DE102021204503A1 - Verfahren zum Betreiben einer Fertigungsanlage, Computerprogrammprodukt, Datenträger und Fertigungsanlage - Google Patents

Verfahren zum Betreiben einer Fertigungsanlage, Computerprogrammprodukt, Datenträger und Fertigungsanlage Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Fertigungsanlage, die zur Fertigstellung einer Vielzahl gleicher Produkte ausgebildet ist, wobei die Produkte durch die jeweils aus mindestens zwei einzelnen Bauteilen in einer Bauteilkombination zusammengebaut werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Fertigungsanlage, die zur Fertigstellung einer Vielzahl gleicher Produkte ausgebildet ist, wobei die Produkte durch die Fertigungsanlage jeweils aus mindestens zwei einzelnen Bauteilen in einer Bauteilkombination zusammengebaut werden.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, das das obenstehende Verfahren durchführt, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer ausgeführt wird. Außerdem betrifft die Erfindung einen Datenträger mit einem derartigen Computerprogrammprodukt sowie eine Fertigungsanlage, die speziell dazu hergerichtet ist, das Computerprogramm beziehungsweise das oben genannte Verfahren auszuführen.
  • Stand der Technik
  • Verfahren und Fertigungsanlagen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. In der Massenproduktion werden Produkte aus einer Vielzahl einzelner Bauteile zusammengebaut. Dabei sind Fertigungsanlagen bekannt, die eine vollautomatisierte Montage eines Produkts aus mehreren Bauteilen ermöglichen. Alle Bauteile, die zur Fertigstellung des Produkts eingesetzt werden, sind Toleranzen unterlegen, die sich aus der Herstellung sowie aus der Konstruktion des jeweiligen Bauteils und des Produkts ergeben. Insbesondere in Fällen, in welchen zumindest eines der Bauteile von einem Drittanbieter beziehungsweise einem anderen Hersteller geliefert wird, ist die Einhaltung der gewünschten Toleranzen für die fertigstellende Firma von hoher Bedeutung. Durch aufwändige Qualitätsprüfungen, bevor ein Bauteil in die Fertigmontage gelangt, kann das Einhalten entsprechender Toleranzen überwacht werden. Dies verzögert jedoch die Montage und erhöht den finanziellen Aufwand für die Fertigstellung erheblich. Werden Toleranzen nicht überwacht, so kann es zu einem erhöhten Anteil von fehlerhaften Ausschussprodukten, die sich aus der Zusammenstellung der einzelnen Bauteile ergeben, kommen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass Bauteile oder Bauteilkombinationen, die mit hoher Wahrscheinlichkeit zu Ausschussprodukten führen würden, frühzeitig aus der Produktion oder Fertigstellung entfernt werden. Auch wird es durch das Verfahren ermöglicht, einzelne Bauteile, die in bestimmten Bauteilkombinationen zu Ausschussprodukten, in anderen Bauteilkombinationen jedoch zu funktionierenden Fertigprodukten führen würden, einer Bauteilkombination zuzuführen, die mit hoher Wahrscheinlichkeit zu einem Fertigprodukt geführt wird. Dadurch wird der Ausschuss insgesamt reduziert und die vorhandenen Bauteile werden vorteilhaft ausgenutzt. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch die folgenden Schritte aus:
    • Zunächst wird eine Empfangs- und/oder Speichereinrichtung zum Empfangen und/oder Speichern von Herstellungsdaten von jedem der Bauteile angesteuert, wobei die Herstellungsdaten physikalische Eigenschaften des jeweiligen Bauteils und/oder Prozessparameter aus einem Herstellungsprozesses des jeweiligen Bauteils umfassen. In diesem ersten Schritt werden also Herstellungsdaten der einzelnen Bauteile ermittelt und hinterlegt. Bei den physikalischen Eigenschaften der Bauteile handelt es sich beispielsweise um eingesetzte Materialien, Oberflächenbeschaffenheiten, Elastizitäten, magnetische, elektromagnetische, geometrische, hydraulische Eigenschaften, wie beispielsweise ein Volumenstrom, oder dergleichen. Bei den