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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Prüfumfangs einer aus einer Mehrzahl von Komponenten zusammengesetzten Baugruppe. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Prüfumfangs einer aus einer Mehrzahl von Komponenten zusammengesetzten Baugruppe.
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Die Herstellung von Baugruppen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfasst neben der Konstruktion und Herstellung einzelner Komponenten der jeweiligen Baugruppe auch teilweise eine Einzelteilprüfung bzw. eine Komponentenprüfung sowie die Montage der einzelnen Komponenten und eine Endprüfung der Baugruppe, um die jeweilige Baugruppe in einen auslieferungsfertigen Zustand zu versetzen. Hierbei ist es bekannt, verschiedene Montagestrategien bei der Montage anzuwenden. Zu diesen Montagestrategien gehören die sogenannte „selektive Montage“ sowie die sogenannte „adaptive selektive Montage“, um nur einige Beispiele zu nennen. Bei der „selektiven Montage“ werden für die Funktion der Baugruppe relevante Qualitätselemente, beispielsweise geometrische Abmessungen, der Einzelteile bzw. Komponenten erfasst und diese Einzelteile bzw. Komponenten derart miteinander kombiniert bzw. positioniert, dass eine möglichst hohe Produktqualität, beispielsweise ein möglichst günstiges Schließmaß, der Baugruppe erreicht wird. Bei der „adaptiven selektiven Montage“ werden jeweilige, in einer Endprüfung gemessene Produktdaten verwendet, um die Montagestrategie anzupassen und zu optimieren. Dadurch lässt sich ein Qualitätselement aufbauen, mit dem Ziel die Produktqualität der fertigen Baugruppe stetig zu verbessern und - trotz etwaiger Störeinflüsse - auf diesem Niveau konstant hoch zu halten. Vor diesem Hintergrund ist es auch bekannt, jeweilige, in der fertigen Baugruppe miteinander in Verbindung stehende Komponenten zu klassieren und korrekt miteinander zu paaren, um die fertige Baugruppe betreffende Summenfehler zu eliminieren.
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Die
DE 10 2005 038 889 A1 offenbart ein Verfahren zur Prüfung eines Fertigungsgutes, bei welchem mindestens ein ein Prüfkriterium repräsentierender Messwert des Fertigungsgutes erfasst und entschieden wird, ob der erfasste Messwert innerhalb eines vorgegebenen Sollwertbereiches liegt. Ein außerhalb des Sollwertbereiches liegender Messwert wird mittels Referenzdaten analysiert, wobei als Analyseergebnis eine Prognose dafür ermittelt wird, dass das Fertigungsgut bei erneuter Entscheidung das Prüfkriterium erfüllen wird.
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Aus der
US 2006/0258024 A1 ist ein Verfahren und ein System zur Inspektion von integrierten Schaltungschips während der Herstellung bekannt. Das Verfahren beinhaltet: Auswählen eines integrierten Schaltungschips auf einer ausgewählten Fertigungsebene; Bestimmen von Koordinaten potentieller Fehler des integrierten Schaltungschips auf der Grundlage einer oder mehrerer Fehlerrisikoanalysen, die begleitend zur Fertigung des integrierten Schaltungschips durchgeführt werden; automatisches Erzeugen eines oder mehrerer verbesserter Fehlerprüfbereiche zum Prüfen des integrierten Schaltungschips auf der Grundlage der Koordinaten; automatisches Auswählen eines oder mehrerer verbesserter Fehlerprüfparameter für jede der einen oder mehreren verbesserten Fehlerprüfregionen auf der Grundlage der einen oder mehreren Fehlerrisikoanalysen; und Erzeugen eines verbesserten Fehlerprüfrezepts, wobei das verbesserte Fehlerprüfrezept eine Stelle auf dem integrierten Schaltungschip, einen verbesserten Fehlerprüfparameter und einen Wert für den verbesserten Fehlerprüfparameter für jede der einen oder mehreren verbesserten Fehlerprüfregionen enthält.
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Die
DE 1 947 407 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Bilden von Paaren zueinander passender Teile. Die Vorrichtung dient zum Sortieren der Teile und verwendet einen Computer, um zwei Sätze von Teilen unterschiedlicher Typen in verschiedene Klassifizierungen gemäß einer oder mehrerer kritischer Dimensionen zu sortieren. Die Teile der zwei Sätze werden dann in übereinstimmenden Paaren entsprechend ihrer Klassifikationen kombiniert.
