen zur Toleranzauslegung. Dazu werden wesentliche Gesichtspunkte und Gesetzmäßigkeiten herausgearbeitet, durch Leitregeln und Vorgehensweisen veranschaulicht und in systematischen Beispielen geübt.
- Erkennung der Notwendigkeit der Zusammenarbeit von verschiedenen Betriebsbereichen auf dem Gebiet der Tolerierung, insbesondere zur Schaffung einer Grundlage für ein effizienten und kostenoptimierten Toleranzmanagements.
Ihr Nutzen - Sie lernen in diesem Seminar
- Gewährleistung einer wirtschaftlichen und effizienten Auslegung der Bauteiltoleranz mit dem Ziel, eine gute Balance zwischen benötigter Präzision und verursachten Herstellungskosten in der Produktentwicklung zu gewährleisten.
- Schnelle und effiziente Abarbeitung von Anträgen zur Bauteilabweichung aus der Produktion
- Hebung von Kosteneinsparungs-Potentialen entlang der Produkt-Entstehungskette
Seminarinhalte
Tag 1: Theoretische Grundlagen
- Arithmetische Toleranzberechnung für Toleranzanalysen und -synthesen
- Maßkettenaufbau
- Mathematische Grundlagen: Notwendige Rechenregeln und Formeln - Prinzip der statistischen Toleranzauslegung
- Modellversuch
- Prinzip der Faltung
- Übertragung des Prinzips der Faltung auf technische Merkmale - Praxisbeispiele anhand von PKW-Fahrwerksbauteilen
- Vorstellung des Toleranzoptimierungs-Prinzips
- Erste Einbindung von Prozessdaten in eine Toleranzanalyse - Durchführung eines Workshops zur Vertiefung und Sicherung der Lehrinhalte
Tag 2: Fallbeispiele (zur Wiederholung der Lehrinhalte von Tag 1)
- Einstieg in die mehrdimensionale Toleranzanalyse
- Vorstellung des allgemeinen Gauß’schen Fehlerfortpflanzungsgesetzes
- Beispielhafte Modellrechnung anhand einer Volumenauslegung - Praxisbeispiele aus der PKW-Fahrwerksentwicklung
- Arbeiten mit Templates in der Software „ConvolutionBuilder“
- Bauteiltoleranz-Auslegungen für generelle Montagefälle mit einem Fest- und Loslager, z. B. Leiterplatten-Montage - Streuungsanalysen für physikalische Zielgrößen
- Streuungsanalyse für Drehmomente an Gelenken
- Streuungsanalyse für Crashkräfte an Lenksäulen - Durchführung eines Workshops zur Vertiefung und Sicherung der Lehrinhalte
Tag 3: Durchführung komplexer Toleranzanalysen
Vorstellung eines generellen Arbeitsablaufes zur Lösung von komplexen Toleranzanalysen ohne Funktionsbeschreibungen mit Hilfe einer Modell-DoE (Design of Experiments – Statistische Versuchsplanung)
- Beispielhafte Durchführung dieses Arbeitsablaufes anhand einer Modellfragestellung
- Einstieg in die Prozessdatenanalyse
- Erläuterungen zur ISO 22514
- Erläuterungen zur Universalverteilung „Density Trace = empirische Dichte“
- Aufbau und Erstellung eines Violin-Plots (Statistik ohne Zahlen)
- PPAP-Workshop (Produktionsteil-Abnahmeverfahren: Production Part Approval Process) - Erläuterungen zum allgemeinen und relativen Toleranzmodells
- Nutzung dieses (welches?) Modells für Toleranzoptimierungen
- „Tolerance Wizard“ und „Tolerance DashBoard”
- Vorstellung der ASM-Strategie von der TU Ilmenau (ASM = adaptive und selektive Montage) - Entwickler und Konstrukteure, die durch ihre Arbeit wesentlichen Einfluss auf die Kosten der Fertigungsverfahren haben.
- Projektleiter von Verbesserungsprojekten sowie Berater, die im Rahmen ihrer Arbeit Einsparpotenziale identifizieren möchten.
- Mitarbeiter im Qualitätsmanagement, die sich an den Schnittstellen zwischen Konstruktion und Fertigung bzw. Arbeitsvorbereitung einbringen möchten
Hinweis zum Softwareeinsatz
Den Teilnehmenden wird die Software „ConvolutionBuilder“ während des Seminars sowie für das laufende Jahr kostenlos bereitgestellt. Der ConvolutionBuilder wird durch Daten aus der Kommandozeilen-Anweisung „ipconfig /all > MyPC.txt“ am Laptop der Teilnehmer gebunden. Die weitere Nutzung der Software darüber hinaus kann im Nachgang bestellt werden. (Welche Kosten fallen dabei an?)
Kontakt
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