Qualifizierung digitaler Messprozesse

• Qualification of digital measurement processes

Lehmann, Nico; Schmitt, Robert H. (Thesis advisor); Prefi, Thomas (Thesis advisor)

Aachen : Apprimus Verlag (2021)
Buch, Doktorarbeit

In: Ergebnisse aus der Produktionstechnik 20/2021
Seite(n)/Artikel-Nr.: 1 Online-Ressource : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, RWTH Aachen University, 2021

Kurzfassung

Die Produktion von Morgen ist geprägt durch individuelle Kundenwünsche, kleiner werdenden Losgrößen und schwankender Nachfrage. Die Verfügbarkeit und die Nutzung produktionsrelevanter Daten ermöglicht es die Produktion flexibler zu gestalten und heutige Produktionsbeschränkungen aufzuheben. Unternehmen setzten daher zunehmend digitale Messprozesse ein, um die Transparenz ihrer Produktion zu erhöhen und basierend auf den vorhandenen Daten produktionsrelevante Entscheidungen zu treffen. Da jedoch die Einführung neuer Messprozesse mit einer Qualifizierung derselben verbunden ist, steht die Industrie aufgrund der Komplexität digitaler Messprozesse vor einer Herausforderung. Die Qualifizierung beinhaltet unter anderem den Nachweis über die Eignung eines Messprozesses für eine definierte Messaufgabe. Für digitale Messprozesse muss im Rahmen der Eignungsuntersuchung zumeist die Messunsicherheit bestimmt werden, indem zunächst ein Modell der Messung aufgestellt wird und anschließend die Unsicherheiten quantifiziert werden. Die bestehenden Verfahren für eine Bestimmung der Messunsicherheit sind für die digitalen Messprozesse aus diversen Gründen mehrheitlich nicht anwendbar. Der Autor untersucht aktuelle Herausforderungen bei der Qualifizierung von digitalen Messprozessen im industrienahen Umfeld und entwickelt darauf aufbauend eine strukturierte Vorgehensweise, welche die identifizierten Herausforderungen löst. Gekennzeichnet ist die entwickelte Vorgehensweise durch vier Phasen und zugehörige Quality Gates. Dieser Aufbau erlaubt eine ressourceneffiziente sowie agile Anwendung der Vorgehensweise im industrienahen Umfeld. Im Rahmen der Vorgehensweise wird eine Methode zur Analyse von Messketten beschrieben. Sie unterstützt die Identifizierung unabhängiger Unsicherheitskomponenten eines Messprozesses und ermöglicht infolgedessen eine experimentelle Untersuchung zur Messunsicherheit durch eine praktikable Aufstellung des Modells der Messung. Ein Vorgehen zur experimentellen Bestimmung der Messunsicherheit wird detailliert in den vier Phasen der Vorgehensweise beschrieben, wobei auch die Unsicherheitskomponenten für eine Quantifizierung der Unsicherheiten spezifisch benannt werden. Der Zusammenhang zwischen der Messunsicherheit und der Eignung des Messprozesses für die Messaufgabe wird in jeder Phase untersucht. Für eine fortdauernde Eignung liefert die letzte Phase entsprechende Maßnahmen zur Überwachung der Messunsicherheit und zur Absicherung der Eignung. Anknüpfend an die Entwicklung der Vorgehensweise wird in dieser Arbeit die Validierung der Vorgehensweise durch eine mehrfache Anwendung an Fallbeispielen aus der Industrie untersucht. Durch eine erfolgreiche Qualifizierung von drei verschiedenen digitalen Messprozessen konnte die Nutzung und Wirksamkeit der Vorgehensweise im industrienahen Umfeld nachgewiesen werden.