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Aus der
AT 518138 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Gruppierung und Paarbildung von Lagerbuchsen und Wellen für fluiddynamische Lager bekannt. Hierbei ist eine Gruppierungseinrichtung zum Zuordnen und Zuführen der Wellen in Abhängigkeit eines gemessenen Durchmessers zu einer Gruppe einer Anzahl von Gruppen vorgesehen, wobei jeder Gruppe ein Durchmesserintervall mit einer Intervalllänge zugeordnet ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welche eine verbesserte Prüfung einer fertig montierten Baugruppe ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Prüfumfangs einer aus einer Mehrzahl von Komponenten zusammengesetzten Baugruppe. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:
- a) Bereitstellen wenigstens eines Fertigungsdatensatzes, welcher zumindest einen Herstellungsschritt wenigstens einer ersten Komponente der Mehrzahl von Komponenten charakterisiert;
- b) Ermitteln zumindest eines Abweichungswertes, um welchen der wenigstens eine Fertigungsdatensatz von einem vorgegebenen, der wenigstens einen ersten Komponente zugeordneten Referenz-Fertigungsdatensatz abweicht;
- c) Ermitteln, ob der zumindest eine Abweichungswert einen vorgegebenen Abweichungsbetrag oder mehrere vorgegebene Abweichungsbeträge überschreitet oder unterschreitet; und
- d) Bestimmen des Prüfumfangs der Baugruppe derart, dass der Prüfumfang von einem, der Baugruppe zugeordneten Standard-Prüfumfang abweicht, wenn der zumindest eine Abweichungswert den vorgegebenen Abweichungsbetrag oder die mehreren vorgegebenen Abweichungsbeträge überschreitet oder unterschreitet.
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Dies ist von Vorteil, da das Bestimmen des Prüfumfangs der Baugruppe somit in Abhängigkeit von dem Abweichungswert erfolgen kann, wenn der Abweichungswert den Abweichungsbetrag oder die mehreren Abweichungsbeträge überschreitet oder unterschreitet. Mit anderen Worten kann der Prüfumfang der einzelnen, aus der Mehrzahl von Komponenten zusammengesetzten Baugruppe also davon abhängen, inwiefern der wenigstens eine Fertigungsdatensatz, welcher der ersten Komponente zugeordnet ist, von dem der ersten Komponente zugeordneten Referenz-Fertigungsdatensatz abweicht. Der Referenz-Fertigungsdatensatz kann zumindest einen Soll-Fertigungswert umfassen. Der Fertigungsdatensatz kann zumindest einen Ist-Fertigungswert umfassen, welcher mit dem Soll-Fertigungsdatensatz verglichen werden kann. Im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Prüfverfahren, bei welchen sämtliche Baugruppen einer Fertigungsserie - unabhängig davon, welche Montagestrategie bei der Montage der Baugruppen angewandt wurde - demselben Prüfumfang unterworfen werden, kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein individuelles Bestimmen des Prüfumfangs für jede einzelne aus der Mehrzahl von Komponenten zusammengesetzte Baugruppe erfolgen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann also anhand des zumindest einen Abweichungswertes eine jeweilige Einzelqualität der einzelnen Komponenten beim Bestimmen des Prüfumfangs berücksichtigt werden, sodass es möglich ist, den Prüfumfang beispielsweise zu minimieren, sofern der wenigstens eine Fertigungsdatensatz keinerlei Abweichung von dem vorgegebenen Referenz-Fertigungsdatensatz zeigt (und damit der Abweichungswert dem Wert „0“ entspricht). Dementsprechend ist es möglich eine in besonderem Maße verbesserte, individuelle Prüfung der Baugruppe durchzuführen, sofern beispielsweise der Abweichungswert dem Wert „0“ entspricht.
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In anderen Worten ausgedrückt erfolgt in Schritt c) ein Ermitteln, ob der zumindest eine Abweichungswert von dem vorgegebenen Abweichungsbetrag oder von den mehreren Abweichungsbeträgen abweicht.
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Das Bestimmen des Prüfumfangs der Baugruppe kann derart erfolgen, dass der Prüfumfang im Vergleich zu dem Standard-Prüfumfang erhöht ist, wenn der zumindest eine Abweichungswert den vorgegebenen Abweichungsbetrag oder die mehreren Abweichungsbeträge überschreitet. Dadurch kann in vorteilhafter Weise bedarfsgerecht eine besonders intensive Prüfung der Baugruppe erfolgen, wobei im Vergleich zu dem Standard-Prüfumfang mehr Zeit für die Prüfung investiert werden kann.
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Das Bestimmen des Prüfumfangs der Baugruppe kann derart erfolgen, dass der Prüfumfang im Vergleich zu dem Standard-Prüfumfang verringert ist, wenn der zumindest eine Abweichungswert den vorgegebenen Abweichungsbetrag oder die mehreren Abweichungsbeträge unterschreitet. Dadurch kann in vorteilhafter Weise Zeit für die Prüfung eingespart werden.
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Besonders bevorzugt wird der Prüfumfang mit einem Wert von „0“ oder mit einem gegen „0“ gehenden Wert, bestimmt, wenn der zumindest eine Abweichungswert und/oder eine vorbestimmte Menge von mehreren, weiteren Abweichungswerten dem Wert „0“ entspricht oder gegen den Wert „0“ geht. Nimmt der Prüfungsumfang den Wert „0“ an, so kann die Prüfung sogar vollständig entfallen, womit eine erhebliche Zeitersparnis einhergeht. Geht der Abweichungswert und/oder die vorbestimmte Menge der mehreren, weiteren Abweichungswerte gegen „0“, so kann der Prüfumfang einem Mindestprüfumfang entsprechen, welcher durch den gegen „0“ gehenden Wert des Prüfumfangs charakterisiert ist. Dementsprechend kann dann eine auf dem Mindestprüfumfang basierende Mindestprüfung, welche auch als Minimalprüfung bezeichnet werden kann, erfolgen. Dies ermöglicht eine besonders aufwandsarme Qualitätssicherung.