Prozessparametern handelt sich insbesondere um Parameter, die im jeweiligen Herstellungsprozesses des jeweiligen Bauteils eingesetzt wurden, wie beispielsweise eine Härtungstemperatur oder Herstellungstemperatur, eine Heizdauer oder ein Heizverlauf, eingesetzte Beschichtungsverfahren, Urformverfahren oder Umformverfahren, oder Prozessparameter von weiteren Bearbeitungsverfahren, wie beispielsweise Fräsverfahren, Bohrverfahren, Beschichtungsverfahren oder dergleichen. Die Herstellungsdaten werden vorzugsweise durch den jeweiligen Hersteller bereitgestellt, sodass ein nachträgliches Erfassen, insbesondere der physikalischen Eigenschaften des jeweiligen Bauteils, entfällt. Vielmehr werden beispielsweise die Daten aus der Qualitätskontrolle des jeweiligen Herstellers oder der jeweiligen Abteilung derselben Firma berücksichtigt, falls die infrage stehenden Bauteile durch die gleiche Firma hergestellt werden.
  • In einem zweiten Schritt wird die Empfangs- und/oder Speichereinrichtung dazu angesteuert, Funktionstestdaten von aus den Bauteilen bereits hergestellter Produkte zu empfangen und/oder zu speichern, wobei die Funktionstestdaten die fertiggestellten Produkte in fehlerhafte Ausschussprodukte und in fehlerfreie Fertigprodukte einteilen. Bereits fertiggestellte Produkte werden einer Qualitätskontrolle am Ende des Fertigungsprozesses, beispielsweise am Ende der Fertigungslinie, unterzogen. Dort werden sie beispielsweise automatisiert in Ausschussprodukte und Fertigprodukte eingeteilt. Dieses Ergebnis der Funktionstestdaten wird ebenfalls gespeichert. Dadurch ist eine Zuordnung der für die Fertigstellung eingesetzten Bauteile zu Ausschussprodukten und Fertigprodukten ermöglicht und bevorzugt berücksichtigt. Durch die Funktionstestdaten können die Bauteile somit in Bauteile aufgeteilt werden, die zu Fertigprodukten geführt haben sowie zu einer weiteren Gruppe von Bauteilen, die zu Ausschussprodukten geführt haben. Insbesondere werden die Bauteile dabei mit Bezug auf die Fertigprodukte und Ausschussprodukte in der dafür jeweils einsetzen Bauteilkombination berücksichtigt.
  • Weiterhin wird ein Klassifizierungsmodell mit einer in der Speichereinrichtung hinterlegten maschinellen Lernmethode trainiert, sodass das Klassifizierungsmodell mit den Herstellungsdaten der zur Fertigstellung von Produkten verwendeter Bauteile dazu trainiert wird, zumindest eine erste Kombination von bauteilbezogenen Herstellungsdaten zu ermitteln, die zu einer einen vorgegebenen Grenzwert überschreitenden Anzahl von Ausschussprodukten geführt hat, und eine zweite Kombination von bauteilbezogener Herstellungsdaten zu ermitteln, die zu Fertigprodukten geführt hat, um bereitgestellte Bauteile in Abhängigkeit ihrer Herstellungsdaten einzuteilen in eine erste Klasse von Bauteilen oder Bauteilkombinationen, die zu Ausschussprodukten führen, und in zumindest eine zweite Klasse von Bauteilen oder Bauteilkombinationen, die zu Fertigprodukten führen, einzuteilen. Das Klassifizierungsmodell lernt also, in Abhängigkeit von Herstellungsdaten vorherzusagen, ob die die Herstellungsdaten aufweisenden Bauteile zu einem Ausschussprodukt oder zu einem Fertigprodukt führen werden. Durch eine hohe Anzahl an Trainingszyklen oder Trainingsprodukten beziehungsweise Bauteilen mit entsprechenden Herstellungsdaten ist das Klassifizierungsmodell derart ausreichend trainierbar, dass eine gute Vorhersage gewährleistet ist. Führt beispielsweise ein bestimmter Herstellungsdatenwert, der beispielsweise einen vorgegebenen Toleranzbereich überschreitet, stets in Kombination mit jedem weiteren Bauteil zu einem Ausschussprodukt, so kann bei Bereitstellen eines Bauteils mit demselben oder einem ähnlichen Herstellungsdatenwert vorhergesagt werden, dass dieses ebenfalls zu einem Ausschussprodukt führen wird. Durch die maschinelle Lernmethode ist das Klassifizierungsmodell vorteilhaft präzisierbar.
