Studienabschlussarbeiten

Ziel der Diplomarbeit war die Untersuchung eines vorhandenen Präzisionsmessgeräts mit luftgelagertem Rotor zur Prüfung von Werkzeugaufnahmen hinsichtlich Verfälschungen bei Rundlaufmessungen. Diese Untersuchungen sollten die Reduzierung von Verfälschungen von bis zu 1,5 æm zur Folge haben, die zu einem großen Teil durch Fehler des Rotors entstehen. Dabei führte die Analyse des vorhandenen Prüfgeräts samt zugehörigen Komponenten zur Identifizierung von Fehlerquellen die einen Einfluss auf das Messergebnis der Rundlaufmessung besitzen. Diese wurden mit Hilfe mathematischer und messtechnischer Untersuchungen quantifiziert. Daraus entstandene Ergebnisse dienten als Ausgangspunkt für Maßnahmen zur Verringerung und Vermeidung von Fehlereinflüssen während der Rundlaufmessung. So sind unter anderem Vorschläge für einen geeigneten Betriebsluftdruck des Luftlagers ebenso wie Richtlinien für die fehlerminimierte Aufnahme von Messenwerten in der Produktion entstanden. Um den Einfluss der Rotoreigenfehler auf das Messergebnis der Rundlaufmessung bestimmen zu können wurde ein spezieller Algorithmus entwickelt, der die Rotoreigenfehler, Verkippung und Exzentrizität, in Betrag und Winkellage aus aufgenommenen Messwerten ermitteln kann. Dafür benötigte Bauteile wie ein neuer Messständer wurden konstruiert und am Prüfgerät angebracht. Ein ausgewähltes Messinterface gewährleistet dabei die drehgebergesteuerte Messwertaufnahme und ermöglicht die zeitgetaktete Aufnahme der Messwerte. Mit Hilfe des entstandenen Messaufbaus ist es nun möglich die Rotoreigenfehler unter Verwendung speziell entwickelter Software vollständig zu ermitteln. Damit wird die Grundlage zur Berechnung von Korrekturwerten geschaffen, die das Kompensieren dieser Fehler während der Rundlaufmessung möglich machen.

Ziel und Anwendungsbereich der Diplomarbeit bestehen darin, geeignete Key Performance Indicators (KPIs), auch Leistungskennzahlen genannt, für einen bestimmten Bereich einer Balanced Quality Scorecard zu entwickeln. Diese Balanced Quality Scorecard (BQSC) wird für das unternehmens- und weltweite Qualitätsmanagement der Qimonda AG erstellt. Die BQSC ist ihrer Struktur nach vergleichbar mit der Balanced Scorecard (BSC), die von Robert S. Kaplan and David P. Norton entwickelt wurde. Die BQSC wird auf Basis der BSC entwickelt, daher müssen ihre Perspektiven mit denen der BSC korrespondieren, um sicherzustellen, dass das Konzept der BSC modifiziert auch für die BQSC funktioniert. - Kern der Arbeit ist eine Fallstudie, die Methoden vorstellt, mit deren Hilfe eine Quantifizierung und Berechnung der Kundenzufriedenheit ermöglicht wird. Kundenzufriedenheit ist gleichzeitig eine Perspektive und somit zentraler Bestandteil der BQSC, abgeleitet von der Perspektive Kunden der BSC. Die Hauptschritte hierzu sind das Ermitteln und Verstehen von Kundenwünschen, Ermittlung des Einflusses auf die Kundenzufriedenheit, Übertragung der Kundenforderung auf interne Prozesse sowie anschließende Optimierung der ermittelten Prozesse mit dem Ziel der maximalen Nutzensteigerung für die Kunden und damit einhergehend Erhöhung der Kundenzufriedenheit.