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Der vorgegebene Abweichungsbetrag je Abweichungswert kann allgemein eine vorgegebene Toleranz sein. Dabei kann es sich um eine im Mittel zulässige vorgegebene Toleranz handeln.
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Der Prüfumfang kann bevorzugt auf eine Endprüfung bezogen sein, welche auch als EOL-Prüfung (End-of-Line-Prüfung) bezeichnet werden kann. Mit anderen Worten kann der Prüfumfang somit auf eine Prüfung der Baugruppe am Ende eines Fertigungsprozesses oder mehrerer Fertigungsprozesse der Baugruppe bezogen sein. Die aus der Mehrzahl der Komponenten zusammengesetzte Baugruppe kann dabei auf Funktion geprüft werden, was der Qualitätssicherung dient. Sofern der Prüfumfang auf die Endprüfung bezogen ist, kann besonders viel Prüfaufwand eingespart werden, zumal die Baugruppe bei der Endprüfung in einem voll funktionsfähigen Zustand vorliegen kann und dementsprechend viele Einzelfunktionen überprüft werden können. Durch das Bestimmen des Prüfumfangs kann ermittelt werden, welche der Einzelfunktionen tatsächlich überprüft werden sollen und bei welchen der Einzelfunktionen auf eine Prüfung verzichtet werden kann.
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Bei der Baugruppe kann es sich beispielsweise um einen Elektromotor oder um einen elektrifizierten Antriebsstrang handeln. Die erste Komponente kann dementsprechend beispielsweise eine Rotoreinheit für den Elektromotor oder eine Leistungselektronik des elektrifizierten Antriebsstrangs sein, um nur einige Beispiele zu nennen.
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Die erste Komponente kann als aus Einzelbauteilen gebildete Komponentengruppe, also als erste Komponentengruppe, bereitgestellt sein.
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Erfindungsgemäß erfolgt weiterhin ein Bereitstellen wenigstens eines, zu dem wenigstens einen ersten Fertigungsdatensatz komplementären zweiten Fertigungsdatensatzes, welcher zumindest einen zweiten Herstellungsschritt wenigstens einer zweiten Komponente der Mehrzahl von Komponenten charakterisiert, sowie ein Ermitteln zumindest eines zweiten Abweichungswertes, um welchen der wenigstens eine zweite Fertigungsdatensatz von einem vorgegebenen, der wenigstens einen zweiten Komponente zugeordneten zweiten Referenz-Fertigungsdatensatz abweicht, sowie ein Ermitteln, ob der zumindest eine zweite Abweichungswert einen vorgegebenen zweiten Abweichungsbetrag oder mehrere vorgegebene zweite Abweichungsbeträge überschreitet oder unterschreitet. Dabei wird die erste Komponente vor Schritt d) mit der zweiten Komponente bestimmungsgemäß verbunden und der Prüfumfang der Baugruppe in Schritt d) zu einem Prüfumfangswert von „0“ bestimmt, wenn der erste Abweichungswert höchstens um einen vorgegebenen ersten Toleranzbetrag, welcher kleiner ist, als der vorbestimmte erste Abweichungsbetrag oder als die mehreren vorbestimmten ersten Abweichungsbeträge, von dem ersten Referenz-Fertigungsdatensatz abweicht und zudem der zweite Abweichungswert höchstens um einen vorgegebenen zweiten Toleranzbetrag, welcher kleiner ist, als der vorbestimmte zweite Abweichungsbetrag oder als die mehreren vorbestimmten zweiten Abweichungsbeträge, von dem zweiten Referenz-Fertigungsdatensatz abweicht. Dies ist von Vorteil, da hierdurch die Möglichkeit besteht, den Prüfumfang auf ein Minimum zu reduzieren. Der Prüfumfangswert von „0“ entspricht dabei einem Entfallen der Prüfung oder einer Beschränkung der Prüfung auf einen vorgegebenen, absoluten Mindestprüfumfang. Mit anderen Worten erfolgt bei einem Prüfumfangswert von „0“ also entweder keine Prüfung, insbesondere Endprüfung, oder alternativ dazu lediglich eine Mindestprüfung entsprechend dem vorgegebenen, absoluten Mindestprüfumfang der Baugruppe.
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Bei dem ersten Fertigungsdatensatz und dem zweiten Fertigungsdatensatz handelt es sich um sich gegenseitig ergänzende Fertigungsdatensätze, also um Fertigungsdatensätze von miteinander zusammenwirkenden Komponentenbereichen oder Einzelteilen der wenigstens einen ersten Komponente und der wenigstens einen zweiten Komponente. Ein einfaches Beispiel hierfür stellt eine „Welle-Nabe-Verbindung“ dar. Das Einzelteil Welle kann der ersten Komponente und das Einzelteil Nabe (als zu der Welle komplementäres Einzelteil) der zweiten Komponente zugeordnet sein. Der erste Fertigungsdatensatz kann Angaben darüber enthalten, dass die Welle einen um 0,05 mm zu großen (vom entsprechenden Nennmaß abweichenden) Außendurchmesser aufweist. Der zweite Fertigungsdatensatz kann - zu dem ersten Fertigungsdatensatz komplementäre - Angaben darüber enthalten, dass die Nabe einen um 0,05 mm zu kleinen (vom entsprechenden Nennmaß abweichenden) Innendurchmesser aufweist.