  • Das so trainierte Klassifizierungsmodell wird dann insbesondere von einer Computereinrichtung ausgeführt, wobei Herstellungsdaten der für die Fertigstellung von Produkten bereitgestellten Bauteile, die also bisher nicht in der Fertigstellung zur Fertigstellung eines Produktes verwendet wurden, berücksichtigt beziehungsweise beurteilt werden, um die bereitgestellten Bauteile in zu Ausschussprodukten führenden Bauteilen und zu Fertigprodukten führenden Bauteilen aufzuteilen beziehungsweise, um die Bauteile in die erste Klasse oder in die zweite Klasse aufzuteilen.
  • In Abhängigkeit der entsprechend vorgenommen Klassifizierung der für die Produktion bereitgestellten Bauteile wird die Fertigungsanlage dazu angesteuert, die der ersten Klasse zugeordneten Bauteile oder Bauteilkombinationen als Fehlerbauteile zu markieren und/oder auszusondern.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird erreicht, dass der Anteil von Ausschussprodukten deutlich reduziert wird, und dass noch vor der Fertigstellung eines Produkts zu Ausschussprodukten führende Bauteile oder Bauteilkombinationen aus dem Herstellungsprozess beziehungsweise Fertigungsprozess ausgesondert werden können. Dadurch wird der Produktionsprozess der Produkte besonders effizient gestaltet. Bei der Empfangs- und Speichereinrichtung kann es sich jeweils um die gleiche Empfangs- und Speichereinrichtung handeln oder um unterschiedliche Empfangs- und Speicherteileinrichtungen, die für die jeweilige Aufgabe speziell hergerichtet sind, sodass beispielsweise eine Empfangseinrichtung zum Erfassen der Bauteilherstellungsdaten und eine weitere Empfangseinrichtung zum Erfassen der Funktionstestdaten vorhanden ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zum Trainieren des Klassifikationsmodells Herstellungsdatenwerte von insbesondere ausgewählten Herstellungsdaten zur Feststellung von über einen vorgebbaren Toleranzbereich hinausgehenden Abweichungen miteinander verglichen werden. Beim Trainieren des Klassifikationsmodells werden somit die konkreten jeweils bereitgestellten Herstellungsdatenwerte der Herstellungsdaten miteinander verglichen, um Abweichungen, insbesondere über einen vorgebbaren Toleranzbereich hinausgehende Abweichungen, festzustellen. Werden Werte der Herstellungsdaten erfasst, die über die Norm voneinander abweichen, und führen die diese Herstellungsdatenwerte aufweisenden Bauteile zu Ausschussprodukten, wird insbesondere festgestellt, dass es sich um Fehlerbauteile handelt. Weichen bei der Ausführung des Klassifizierungsmodell die Herstellungsdatenwerte von bestimmten Bauteilen somit ebenfalls von dem vorgebbaren Toleranzbereich ab oder liegen im Bereich der bereits genannten Abweichungen, so werden die Bauteile insbesondere als Fehlerbauteile gekennzeichnet und/oder aus der Fertigungsanlage entfernt, um Ausschussprodukte zu vermeiden.
