CN113767345A - 用于控制用于制造部件的生产过程的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于控制用于制造部件的生产过程的方法，其中所述部件或用于制造所述部件的制造装置具有至少一个能够以测量技术来检测的第一特征；所述方法包括至少如下步骤：a）设定用于检测第一特征的检查计划，其具有第一检查频率的第一值；其中针对该第一特征定义了至少一个第一稳定性标准；b）制造部件和并行执行检查计划，其中以第一检查频率检查所述第一特征；c）对检查结果进行评估；d）改变所述第一检查频率，其中在针对所述第一特征的至少一个检查结果违反了第一稳定性标准的情况下，提高所述第一检查频率；其中在所有检查结果都符合第一稳定性标准的情况下，减小所述第一检查频率。

Description

用于控制用于制造部件的生产过程的方法

技术领域

本发明涉及一种用于控制用于制造部件的生产过程的方法。

背景技术

在生产批量部件期间，定期执行不同的质量和过程测量。这些测量通常以抽样的方式来执行。例如，可以以均匀的时间间隔分别对特定数目的部件检测特定特征（例如以烧结技术制造的部件的重量）。其他测量涉及例如部件的其他特征，例如部件的直径、长度、密度或表面平行度。替代于此地或附加地，也可以以时间间隔来检测过程参数，例如在制造所谓的生坯时在挤压过程期间在机器上的压力变化过程。

由于对检查间隔的纯静态的设定，而并没有详细研究在实际过程中产生的持续变化的风险。在其中生产具有持续高质量的部件的稳定过程情况下，因此大多执行了过多次测量。由此而造成了本可避免的成本。而相反，在不稳定过程中则存在如下风险：由于过少次数的测量而并没有对错误充分地进行识别。

发明内容

由此出发而得出本发明的任务，所述任务在于，至少缓和或者完全解决参照现有技术所描述的问题。尤其是，应该说明一种用于控制用于制造部件的生产过程的方法，其中在所述方法情况下根据生产过程的稳定性而掌管检查耗费。

为了解决这些任务，提出一种根据专利权利要求1的特征所述的方法。有利的扩展方案是从属专利权利要求的主题。在这些专利权利要求中单独列举的特征能够以工艺上有意义的方式彼此相结合并且能够通过说明书中解释性的事实而得以补充，其中还示出了本发明的其他实施变型方案。

提出一种用于控制用于制造部件的生产过程的方法。在所述方法情况下，这些部件或制造装置具有至少一个能够以测量技术来检测的第一特征（例如体积、重量、密度、表面平行度或部件的直径；制造装置的功率消耗、压力、温度）。该方法包括至少如下步骤：

a）设定用于检测第一特征的检查计划，其具有第一检查频率的第一值（例如以[每一定数目的部件一次检查]为单位或者以[生产过程的每个时间段一次检查]为单位）；其中针对该第一特征定义了至少一个第一稳定性标准；

b）制造所述部件和并行执行所述检查计划，其中以第一检查频率检查所述第一特征；

c）对（至少在所定义的时间段内或关于所定义数目个部件所确定的）检查结果进行评估；

d）改变所述第一检查频率，其中：

- （要么）在针对所述第一特征的至少一个检查结果违反了所述第一稳定性标准的情况下提高所述第一检查频率；

- （要么）在所有检查结果都符合所述第一稳定性标准的情况下，减小所述第一检查频率。

生产过程包括部件的制造、例如对部件以烧结技术进行制造。在此，提供例如粉末状的原料，将所述原料压制成生坯并且接下来以烧结技术（也即热学）的方式来处理。必要时，可以进行切削加工。在生产过程的范畴内，尤其是制造大量的（例如至少100个、1000个或几万个）以理想的方式彼此一致的部件。

作为要检测的（第一）特征，可以例如检测以烧结技术制造的部件的重量或例如该部件的直径、长度、密度或表面平行度。进一步，也可以将毛刺或者部件表面的外表，例如哑光或光泽的，等等定义为特征。同样，能够检测制造装置的特征，例如施加的压力或功率消耗。