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Die zweite Komponente kann - ebenso wie die erste Komponente - als aus jeweiligen Einzelbauteilen gebildete Komponentengruppe, also als zweite Komponentengruppe bereitgestellt sein.
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Unter dem Ausdruck „bestimmungsgemäß verbunden“ ist zu verstehen, dass die wenigstens eine erste Komponente mit der wenigstens einen zweiten Komponente derart verbunden wird, dass ein bestimmungsgemäßer Gebrauch der zusammengesetzten Baugruppe unter Verwendung der ersten Komponente und der zweiten Komponente ermöglicht ist.
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Erfindungsgemäß charakterisiert der wenigstens eine Fertigungsdatensatz zumindest einen Messwert der wenigstens einen ersten Komponente. Dies ist von Vorteil, da durch den zumindest einen Messwert auf besonders einfache Art und Weise eine reale Abmessung der wenigstens einen ersten Komponente ausgedrückt werden kann. Der zumindest eine Messwert wird durch eine entsprechende Messung an der fertigen, wenigstens einen ersten Komponente bestimmt und somit auf besonders einfache Art und Weise ermittelt. Unter dem Ausdruck „Messwert der wenigstens einen ersten Komponente“ ist zu verstehen, dass der Messwert auf die wenigstens eine erste Komponente, insbesondere unmittelbar auf die wenigstens eine erste Komponente, bezogen sein kann. Der Messwert kann beispielsweise eine Außenabmessung, eine Innenabmessung, oder ein anderer herstellungsbedingt toleranzbehafteter Geometriewert sein. Durch den zumindest einen Messwert kann in vorteilhafter Weise auch besonders einfach beispielsweise eine Schwindung der wenigstens einen ersten Komponente zahlenmäßig erfasst und ausgedrückt werden, sofern die wenigstens eine erste Komponente zumindest teilweise beispielsweise durch ein Gussverfahren hergestellt ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung charakterisiert der wenigstens eine Fertigungsdatensatz zumindest einen Qualitätswert der wenigstens einen ersten Komponente. Dies ermöglicht eine besonders aussagekräftige Bewertung, inwiefern die erste Komponente für den Einsatz in der Baugruppe geeignet ist. Der Qualitätswert kann auch als Prüfwert bezeichnet werden. Der Qualitätswert kann beispielsweise ein Härtewert, insbesondere eine Oberflächenhärte, der ersten Komponente sein. Der Qualitätswert kann beispielsweise auch ein Dichtewert der ersten Komponente sein. Denkbar ist auch, dass der Qualitätswert einer Zugfestigkeit der ersten Komponente entspricht, um nur einige Beispiele zu nennen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst der wenigstens eine Fertigungsdatensatz zumindest einen, die Bearbeitung der wenigstens einen ersten Komponente durch eine Bearbeitungsvorrichtung während des zumindest einen Herstellungsschrittes charakterisierenden Interaktionsdatensatz. Mit anderen Worten umfasst der wenigstens eine Fertigungsdatensatz zumindest einen Interaktionsdatensatz, welcher die Bearbeitung der wenigstens einen ersten Komponente während des zumindest einen Herstellungsschrittes durch die Bearbeitungsvorrichtung charakterisiert. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich den Prüfumfang auch in Abhängigkeit von dem Interaktionsdatensatz und damit von zumindest einer Interaktion zwischen der Bearbeitungsvorrichtung und der ersten Komponente zu bestimmen, wodurch ein besonders bedarfsgerechtes Bestimmen des Prüfumfangs erfolgen kann. Unter dem Interaktionsdatensatz kann zumindest ein, durch ein gegenseitiges aufeinander Einwirken zwischen der ersten Komponente und der Bearbeitungsvorrichtung bedingter Interaktionswert zu verstehen sein.