  • Insbesondere handelt es sich bei den ausgewählten Herstellungsdaten um magnetische, elektromagnetische, hydraulische (beispielsweise Volumenstrom) und/oder elektrodynamische (beispielsweise betreffend die Dynamik eines Magnetkreises) Daten.
  • Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass zum Trainieren des Klassifizierungsmodells eine Verteilung der relevanten Abweichungen in den Herstellungsdaten erfasst und zur Bestimmung von für die Einteilung in die erste Klasse und die zweite Klasse relevanter Herstellungsdaten berücksichtigt werden. Durch das Berücksichtigen der Verteilung der relevanten Abweichungen wird des Weiteren erreicht, dass spezifizierbar ist, warum ein Produkt zu einem Ausschussprodukt wird, sodass gezielt daran gearbeitet werden kann, derartige Abweichungen zu vermeiden.
  • Vorzugsweise werden die Herstellungsdaten von einem ersten der Bauteile, das von einem ersten Hersteller bereitgestellt wird, empfangen und die Herstellungsdaten von einem zweiten der Bauteile, das von einem zweiten Hersteller gefertigt wird, empfangen. Dadurch kann auch unterschieden werden, welchem Hersteller der Grund für die Herstellung eines fehlerhaften Ausschussprodukts zugeordnet werden kann. Dadurch können Hersteller leichter überwacht und gegen Ausschuss verbessert vorgegangen werden. Insbesondere können dadurch auch die Hersteller dabei unterstützt werden, entsprechende Herstellungsdaten anzupassen, um weiteren Ausschuss zu vermeiden.
  • Das Klassifizierungsmodell wird daher bevorzugt dazu trainiert, auch zwischen den Herstellern zu unterscheiden, sodass neben dem Parameter Fertigprodukt oder Ausschussprodukt, bei den bauteilabhängigen Herstellungsdaten auch noch eine Herstelleridentifizierung berücksichtigt wird.
  • Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Klassifizierungsmodell dazu trainiert wird, Bauteilkombinationen mit Herstellungsdaten zu identifizieren, die zu Fertigprodukten führen. Auch hier können Abweichungen der Herstellungsdaten ermittelt werden. So können beispielsweise Abweichungen erkannt werden, die trotz des Überschreitens eines vorgegebenen Toleranzbereichs zu einem Fertigprodukt führen konnten. Dies ist beispielsweise dadurch bedingt, dass auch Abweichungen an einem anderen Bauteil desselben Produkts vorliegen, die in Kombination mit den Abweichungen des erstgenannten Bauteils zu einem vollständig funktionsfähigen Produkt führen. Die Abweichungen gleichen sich sozusagen aus. Dadurch, dass das Klassifizierungsmodell auch dazu trainiert wird, explizit Herstellungsdaten zu identifizieren, die zu Fertigprodukten führen, kann der Ausschuss weiter reduziert werden, da beispielsweise trotz Vorhandensein einer einen Toleranzbereich überschreitetenden Abweichung des Bauteils mit diesem Bauteil dennoch ein Fertigprodukt hergestellt werden kann, wenn ein dazu passendes weiteres Bauteil bereitgestellt wird, dass in Kombination zu einem Fertigprodukt führt.
  • Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Anzahl von Ausschussprodukten und/oder Bauteilen oder Bauteilkombinationen der ersten Klasse ermittelt wird, um dem jeweiligen Hersteller bei einer auffällig großen Anzahl von Ausschussprodukten hierüber zu informieren oder aus der Fertigungskette auszuschließen.
  • Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 8 zeichnet sich dadurch aus, dass es bei bestimmungsgemäßem Gebrauch das erfindungsgemäße Verfahren ausführt. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.
  • Der erfindungsgemäße Datenträger zeichnet sich durch das darauf gespeicherte erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt aus.
  • Die erfindungsgemäße Fertigungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich durch eine Computereinrichtung aus, die speziell dazu hergerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen oder das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt auszuführen. Auch hierdurch ergeben sich die oben bereits genannten Vorteile.