所述第一检查频率的第一值可以例如构成了针对所述一个或多个部件的新开始的生产过程的初始值。所述值可以例如包括：每1000个部件检查一个部件或者每1000个部件检查一次对多个部件的抽样（例如五个直接相继制造的部件）等等。替代地或同时地，可以根据该生产过程的时间段来设定第一检查频率。然后，可以例如检测制造装置的特征，或者生产过程中的每一小时（对一个或多个部件）进行一次检查。必要时，在此可以考虑在该时间段内已生产的部件的数目或经过所设定的加工步骤的部件的数目。

这些检查结果可以根据分别仅对于单个值的评定而确定或者也可以根据分别对于多个值的评定而确定。对多个值的评估或评定能够以数学方法为依据，例如在抽样内的标准偏差和/或平均值形成。

稳定性标准可以被设定为与针对第一特征的额定值的经定义的偏差。在此，该稳定性标准尤其是不必相应于针对该额定值所允许的容差。尤其是，该容差是限定得比稳定性标准更大范围的。与此相对应地，如果该第一特征违反了稳定性标准（而因此可能还在容差之内）则该部件可能并不一定是有缺陷的。

尤其是，也可以规定：对于稳定性标准的违反取决于被用于对例如在检查期间所检查的部件抽样进行评估的方法。

例如可以将数目定义为抽样（所述抽样例如包括五个部件）的部件的子集，自该数目起就识别为违反稳定性标准。因此，必须有抽样中最小数目的部件（也即例如五个部件的抽样中的至少两个部件）具有例如与第一特征额定值的特定最小偏差，其中只有这样才会识别为违反了稳定性标准。

通过对所述稳定性标准的违反，尤其是能够识别出过程稳定性，从而通过在生产过程中进行校正干预而能够防止：可能即将无法遵守容差。

尤其是，时间上彼此并行地执行：制造部件和执行检查计划，也即执行第一特征测量。

根据步骤c)，对检查结果进行评估，也即至少对第一特征进行测量。

根据步骤d），改变第一检查频率（所述第一检查频率被分配给第一特征），也即将第一检查频率的第一值调整为第一检查频率的另外的第二值。在此，当例如针对第一特征的至少一个检查结果违反了第一稳定性标准时，提高第一检查频率。另一方面，当所有检查结果都符合第一稳定性标准时，减小第一检查频率。

在此，因此建议：当所述生产过程稳定地进行（并且至少对于第一特征的这些检查结果不具有较大偏差，也即检查结果符合稳定性标准）时，可以减小第一检查频率。

当识别出生产过程的可能的不稳定性时（也即，例如至少对于第一特征的至少一个检查结果具有较大偏差，也即该检查结果违反该稳定性标准），可以提高第一检查频率。

在工业批量制造中，为了评定部件生产过程的稳定性而应用到统计学测量方法（SPC；统计过程控制）。对此生成了全面的检查计划，该检查计划对于所有相关的质量和过程特征而言永久设定了所述检查频率。利用在此所提出的方案而建议：使检查频率动态化。对此，可以基于该生产过程的稳定性而持续适配针对特征的检查频率。只要是遵守了事先定义的稳定性标准的话，就针对稳定的生产过程而一直减小检查频率。

本领域技术人员例如会考虑所谓的干预极限、容差极限或稳定性极限以用于定义稳定性标准。如果要检查的特征的检查结果因此在所定义的极限之内，则逐步减小所述检测频率。

在相反情况下，一旦要检查的特征的检查结果在所定义的极限之外，就提高检查频率，这是因为所述极限超出表明针对该部件而言更高的质量风险。

在生产过程的稳定条件下，对要检查的特征的测量可以因此减小到最小值并且尽管如此还是保证了所生产的部件的高品质。

尤其是，基于以计算机支持的测量值检测以及测量值记录，可以不断地分析和如下地评定检查结果：所述生产过程是否是稳定的或者是否需要干预生产过程。

基于所执行的测量以及由此产生的检查结果尤其实现了：对特征变化方面的趋势（例如重量或高度）进行检测。如果在所定义的时间段期间或特定数目个抽样期间的检查结果都在所定义的极限之内（满足该稳定性标准），则能够由此推论出：所述过程针对相关的被检查特征而言稳定地进行并且因此减小检查频率。这种减小也可以逐级进行并且在理想情况下可以将检查频率设置为所定义的最小值。