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Zur Veranschaulichung kann das folgende Beispiel dienen: Der Interaktionswert kann beispielsweise ein Vorschub, also ein in einem bestimmten Zeitabschnitt zurückgelegter Weg, sein, welchen beispielsweise ein Fräskopf der Bearbeitungsvorrichtung bei dem Herstellungsschritt an einem Teilbereich der wenigstens einen ersten Komponente zurücklegt, bzw. zurückgelegt hat. Ist der Vorschub beispielsweise geringer, als ein, durch den Referenz-Fertigungsdatensatz gegebener Referenz-Vorschub, so kann dies auf einen beschädigten Fräskopf und zusätzlich oder alternativ beispielsweise auf einen zu großen Härtewert des mittels des Fräskopfs spanend bearbeiteten Teilbereichs hindeuten. Infolgedessen kann der Abweichungswert dementsprechend den vorgegebenen Abweichungsbetrag oder die mehreren vorgegebene Abweichungsbeträge überschreiten, wodurch der Prüfumfang dahingehend von dem Standard-Prüfumfang abweichen kann, dass beispielsweise eine Oberflächenrauigkeit an der durch den Fräskopf bearbeiteten Oberfläche des Teilbereichs im Rahmen des Prüfumfangs überprüft wird, auch wenn eine derartige Prüfung der Oberflächenrauigkeit im Standard-Prüfumfang nicht vorgesehen sein sollte.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung charakterisiert der zumindest eine Interaktionsdatensatz wenigstens einen, durch die Bearbeitungsvorrichtung während des zumindest einen Herstellungsschrittes erzeugten Kraft-Weg-Verlauf und/oder wenigstens einen durch die Bearbeitungsvorrichtung während des zumindest einen Herstellungsschrittes erzeugten Fügekraftverlauf, insbesondere Schraubkraftverlauf, und/oder wenigstens einen durch die Bearbeitungsvorrichtung während des zumindest einen Herstellungsschrittes erzeugten Temperatur-Zeit-Verlauf. Dadurch kann auf besonders einfache Art und Weise auf etwaige Bauteilfehler oder Bearbeitungsfehler (Herstellungsfehler) zurückgeschlossen werden. So kann beispielsweise auf Inhomogenitäten in einem Material der wenigstens einen ersten Komponente durch eine etwaige Unstetigkeit im Kraft-Weg-Verlauf bzw. im Fügekraftverlauf bzw. im Temperatur-Zeit-Verlauf geschlossen werden. Sofern der Interaktionsdatensatz sowohl den Kraft-Weg-Verlauf als auch den Fügekraftverlauf als auch den Temperatur-Zeit-Verlauf charakterisiert, sind besonders zuverlässige Rückschlüsse auf die Qualität der ersten Komponente sowie die ordnungsgemäße Durchführung des Herstellungsschrittes ermöglicht.
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Die Verwendung des Temperatur-Zeit-Verlaufs kann beispielsweise vorteilhaft sein, um Inhomogenitäten während eines Abkühlvorganges (beispielsweise nach einem Gießprozess, durch welchen die erste Komponente hergestellt wird) zu detektieren bzw. zu erkennen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst der zumindest eine Fertigungsdatensatz wenigstens einen, die Bearbeitungsvorrichtung charakterisierenden Vorrichtungsdatensatz. Dies ist von Vorteil, da mit dem Vorrichtungsdatensatz Rückschlüsse auf den Zustand der Bearbeitungsvorrichtung erfolgen können und damit die Eignung der Bearbeitungsvorrichtung zur Durchführung des Herstellungsschrittes bewertet werden kann. Dies gestattet eine besonders genaue Anpassung des Prüfumfangs. So kann der Vorrichtungsdatensatz beispielsweise eine Anzahl an Defekten oder Ausfällen der Bearbeitungsvorrichtung, beispielsweise infolge von Werkzeugbrüchen, über der Betriebsdauer der Bearbeitungsvorrichtung umfassen, um nur ein Beispiel zu nennen. Insbesondere kann der Vorrichtungsdatensatz die Bearbeitungsvorrichtung während des zumindest einen Herstellungsschrittes charakterisieren.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung charakterisiert der zumindest eine Vorrichtungsdatensatz wenigstens einen durch die Bearbeitungsvorrichtung während des zumindest einen Herstellungsschrittes erzeugten Energieverbrauch und/oder wenigstens einen durch die Bearbeitungsvorrichtung während des zumindest einen Herstellungsschrittes erzeugten Medienverbrauch, insbesondere Druckluftverbrauch. Dies ist von Vorteil, da sowohl der Energieverbrauch als auch der Medienverbrauch ein besonders bedarfsgerechtes Bestimmen des Prüfumfangs gestatten. Der Energieverbrauch sowie der Medienverbrauch sind besonders einfach zu ermittelnde Indikatoren dafür, ob der zumindest eine Herstellungsschritt ordnungsgemäß durchgeführt wurde. Charakterisiert der Vorrichtungsdatensatz sowohl den Energieverbrauch als auch den Medienverbrauch, so kann eine besonders günstige und zugleich einfache Bewertung der Qualität des Herstellungsschrittes und damit auch ein besonders bedarfsgerechtes Bestimmen des Prüfumfangs erfolgen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird als der zumindest eine Abweichungswert ein Qualitätsindikator ermittelt, wobei das Ermitteln des zumindest einen Abweichungswertes in Schritt b) unter Verwendung von künstlicher Intelligenz erfolgt. Dies ist von Vorteil, da über den Qualitätsindikator eine besonders einfache Bewertung erfolgen kann, inwiefern zumindest die erste Komponente in ausreichendem Maße dazu beitragen kann, den Qualitätsansprüchen an die zusammengesetzte Baugruppe zu genügen. Der Qualitätsindikator kann einem Toleranzwert entsprechen, welcher innerhalb eines vorgegebenes Toleranzbandes oder mehrerer vorgegebener Toleranzbänder liegen kann, wodurch eine ausreichende Qualität gegeben ist, oder welcher außerhalb des vorgegebenen Toleranzbandes oder der mehreren vorgegebenen Toleranzbänder liegen kann, was auf eine mangelhafte Qualität hindeuten kann. Die Verwendung von künstlicher Intelligenz gestattet vor allem in der Massenproduktion eine besonders schnelle Ermittlung und Bewertung von Produktionsmängeln sowie ein Erkennen von beispielsweise durch zufällige Störungen bewirkten Fehlern beispielsweise der ersten Komponente.