Ein konstruktiver qualitativer Verbesserungsansatz des Fördermoduls des SCR-Systems wurde in dieser Diplomarbeit erzielt. - Nach FMEA -Analyse der vorhandenen Ventilsysteme des Fördermoduls wurden die qualitativen Schwachstellen festgestellt. Die relevanten Untersuchungen des vorhandenen Konzepts wie z.B. die Funktionsuntersuchung, die Schmutzsensibilitätstest und die Dichtheitsuntersuchung haben die Ergebnisse der FMEA bestätigt. - Eine konstruktive Auflösung der Problematik der Ventilbaugruppe wurde durch die Arbeitsstrategie Fehlervermeidung anstatt Fehlerbeseitigung herausgestellt. - Die Arbeitsstrategie wurde mit der Triz-Theorie entwickelt. Diese hat eine Kopplung zwischen dem 4/2 Wegeventil und dem Pumpenventil als Ausweg des Problems dargestellt. - Ein konstruktives Arbeitsprinzip wurde systematisch mittels VDI-Vorschriften wie z.B. VDI 2222 ermittelt und durch die Triz-Theorie zum vollständigen funktionierbaren Konzept weiterentwickelt. Die wichtigsten Funktionsgrößen wurden analytisch berechnet. Der Elektromagnet wurde mit dem FEM-System Maxwell SV 9.0 konstruiert. Das entwickelte Konzept wurde kunststoffgerecht mit dem 3D-CAD System CATIA V5 zu einem maßstäblichen Entwurf ausgearbeitet und moduliert. - Selektive Untersuchungen wurden mit dem FEM-System Abaqus durchgeführt. Diese hat die Funktionsgrößen, wie z.B. Abmessung des Ventilsystems optimiert. Dazu wurde ein Muster mittels Zerspanungstechnik aufgebaut und untersucht, um die getroffenen Entscheidungen mit aussagekräftigen Messergebnissen zu unterstreichen. Es hat sich gezeigt, dass das Konzept grundsätzlich funktionsfähig ist. - Durch die systematische Weiterentwicklung des Druckbegrenzungssystems mittels Triz-Theorie wurde der Pumpenmotor auf ein einstellbares Feder-Umkehrmagnetssystem geändert. Es entfällt damit das gesamte Druckbegrenzungssystem, wobei der Pumpendruck im Nenndruck eingehalten und kein Überdurchfluss gefördert wird. - Die Beurteilung des neuen Ventilkonzepts hat bewiesen, dass diese Lösung die Fehleranfälligkeit aktueller Ventilbaugruppen überwindet und daher die Qualität der Ventilbaugruppe verbessert. Sie hat die abzudichtenden Flächen, die Druckverluste und die Anzahl der Komponenten reduziert. Die qualitative Abhängigkeit von Sauberkeitsbedingungen wurde verbessert und die Herstellungsprozesse wurden minimiert.

In dieser Arbeit wurden Vergleichsmessungen zwischen Corogamma und Koordinatenmessmaschine beschrieben. Dazu musste die Gerätekonfiguration des Corogamma angepasst werden, um das Messen mit allen Captogrößen zu ermöglichen. Mit diesen Ergebnissen konnte systematisch nach den Ursachen für die Differenzen zwischen beiden Verfahren gesucht werden. Die unterschiedlichen Einflussparameter beider Messverfahren sind in großem Maße für die Messdifferenzen verantwortlich. Die Einflussfaktoren der Bildverarbeitung erwiesen sich als äußerst komplex. Als die wichtigsten Faktoren konnten optische Erscheinungen wie Beugung, Reflexion, Polarisation und Absorption an der mikrostrukturierten metallischen Oberfläche des Pfüflings gefunden werden. Ebenso sind geometrische Einflussfaktoren wie der Radius des Prüflings und die Geradheitsabweichung der Captomantellinie für sich ergebende Differenzen verantwortlich. Die Vergleichbarkeit der Messergebnisse zwischen Corogamma und Koordinatenmessmaschine kann nur als eingeschränkt gelten. Die ausreichende Steifigkeit des Gerätekerns des Corogamma konnte nachgewiesen und die Messunsicherheit der Prüfanordnung ermittelt werden.

Im Standort Bamberg der Robert Bosch GmbH werden die Sensorelemente für Lambdasonden produziert, die zur Abgasbereinigung in Otto- und Dieselmotor verwendet werden. Eine Besonderheit der SE-Fertigung liegt darin, dass die SE aus Keramik bestehen. Die geometrischen Formen der SE werden erst nach dem Sintervorgang festgelegt. Viele SE sind nach dem Sintern mit den geometrischen Problemen Verzug und Verkrümmung behaftet. Die vorliegende Diplomarbeit bearbeitet somit im Rahmen von Prozessoptimierungen das Thema Reduzierung von Streuungen in Sensorelementgeometrien mit der Anwendung der Six Sigma Methode. - Dabei werden die Grundlagen von Six Sigma zunächst aufgezeigt und verdeutlicht. Das Projektmanagement wird als wichtiger Bestandteil von Six Sigma dargestellt. Im Abschnitt statistische Grundlagen wird auf die Verteilung der Messdaten, auf denen das Six Sigma Konzept basiert, die Kurz- bzw. Langzeitfähigkeit sowie die häufig verwendeten Kenngrößen zur Beurteilung der Prozessfähigkeit näher eingegangen. Die beiden standardisierten Vorgehensmodelle von Six Sigma nämlich DMAIC und DMADV werden anschließend erläutert, wobei die wichtigen Qualitätswerkzeuge für die jeweiligen Phasen gleichzeitig vorgestellt werden. - Das konkrete Six Sigma Projekt in der Robert Bosch GmbH wird gemäß DMAIC ausführlich beschrieben.