然而，如果在检查中有一个或多个检查结果违反至少一个稳定性标准，则这表明了生产过程不稳定，并且所述检查频率被提高并且因此使所述生产过程更强度地被监控。并行地，可以为了恢复过程稳定性而执行对生产过程的干预，其包括将推测为有缺陷的部件挑出。更高的检查频率保证了：在所定义的时间段期间更强度地监控该生产过程。只有在所定义的时间段期间或特定数目个抽样或部件期间的所述检查结果都满足所述至少一个稳定性标准的情况下才可以再次逐级地减小检查频率。

该部件的单个特征的状态可以例如基于在检查计划中所定义的检查频率而在过程步骤中被监控。如果针对事先定义的时间或事先定义的数目个抽样的检查结果在事先定义的极限内，则能够在第一步中将检查频率例如减半，也即减小到之前所遵循的检查频率值的50%。如果违反了所述至少一个稳定性标准，则能够在第一步中将该特征的检查频率设置为当前的检查计划规定值的双倍，也即例如设置为之前遵循的检查频率值的200%。如果接下来针对事先定义的时间或事先定义的数目个抽样的所述特征的检查结果都满足所述至少一个事先定义的稳定性标准，则能够将所述检查频率逐级地改变为标准规定值（也即检查频率的原始值）并且之后再改变为检查计划规定值的一半。然而，如果检查结果继续违反所述至少一个稳定性标准，则保持双倍的检查频率或者甚至提高到100%检查（也即对每个部件进行检查或不间断的过程参数检测）。

尤其是可以根据检查结果而将部件分离出来并且例如输送去返工或者必要时申报为废品。

在第一步中，因此可以针对检查频率得出三个状态：

（1）经减小的检查频率：所述检查例如以相对于检查计划规定值而言的一半的检查频率来进行；

（2）标准检查频率：所述检查以根据所述检查计划规定值的检查频率（继续）进行；

（3）经加强的检查频率：所述检查例如以相对于检查计划规定值而言的双倍的检查频率来进行。

尤其是，逐级地进行：将检查频率减小或提高到第一检查频率的分别所定义的值、也即例如提高或减小到所述检查频率的之前的值的至少130%或最大70%。

尤其是，与第一检查频率的减小相比而言以更大分级进行所述第一检查频率的提高。尤其是，（如果恰好当前的检查频率小于原始的第一值的话）与恰好当前的检查频率无关地将所述第一检查频率调整到比原始的第一值更高的值。

优选地，与第一检查频率的提高相比而言以更大分级进行所述第一检查频率的减小。

尤其是，所述减小或提高以彼此不同的（也即与提高情况下相比而言在减小情况下以另一分级）并且变化（也即在进一步减小或进一步提高时于是分别以更大分级或更小分级）的分级而进行。

检查频率的变化、例如检查频率的加倍或减半可以尤其是被应用到其他的或所有能够以测量技术来检测的以及通过用于以测量技术方式进行检测的检查计划所设置的部件的特征或者制造装置的特征（必要时仅仅在生产过程的相同过程步骤中存在的特征）。尤其是，在此可以假定：所述检查特征是彼此独立的并且因此所述检查频率仅仅基于相应的检查特征的事先所确定的数据而被适配。

检查频率的变化、例如检查频率的加倍或减半可以尤其是被应用到其他的或者所有的检查特征并且必要时应用到生产过程的所有过程步骤或其他过程步骤。

尤其是，在生产过程开始时进行100%检查（也即对每个部件的检查）并且然后在存在所述前提条件的情况下逐步减小所述检查频率。

尤其是，所述部件的制造包括多个过程步骤，其中所述第一特征在第一过程步骤之后存在并且被检查，并且其中在所述第一过程步骤时间上后续的第二过程步骤之后存在（能够以测量技术来检测的）第二特征。

基于所述检查结果，如果所述特征的相应检查结果足够长时间地满足所述至少一个稳定性标准，则可以逐步地减小所述检查频率。所述检查频率的减小可以不仅仅一次性地进行而是多次地、必要时以分级进行直至达到所定义的最小值。