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Prüfumfangs einer aus einer Mehrzahl von Komponenten zusammengesetzten Baugruppe. Die Vorrichtung ist dazu eingerichtet, zumindest einen Abweichungswert aus wenigstens einem, zumindest einen Herstellungsschritt wenigstens einer ersten Komponente der Mehrzahl von Komponenten charakterisierenden Fertigungsdatensatz und einem vorgegebenen, der wenigstens einen ersten Komponente zugeordneten Referenz-Fertigungsdatensatz zu ermitteln. Die Vorrichtung ist des Weiteren dazu eingerichtet, zu ermitteln ob der zumindest eine Abweichungswert einen vorgegebenen Abweichungsbetrag oder mehrere vorgegebene Abweichungsbeträge überschreitet oder unterschreitet. Die Vorrichtung ist zudem dazu eingerichtet, den Prüfumfang der Baugruppe derart zu bestimmen, dass der Prüfumfang von einem, der Baugruppe zugeordneten Standard-Prüfumfang abweicht, wenn der zumindest eine Abweichungswert den vorgegebenen Abweichungsbetrag oder die mehreren vorgegebenen Abweichungsbeträge überschreitet oder unterschreitet.
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Der wenigstens eine Fertigungsdatensatz kann von einer Bearbeitungsvorrichtung, mittels welcher der zumindest eine Herstellungsschritt durchführbar sein kann, ermittelbar und bereitstellbar sein. Die Vorrichtung kann die Bearbeitungsvorrichtung umfassen.
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Die Vorrichtung ist dazu eingerichtet, die Baugruppe in Abhängigkeit von dem zuvor bestimmten Prüfumfang zu prüfen, also mit anderen Worten die Prüfung, insbesondere Endprüfung, der Baugruppe im Rahmen des Prüfumfangs durchzuführen. Hierzu kann die Vorrichtung beispielsweise eine Prüfeinrichtung umfassen, welche die Baugruppe entsprechend des Prüfumfangs prüft.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung hier nicht noch einmal beschrieben.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1a ein schematisches Diagramm, bei welchem qualitativ eine Häufigkeit über einer Produktqualität aufgetragen ist und welches eine statistische Verteilung einer, mit einer aus dem Stand der Technik bekannten, statistischen Montage erzielbaren Qualität zeigt;
- 1b ein weiteres schematisches Diagramm, bei welchem qualitativ die Häufigkeit über der Produktqualität aufgetragen ist und welches die statistische Verteilung einer, mit einer aus dem Stand der Technik bekannten, Montage mit Justage erzielbaren Qualität zeigt;
- 1c ein weiteres schematisches Diagramm, bei welchem qualitativ die Häufigkeit über der Produktqualität aufgetragen ist und welches die statistische Verteilung einer mit einer aus dem Stand der Technik bekannten, selektiven Montage erzielbaren Qualität zeigt; und
- 2 eine schematische Darstellung einer aus einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente zusammengesetzten Baugruppe, wobei mittels einer Vorrichtung ein Prüfumfang der Baugruppe bestimmt wird.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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1a bis 1c zeigen jeweilige, schematische Diagramme, bei welchen eine statistische Häufigkeit H über einer Produktqualität P aufgetragen ist und welche eine statistische Verteilung von mit verschiedenen, aus dem Stand der Technik bekannten Montagestrategien erzielbaren Qualitäten zeigen. 1a zeigt die statistische Verteilung einer mittels „statistischer Montage“ erzielbaren Produktqualität. 1 b zeigt die statistische Verteilung einer mittels „Montage mit Justage“ erzielbaren Produktqualität. 1 c zeigt die statistische Verteilung einer mittels „selektiver Montage“ erzielbaren Produktqualität.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 30 zum Bestimmen eines Prüfumfangs einer aus einer Mehrzahl von Komponenten 12, 14 zusammengesetzten Baugruppe 10. Die Vorrichtung 30 umfasst eine Recheneinheit 34, durch welche jeweilige, in 2 schematisch gezeigte Verfahrensschritte a), b), c), d) durchgeführt werden können. In Schritt a) erfolgt ein Bereitstellen wenigstens eines Fertigungsdatensatzes, welcher zumindest einen Herstellungsschritt wenigstens einer ersten Komponente 12 der Mehrzahl von Komponenten 12, 14 charakterisiert. In Schritt b) erfolgt ein Ermitteln zumindest eines Abweichungswertes, um welchen der wenigstens eine Fertigungsdatensatz von einem vorgegebenen, der wenigstens einen ersten Komponente 12 zugeordneten Referenz-Fertigungsdatensatz abweicht. In Schritt c) erfolgt ein Ermitteln, ob der zumindest eine Abweichungswert einen vorgegebenen Abweichungsbetrag oder mehrere vorgegebene Abweichungsbeträge überschreitet oder unterschreitet. In Schritt d) erfolgt ein Bestimmen des Prüfumfangs der Baugruppe 10 derart, dass der Prüfumfang von einem, der Baugruppe 10 zugeordneten Standard-Prüfumfang abweicht, wenn der zumindest eine Abweichungswert den vorgegebenen Abweichungsbetrag oder die mehreren vorgegebenen Abweichungsbeträge überschreitet oder unterschreitet.