  • Im Folgenden soll Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigt die einzige
    • Figur ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines vorteilhaften Verfahrens zum Betreiben einer Fertigungsanlage.
  • Die Figur zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines vorteilhaften Verfahrens zum Betreiben einer Fertigungsanlage, die insbesondere zur Herstellung von Komponenten eines Abgasnachbehandlungssystems für Brennkraftmaschinen ausgebildet ist. So ist die Fertigungsanlage insbesondere dazu ausgebildet, Fördereinrichtungen oder -pumpen zu fertigen, mittels welchen ein insbesondere flüssiges Abgasnachbehandlungsmittel beispielsweise von einem Tank zu einem Dosiermodul gefördert und insbesondere auch unter Druck gesetzt werden kann. Derartige Fördereinrichtungen weisen neben Gehäuseteilen und anderer statischer Komponenten auch bewegliche Teile, wie beispielsweise einen Pumpenkloben oder ein Pumpenrad sowie einen Aktuator zum Antreiben der Fördereinrichtung auf. Damit die fertiggestellte Fördereinrichtung fehlerfrei funktioniert, müssen die dazu eingesetzten einzelnen Bauteile, die zu dem Gesamtprodukt zusammengesetzt werden, gut miteinander zusammenwirken. Das im Folgenden beschriebene Verfahren hilft dabei, die Anzahl von Ausschussprodukten, also von Produkten, die fehlerhaft sind, deutlich zu reduzieren. Dabei lernt das Verfahren von bereits hergestellten Produkten mittels einer maschinellen Lernmethode, um schnell relevante Fehlerquellen auszumachen und weitere Ausschussprodukte zu verhindern.
  • Das Verfahren beginnt in einem Schritt 1 mit dem Start der Fertigstellung FS eines Produkts, das aus einer Vielzahl von einzelnen Bauteilen gefertigt wird. Die Bauteile werden beispielsweise durch einen oder unterschiedliche Hersteller hergestellt und der Fertigungsanlage bereitgestellt. Dabei können auch gleiche Bauteile von unterschiedlichen Herstellern bereitgestellt werden, um beispielsweise die Produktionskapazität zu erhöhen. In einem Schritt A werden diese Bauteile nunmehr physisch zur Verfügung gestellt beziehungsweise beispielsweise in einem der Fertigungsanlage zugeordneten Lager bereitgestellt. Anschließend werden die Bauteile in einem darauffolgenden Schritt B in der Fertigung FS miteinander gefügt und zusammengebaut, um das Produkt fertigzustellen. Darauffolgend erfolgt bei zumindest einigen der so fertiggestellten Produkte jeweils ein Funktionstest in einem Schritt C. Dabei werden in dem Funktionstest die getesteten Produkte auf ihre Funktionsfähigkeit oder auf das Vorliegen von Fehlern geprüft. Insbesondere erfolgt der Funktionstest in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dadurch, dass der im Betrieb der jeweiligen Fördereinrichtung erzeugte Volumenstrom, Hydraulikdruck oder Druckabfall und/oder des dynamische Verhalten der Fördereinrichtung erfasst und mit Sollwerten verglichen werden. Weichen die erfassten Werte über einen vorgegebenen Toleranzbereich von den Sollwerten ab, so wird das Produkt als Ausschussprodukt gekennzeichnet. Werden Fehler aufgefunden, insbesondere solche, die die Funktion des Produkts beeinträchtigen oder verhindern, so werden die davon betroffenen Produkte als Ausschussprodukte markiert und in einem Schritt D ausgesondert. Werden keine Fehler gefunden beziehungsweise die Funktionsfähigkeit des fertiggestellten Produkts festgestellt, so wird dieses in einem Schritt E als Fertigprodukt gekennzeichnet und der weiteren Verwendung, beispielsweise einer Verpackungsanlage oder dergleichen, zur Verfügung gestellt. Die Schritte A bis E stellen herkömmliche Verfahrensschritte in einer Fertigungsanlage dar, sodass auf die einzelnen Schritte hier an dieser Stelle nicht näher eingegangen werden soll.
