Tolerance management in early design phases
Third party funded individual grant
Start date : 01.11.2016
End date : 31.01.2019
Project details
Scientific Abstract
Entscheidungen in frühen Produktentwicklungsphasen haben enormen Einfluss auf die Kosten und die Qualität des Produktes. Dies gilt ebenso für geometrische Bauteiltoleranzen, die maßgeblich die Funktion und Qualität des Produktes sowie dessen Herstellkosten beeinflussen. Die Berücksichtigung geometrischer Bauteilabweichungen bei Tätigkeiten und Entscheidungen in frühen Produktentwicklungsphasen birgt somit enormes Potential zur Kostensenkung, zur Verkürzung der Entwicklungsdauer und zur gleichzeitigen Erhöhung der Produktqualität.
Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es daher, die Tätigkeiten des Toleranzmanagements zum frühestmöglichen Zeitpunkt durchführen und Erkenntnisse daraus im weiteren Verlauf der Produktentwicklung berücksichtigen zu können. Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll somit eine durchgängige Methodik erarbeitet werden, die eine Toleranzbetrachtung früher als in bisherigen Ansätzen ermöglicht.
Als Ergebnis des Forschungsvorhabens bestehen somit Methoden zur 1) Beurteilung unterschiedlicher Konzepte hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Robustheit des finalen Produktes, 2) zur Bewertung verschiedener Produktkonzepte hinsichtlich des nötigen Tolerierungsaufwandes, 3) ein Bewertungsverfahren zur Unterstützung der Baustrukturoptimierung hinsichtlich der nötigen Tolerierung und 4) ein Verfahren zur teilautomatisierten erstmaligen Toleranzvergabe auf Basis der Baustruktur des Produktes. Um die Toleranzmanagementtätigkeiten in frühen Phasen bestmöglich zu unterstützen, werden zudem Graphen-basierte Visualisierungen für die Darstellung von Baustrukturen und Toleranzstrukturen bewertet und Verfahren zur Toleranzanalyse in frühen Produktentwicklungsphasen entwickelt. Darüber hinaus werden die neu entwickelten Ansätze sowohl untereinander als auch mit den etablierten Tätigkeiten der Toleranzsimulation späterer Phasen der Produktentwicklung (insbesondere während des nachfolgenden Gestaltens des gesamten Produktes) verknüpft. Die gewonnenen Erkenntnisse werden am Beispiel eines Scherenhubtisches veranschaulicht und die entwickelten Methoden erprobt und optimiert.
Die praktische Anwendung der gewonnenen Ergebnisse des Forschungsvorhabens ermöglicht die Durchführung von Toleranzmanagementtätigkeiten in frühen Produktentwicklungsphasen und erlaubt folglich die kosteneffiziente Entwicklung qualitativ hochwertiger Produkte.