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Der wenigstens eine Fertigungsdatensatz charakterisiert zumindest einen Messwert der wenigstens einen ersten Komponente 12 sowie zumindest einen Qualitätswert der wenigstens einen ersten Komponente 12.
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Der wenigstens eine Fertigungsdatensatz umfasst zumindest einen, die Bearbeitung der wenigstens einen ersten Komponente 12 durch eine Bearbeitungsvorrichtung 32 während des zumindest einen Herstellungsschrittes charakterisierenden Interaktionsdatensatz. Der zumindest eine Interaktionsdatensatz charakterisiert wenigstens einen, durch die Bearbeitungsvorrichtung 32 während des zumindest einen Herstellungsschrittes erzeugten Kraft-Weg-Verlauf und/oder wenigstens einen durch die Bearbeitungsvorrichtung 32 während des zumindest einen Herstellungsschrittes erzeugten Fügekraftverlauf, bei welchem es sich vorliegend um einen Schraubkraftverlauf handelt, und/oder wenigstens einen durch die Bearbeitungsvorrichtung 32 während des zumindest einen Herstellungsschrittes erzeugten Temperatur-Zeit-Verlauf.
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Der zumindest eine Fertigungsdatensatz umfasst zudem wenigstens einen, die Bearbeitungsvorrichtung 32 charakterisierenden Vorrichtungsdatensatz, wobei der zumindest eine Vorrichtungsdatensatz wenigstens einen durch die Bearbeitungsvorrichtung 32 während des zumindest einen Herstellungsschrittes erzeugten Energieverbrauch und/oder wenigstens einen durch die Bearbeitungsvorrichtung 32 während des zumindest einen Herstellungsschrittes erzeugten Medienverbrauch charakterisiert, bei welchem es sich vorliegend um einen Druckluftverbrauch handelt.
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Als der zumindest eine Abweichungswert kann ein Qualitätsindikator ermittelt werden, wobei das Ermitteln des zumindest einen Abweichungswertes in Schritt b) unter Verwendung von künstlicher Intelligenz erfolgen kann.
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Zudem erfolgt vorliegend durch die Bearbeitungsvorrichtung 32 ein Bereitstellen wenigstens eines, zu dem wenigstens einen ersten Fertigungsdatensatz komplementären zweiten Fertigungsdatensatzes, welcher zumindest einen zweiten Herstellungsschritt der wenigstens einen zweiten Komponente 14 der Mehrzahl von Komponenten 12, 14 charakterisiert. Die Bearbeitungsvorrichtung 32 ist signalübertragend mit der Recheneinheit 34 verbunden, um den wenigstens einen Fertigungsdatensatz sowie den dazu komplementären zweiten Fertigungsdatensatz an die Recheneinheit 34 zu übermitteln. Des Weiteren erfolgt ein Ermitteln zumindest eines zweiten Abweichungswertes, um welchen der wenigstens eine zweite Fertigungsdatensatz von einem vorgegebenen, der wenigstens einen zweiten Komponente zugeordneten zweiten Referenz-Fertigungsdatensatz abweicht. Darüber hinaus erfolgt ein Ermitteln, ob der zumindest eine zweite Abweichungswert einen vorgegebenen zweiten Abweichungsbetrag oder mehrere vorgegebene zweite Abweichungsbeträge überschreitet oder unterschreitet, wobei die erste Komponente 12 vor Schritt d) mit der zweiten Komponente 14 bestimmungsgemäß verbunden wird. Die bestimmungsgemäße Verbindung der ersten Komponente 12 mit der zweiten Komponente 14 ist schematisch in 2 anhand einer lediglich exemplarischen Schwalbenschwanzverbindung, an welcher zusätzlich eine (nicht gezeigte) Verschraubung der ersten Komponente 12 mit der zweite Komponente 14 vorgesehen ist, gezeigt.