  • Das vorteilhafte Verfahren sieht nun vor, dass durch Ansteuern einer Empfangs- und Speichereinrichtung durch eine Computereinrichtung Herstellungsdaten von jedem der in Schritt A bereitgestellten Bauteile empfangen und gespeichert werden. Der oder die Hersteller der einzelnen Bauteile haben somit Herstellungsdaten bauteilbezogen bereitzustellen, die abgefragt oder bei der Lieferung der Bauteile mitgeliefert werden. Diese Herstellungsdaten betreffen physikalische Eigenschaften des jeweiligen Bauteils und/oder Prozessparameter aus einem Herstellungsprozess des jeweiligen Bauteils. So betreffen die Herstellungsdaten beispielsweise die Oberflächenbeschaffenheit eines Bauteils, Dimensionen des hergestellten Bauteils, Materialeigenschaften oder Materialien des Bauteils oder ähnliches. Bei den Prozessparametern handelt es sich insbesondere um Parameter, die bei der Herstellung des Bauteils eingestellt wurden, wie beispielsweise eine Bearbeitungsmethode, wie beispielsweise Fräsen, Schweißen, Pressen, Spritzgießen, Biegen oder dergleichen, eine Bearbeitungsgeschwindigkeit oder -temperatur, eingesetzte Werkzeuge oder Bearbeitungszeitdauern. In dem Schritt 2 werden durch das Ansteuern der Empfangs- oder Speichereinrichtung diese Herstellungsdaten gesammelt und insbesondere in einem nicht-flüchtigen Speicher einer Datenbank, beispielsweise der Fertigungsanlage, hinterlegt.
  • In einem weiteren Schritt 3 wird die eine oder eine weitere Empfangs- und/oder Speichereinrichtung dazu angesteuert, die aus Schritt C bekannten Daten bezüglich der Funktionstests, insbesondere die Aufteilung in Ausschussprodukte und Fertigprodukte bauteilbezogen zu empfangen und zu speichern. Dazu werden die Fertigprodukte in Schritt 3 in Abhängigkeit des jeweiligen Funktionstests in Ausschussprodukte und Fertigprodukte zusammen mit einer Information für die Fertigstellung eingesetzten einzelnen Bauteile gespeichert.
  • In einem Schritt 4 werden die aus den Schritten 2 und 3 erfassten und gespeicherten Daten zusammengeführt und beispielsweise in einer gemeinsamen Datenbank für einen gemeinsamen Speicher hinterlegt. Dabei erfolgt eine Zuordnung der Herstellungsdaten der einzelnen Bauteile zu den durch diese Bauteile hergestellten Produkte, die in Fertigprodukte und Ausschussprodukte aufgeteilt wurden. Somit stehen Herstellungsdaten für Fertigprodukte sowie Herstellungsdaten für Ausschussprodukte zur Verfügung. Das Zusammenführen dieser Daten erfolgt insbesondere durch die bereits genannte Computereinrichtung, die das hier beschriebene Verfahren ausführt.