如果违反所述至少一个稳定性标准（也即例如至少一个检查结果例如在干预极限之外），则能够提高针对该特征的检查频率，例如设置为检查计划规定值（也即检查频率的原始值）的双倍并且必要时进行对生产过程的干预，以便恢复所述生产过程的稳定性。如果接下来针对事先定义的时间或针对事先定义的数目个抽样的所述特征的检查结果满足所述至少一个事先定义的稳定值标准，则能够再次减小所述检查频率，例如设置为根据检查计划的标准规定值（也即设置为原始值）并且接下来再次逐步减小。然而，如果所述检查结果继续违反所述至少一个稳定性标准，则能够保持经提高的检查频率、必要时也即例如双倍的检查频率。

尤其是，所述检查频率的减小仅进行到检查频率的所定义的最小值，其中所述最小值不为零。

尤其是，所述检查频率并非逐步减半或加倍，而是单独地基于该生产过程的稳定性并且必要时基于该特征的特殊意义而针对每个所检查的或要检查的特征以及针对生产过程的每个过程步骤设定变化程度。由此，可以开发一种能够完全可变地调制的检查间隔。

针对检查频率的动态化，可以使用之前的生产任务的历史测量数据。因此，只要是历史测量数据含有动态化或者看起来是有意义的话，则在任务开始时就已经可以进行或开始对检查频率的动态适配（提高或减小）。

尤其是，在这样的不同的（也即之前的或者其他的）生产过程或生产任务之间存在如下时间间隔，在所述时间间隔内例如进行了对用于制造该部件的工具的改装或者在所述时间间隔内制造了其他部件。

此外，建议一种用于数据处理的设备，其中所述设备包括处理器，所述处理器被如此配置，使得所述处理器执行所描述的方法。

应预防性地说明的是，在此所使用的数词（“第一”、“第二”、“第三”……）主要是（仅仅）用于区分多个同样的主体、参量或过程，也即尤其是并非强制性地预给定这些主体、参量或过程彼此间的相关性和/或顺序。如果相关性和/或顺序是必要的，则在这里对此详细说明或者对于本领域技术人员而言在研究具体描述的构型方案时显然会得出所述相关性和/或顺序。

Claims (9)

1.一种用于控制用于制造部件的生产过程的方法，其中所述部件或用于制造所述部件的制造装置具有至少一个能够以测量技术来检测的第一特征；所述方法包括至少如下步骤：

a) 设定用于检测所述第一特征的检查计划，所述检查计划具有第一检查频率的第一值；其中针对所述第一特征定义了至少一个第一稳定性标准；

b) 制造所述部件并且并行地执行所述检查计划，其中以第一检查频率检查所述第一特征；

c) 对所确定的检查结果进行评估；

d) 改变所述第一检查频率，其中在针对所述第一特征的至少一个检查结果违反了所述第一稳定性标准的情况下提高所述第一检查频率；其中在所有检查结果都符合所述第一稳定性标准的情况下，减小所述第一检查频率。

2.根据权利要求1所述的方法（1），其中在步骤d）中进行：将所述第一检查频率提高到至少为所述第一值的130%以及将所述检查频率减小到最大为所述第一值的70%。

3.根据上述权利要求其中任一项所述的方法（1），其中逐级地进行：将所述检查频率减小或提高到所述第一检查频率的分别所定义的值。

4.根据权利要求3所述的方法，其中与所述第一检查频率的减小相比而言以更大分级或更小分级而进行所述第一检查频率的提高。

5.根据上述权利要求3和4其中任一项所述的方法，其中所述减小或所述提高以彼此不同的并且变化的分级而执行。

6.根据上述权利要求其中任一项所述的方法，其中所述第一检查频率能够提高到直至100%检查，也即对每个部件进行检查或不间断的过程参数检测。

7.根据上述权利要求其中任一项所述的方法（1），其中所述部件的制造包括多个过程步骤;其中所述第一特征在第一过程步骤之后存在并且被检查；其中在所述第一过程步骤时间上后续的第二过程步骤之后存在能够以测量技术来检测的第二特征。

8.根据上述权利要求其中任一项所述的方法（1），其中所述检查频率的减小仅进行到检查频率的所定义的最小值，其中所述最小值不为零。

9.用于数据处理的设备，所述设备包括处理器，所述处理器被如此配置，使得所述处理器执行根据上述权利要求其中任一项所述的方法。