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Der Prüfumfang der Baugruppe 10 wird in Schritt d) anhand der Recheneinheit 34 zu einem Prüfumfangswert von „0“ bestimmt, wenn der erste Abweichungswert höchstens um einen vorgegebenen ersten Toleranzbetrag, welcher kleiner ist, als der vorbestimmte erste Abweichungsbetrag oder als die mehreren vorbestimmten ersten Abweichungsbeträge, von dem ersten Referenz-Fertigungsdatensatz abweicht und zudem der zweite Abweichungswert höchstens um einen vorgegebenen zweiten Toleranzbetrag, welcher kleiner ist, als der vorbestimmte zweite Abweichungsbetrag oder als die mehreren vorbestimmten zweiten Abweichungsbeträge, von dem zweiten Referenz-Fertigungsdatensatz abweicht.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung durch das Bestimmen des Prüfumfangs eine individuelle Entscheidung erfolgen kann, in welchem Umfang die aus den Komponenten 12, 14 zusammengesetzte Baugruppe 10 getestet, also mit anderen Worten der Prüfung (beispielsweise der Endprüfung) unterzogen werden kann. Insbesondere ermöglicht es das Verfahren individuell zu entscheiden, welche spezifischen Eigenschaften der Baugruppe 10 geprüft werden sollen, und bei welchen Eigenschaften die Prüfung unterbleiben soll. Als Basis für die Entscheidung dienen der Fertigungsdatensatz, bzw. die sämtlichen Fertigungsdatensätze, welche auch zu einem, die Baugruppe 10 betreffenden gemeinsamen Fertigungsdatensatz zusammengefasst werden können.
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Um eine besonders exakte Bestimmung des Prüfumfangs zu ermöglichen, kann zumindest einer der Fertigungsdatensätze (der ersten Komponente 12 und zusätzlich oder alternativ der zweiten Komponente 14) beispielsweise Daten eines Zulieferers (Zulieferer-Daten), „Reverse Engineering“-Daten, und zusätzlich oder alternativ während des zumindest einen Herstellungsschrittes gewonnene Messdaten und zusätzlich oder alternativ Prüfdaten insbesondere von Inline-Messstationen oder EOL-Prüfständen (End-of-Line-Prüfständen) und dergleichen enthalten.
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Aus den Fertigungsdatensätzen lassen sich Zusammenhänge bestimmen, welche aus Messwerten, Prozesswerten, Maschinendaten, zu welchen der Energieverbrauch sowie der Medienverbrauch (beispielsweise Druckluftverbrauch) zählen, und dergleichen hervorgehen, und welche während der Herstellung der Baugruppe Einfluss auf deren Produktionsablauf, auf das Prüfergebnis und/oder auf einzelne Produkteigenschaften der Baugruppe haben.
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Handelt es sich beispielsweise bei der Baugruppe um einen elektrifizierten Antriebsstrang, so führen beispielsweise bestimmte Kombinationen einer Leistungselektronik (welche beispielsweise der ersten Komponente entsprechen kann) des elektrifizierten Antriebsstranges, einer elektrischen Maschine (welche beispielsweise der zweiten Komponente entsprechen kann) des elektrifizierten Antriebsstranges und eines Getriebes (welches beispielsweise einer dritten Komponente entsprechen kann) des elektrifizierten Antriebsstranges mit unterschiedlichen Wahrscheinlichkeiten (beispielsweise „garantiert“, „ziemlich sicher“ oder „niemals“) zu einem Endprodukt (Baugruppe), welches völlig in Ordnung ist. Die Zusammenhänge aus den Fertigungsdatensätzen, bzw. dem gemeinsamen Fertigungsdatensatz lassen sich zusätzlich nutzen um während des Produktionsablaufs, also während des Zusammensetzens der Baugruppe, gezielt Einzelkomponenten, also beispielsweise verschiedene erste Komponenten mit verschiedenen zweiten Komponenten, zu kombinieren. Damit kann in vorteilhafter Weise bei einem Teil der Endprodukte (Baugruppen) möglichst wenig bis hin zu keinerlei Prüfung (Endprüfung) notwendig sein. Dadurch ist eine gezielte Fertigung von als sogenannten „Best-Case-Komponenten“ ausgebildeten Baugruppen möglich.
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Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens bzw. der Vorrichtung besteht darin, dass individuell für jede zusammengesetzte Baugruppe lediglich ein unbedingt notwendiger Prüfaufwand durch das Bestimmen des Prüfumfangs beispielsweise bei der Endprüfung betrieben werden muss. Die Endprüfung kann dabei sogar ganz entfallen.
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Die Baugruppe kann allgemein auch mehrere individuell zusammengesetzte Kombinationen aus verschiedenen ersten Komponenten und zweiten Komponenten aufweisen, für welche jeweils eigene Qualitätsindikatoren ermittelt und angewendet werden, sodass eine besonders günstige Bauteilpaarung der jeweiligen ersten und zweiten Komponenten erfolgen kann. Die erste Komponente und die zweite Komponente können durch selektive Montage miteinander verbunden und damit montiert sein.
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Aus einer Mehrzahl an im Rahmen einer Serienfertigung noch nicht zusammengesetzten ersten Komponenten und zweiten Komponenten können anhand der Fertigungsdatensätze individuell einzelne erste Komponenten und zweite Komponenten für eine jeweilige Bauteilkombination (Komponentenkombination) ausgewählt werden, welche einen jeweiligen besonders hohen Qualitätsindikator erwarten lassen. Bei Unterschreitung des Qualitätsindikators für eine bestimmte Bauteilkombination kann der Prüfumfang in Abhängigkeit davon, um welchen Differenzbetrag der zumindest eine Abweichungswert den vorgegebenen Abweichungsbetrag oder die mehreren Abweichungsbeträge unterschreitet, variieren.