  • Mithilfe der in Schritt 4 zusammengeführten Daten wird in einem Schritt 5 ein Klassifizierungsmodell mithilfe einer maschinellen Lernmethode dazu trainiert, zumindest eine Kombination von bauteilbezogener Herstellungsdaten zu ermitteln, die zu einer einen vorgegebenen Grenzwert überschreitenden Anzahl von Ausschussprodukten der bisherigen Fertigung geführt hat, um im Anschluss beziehungsweise nach erfolgtem Training bereitgestellte Bauteile in Abhängigkeit ihrer Herstellungsdaten einzuteilen in eine erste Klasse von Bauteilen oder Bauteilkombinationen, die zu Ausschussprodukten führen und in zumindest eine zweite Klasse von Bauteilen oder Bauteilkombinationen, die zu Fertigprodukten führen. Durch das maschinelle Lernen wird erreicht, dass aus einer Vielzahl von Herstellungsdaten solche Herstellungsdaten herausgefiltert werden können, die in der Vergangenheit zu Ausschussprodukten geführt haben, insbesondere in Kombination mit Herstellungsdaten anderer Bauteile desselben Produkts. Dadurch wird beispielsweise erkannt, ob Bauteile, die auf bestimmte Art und Weise hergestellt wurden (Prozessparameter) oder bestimmte Eigenschaften aufweisen (physikphysikalische Eigenschaften) in Kombination mit anderen Bauteilen zu Ausschussprodukten geführt haben. Insbesondere werden zum Trainieren die Herstellungsdatenwerte aller oder vorbestimmter Herstellungsdaten der Bauteile miteinander verglichen, um insbesondere über einen vorgebbaren Toleranzbereich hinausgehende Abweichungen zueinander zu ermitteln, insbesondere in Bezug auf Ausschussprodukte. So wird beispielsweise festgestellt, dass bei Bauteilen, die zu Ausschussprodukten geführt haben, und bei denen ein bestimmter Herstellungsdatenwert stark von den Herstellungsdatenwerten anderer Bauteile, die zu Fertigprodukten geführt haben, abweicht, dieser Herstellungsdatenwert als kritisch festgestellt, sodass beim späteren Einsatz des Klassifizierungsmodells bei Vorliegen eines entsprechenden Herstellungsdatenwertes im kritischen Bereich das Bauteil schnell als zu Ausschussprodukten führendes Bauteil gekennzeichnet werden kann. Insbesondere wird das Klassifizierungsmodell auch dazu trainiert, Bauteilkombinationen zu ermitteln, die zu Ausschuss geführt haben, also letztendlich Herstellungsdatenkombinationen, die zu Ausschussprodukten führen sowie Herstellungsdatenkombinationen, die zu Fertigprodukten führen. Bei den Herstellungsdaten werden stets die Herstellungsdatenwerte miteinander verglichen. So wird durch das Klassifizierungsmodell erkannt, dass Herstellungsdatenwerte in einer ersten Bauteilkombination zu Austauschprodukten und dieselben Herstellungsdatenwerte eines der Bauteile in einer anderen Bauteilkombination mit einem anderen Bauteil zu Fertigprodukten führen kann. Dadurch kann spezifiziert werden, welches der Bauteile maßgeblich für den Ausschuss verantwortlich ist.
  • In einem darauffolgenden Schritt 6 wird das Klassifizierungsmodell nach seinem Training für die Fertigstellung eingesetzt und ausgeführt. Dazu wird die Computereinrichtung dazu angesteuert, die Herstellungsdaten bereitgestellter Bauteile wie zuvor beschrieben zu erfassen und dann dem Klassifizierungsmodell zuzuführen, um das Klassifizierungsmodell auszuführen. Im Ergebnis werden dann die Bauteile oder Bauteilkombinationen in die erste und die zweite Klasse aufgeteilt. Dadurch kann vor Einsatz der Bauteile in der Fertigung F festgestellt werden, welche der Bauteile oder Bauteilkombinationen zu Ausschussprodukten führen würde. Infolgedessen wird die Fertigungsanlage dazu angesteuert, in Schritt A angelieferte Bauteile, deren Herstellungsdaten zu Bauteilen der ersten Klasse klassifiziert werden, aus der Fertigstellung oder der Produktion des Produkts auszuschließen beziehungsweise auszusondern. Außerdem werden beispielsweise die Hersteller von Bauteilen, die nach Aussage des Klassifizierungsmodells zu Ausschussprodukten führen würden, darüber informiert. Anhand der ermittelten Herstellungsdatenwerte und deren Abweichungen können die Hersteller außerdem darüber informiert werden, an welcher Stelle nachgebessert werden muss, um aus den Bauteilen erster Klasse Bauteile zweiter Klasse (die zu Fertigprodukten führen) zu machen. Insbesondere erfolgt dieser Prozess durch die Computereinrichtung angesteuert automatisiert, sodass die ausgesuchten Bauteile beispielsweise erst gar nicht in die Fertigungslinie gelangen, sondern bei der Fertigung der Produkte nicht berücksichtigt werden. Dadurch wird der Anteil von Ausschussprodukten in der Fertigung FS deutlich reduziert. Dies gilt insbesondere für Bauteile, die unabhängig davon, mit welchem weiteren Bauteil sie kombiniert werden, zu Ausschussprodukten führen. Bauteile, die nur in einer bestimmten Bauteilkombination zu Ausschussprodukten führen, müssen nicht ausgesondert werden. Stattdessen ist die Computereinrichtung dazu ausgebildet, diese gezielt mit Bauteilen zusammenführen, mit denen zusammen sie zu Fertigprodukten führen.
