20140206 Qualitaet konstruieren Vielhaber - saaris...2014/02/06 · 06.02.2014 Universität des...

QUALITÄT KONSTRUIEREN

Universität des Saarlandes, 06.02.2014

Prof. Dr.-Ing. Michael Vielhaber

Lehrstuhl für Konstruktionstechnik

06.02.2014 2Universität des Saarlandes - 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“

Qualität konstruieren


Qualität … … konstruieren

Grad, in dem die Produktmerkmaledie Anforderungen erfüllen

[∼ISO 9000]

Gesamtheit aller Tätigkeiten, mit denen, ausgehend von Anforderungen, die Produktmerkmale erarbeitet werden

[∼VDI 2221]

� Konstruktion erzeugt Qualität

Qualität beeinflussen


Produktlebenszyklus

Qualität konstruieren Qualität produzieren Qualität prüfen

Produktentwicklung ProduktionDistri-bution

NutzungEnt-

sorgungMaterial

Fehlerkosten



NutzungEnt-

sorgungMaterial

10000

1000

100

10

1

relativeKosten

Qualität konstruieren Qualität produzieren Qualität prüfen

Konzeptänderung

Zeichnungsänderung

Änderung vor Serienanlauf

… nach Serienanlauf

… beim Kunden

„Rule of Ten“

„5-S

igm

a-W

and

“

Qualitätskosten


1σσσσ 2σσσσ 3σσσσ 4σσσσ 5σσσσ 6σσσσ Qualitätsniveau

[qualitative Darstellung, nach Seibert 1998, Töpfer 2009]

Qu

alit

ätsb

ezo

gen

e K

ost

en

Fehlerkosten(intern/extern)

Fehlervermeidungs-kosten (ohne DFSS)

SummeQualitätskosten

(ohne DFSS)

(mit DFSS)

DFSS: Design for Six Sigma

(mit DFSS)

… und wie?


Design to Quality

Design toEfficiency & Sustainability

Design to Knowledge


NutzungEnt-

sorgungMaterial

Qualität produzieren Qualität prüfenQualität konstruieren

Pro

zess

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Lean Product Development

Sustainable Product Development

Robust Design

Simulation-basedProduct Development

Design for Six Sigma

Design for Six Sigma


Organisationund

Projektmanagement

StrukturierterEntwicklungs-

prozess

unterstützendeMethodenund Tools

DFSS(Design for Six Sigma)

[∼TEQ]

Wissensmanagement

Technologiemanagement

Innovationsmanagement

DFSS: Strukturierter Entwicklungsprozess

06.02.2014 Universität des Saarlandes - Lehrstuhl für Konstruktionstechnik

ProduktionDistri-bution

NutzungEnt-

sorgungMaterial

Produktplanung

-Konzept-entwicklung

Modellierung Modellierung & Simulation

Spezifikation

Konzeptauswahl

Freigabe

Detaillierung Detaillierung & Ausarbeitung

PrototypenbauPrototypenbau& Test

Produktentwicklung

Identify

Design

Optimize

Validate

Validate

9

Simulation-based Product Development


� Absicherung von Qualitätszielen ab den frühen Entwicklungsphasen

� höheres Systemverständnis erlaubt Entwicklung robusterer Produkte

Prozessfortschritt

Aufwand/Systemwissen

Entwicklung Serienanlauf

Entwicklungsaufwand(konventionell)

Systemwissen(konventionell)

(simulationsbasiert)

(simulationsbasiert)

[qualitative Darstellung, nach Albers]

Simulation-based Product Development


� Vielfältige Simulationsmöglichkeiten

� von der Systemsimulation bis hin zur Toleranzsimulation

[r.: PTC]

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

Forschung – Lehre – Transfer


Lehre

Design toQuality

Design toEfficiency &

Sustainability

Design to Knowledge

Forschung

Pro

zess

Pro

du

kt

IT

Pro

zess

Pro

du

kt

IT

Forschung @ 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

Lehre @ LKT

� Produktentwicklungsmethodik� Qualitätsmethoden im Entwicklungsprozess

� Grundlagen der Konstruktion� Tolerierung und Toleranzmanagement

� Virtuelle Produktentstehung und CAD

Forschung – Lehre – Transfer


Transfer Schulung

Pro

zess

Pro

du

kt

IT

Umsetzung

Pro

zess

Pro

du

kt

IT

Synthese

Pro

zess

Pro

du

kt

IT

Analyse

Pro

zess

Pro

du

kt

IT

Lehre

Design toQuality

Design toEfficiency &

Sustainability

Design to Knowledge

Forschung

Pro

zess

Pro

du

kt

IT

Pro

zess

Pro

du

kt

IT

Transfer @ LKT

� Analyse, Synthese, Umsetzung & Schulung� im Rahmen von öffentlich geförderten und industrieseitig beauftragten Projekten� Einbindung von studentischen Abschlussarbeiten und Promotionsprojekten

Lehrstuhl für Konstruktionstechnik

Universität des Saarlandes

www.lkt.uni-saarland.dewww.productdevelopment.de

Prof. Dr.-Ing. Michael Vielhaber

[email protected]

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