  • Der Vergleich findet insbesondere in Abhängigkeit von einem ausgewählten Zeitfenster statt, das beispielsweise eine Woche, ein Tag oder eine bestimmte Stunde betrifft. Insbesondere wird das Klassifizierungsmodell außerdem dazu trainiert, die Hersteller der Bauteile, sofern es mehrere Hersteller sind, miteinander zu vergleichen und eine Reihenfolge der Hersteller mit steigender Anzahl von Bauteilen, die zu Ausschussprodukten geführt haben oder führen werden, anzugeben. Dadurch können Hersteller zeitnah darüber informiert werden, dass ihre Bauteile zu Ausschussprodukten führen und/oder aus dem Fertigungsprozess ausgeschlossen werden. So wird beispielsweise eine Reihenfolge der 20 Hersteller mit den meisten Bauteilen erster Klasse mithilfe eines permutationsbasierten Algorithmus bereitgestellt. Einzelne Hersteller werden dabei bevorzugt durch normalisierte Verteilungskurven zu Ausschuss und Fertigprodukten charakterisiert.
  • Durch die maschinelle Lernmethode können eine Vielzahl von Herstellungsdaten und Hersteller in kurzer Zeit miteinander verglichen und wie oben beschrieben ausgewertet werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Fertigungsanlage, die zur Fertigstellung einer Vielzahl gleicher Produkte ausgebildet ist, wobei die Produkte durch die jeweils aus mindestens zwei einzelnen Bauteilen in einer Bauteilkombination zusammengebaut werden, gekennzeichnet durch folgende Schritte: - Ansteuern einer Empfangs- und/oder Speichereinrichtung zum Empfangen und/oder Speichern von Herstellungsdaten von jedem der Bauteile in einem nicht-flüchtigen Speicher, wobei die Herstellungsdaten physikalische Eigenschaften des jeweiligen Bauteils und/oder Prozessparameter aus einem Herstellungsprozess des jeweiligen Bauteils umfassen, - Ansteuern der Empfangs- und/oder Speichereinrichtung zum Empfangen und Speichern von Funktionstestdaten von aus den Bauteilen bereits hergestellter Produkte, wobei die Funktionstestdaten die fertiggestellten Produkte in fehlerhafte Ausschussprodukte und in fehlerfreie Fertigprodukte einteilen, - Ansteuern einer Computereinrichtung zum Trainieren eines Klassifizierungsmodells mit einer in dem nicht-flüchtigen Speicher hinterlegten maschinellen Lernmethode, sodass das Klassifizierungsmodell mit den Herstellungsdaten von Bauteilen aus Bauteilkombinationen, die zu Ausschussprodukten geführt haben, und mit den Herstellungsdaten von Bauteilen aus Bauteilkombinationen, die zu Fertigprodukten geführt haben, dazu trainiert wird, zumindest eine erste Kombination von bauteilbezogener Herstellungsdaten zu ermitteln, die zu einer einen vorgegebenen Grenzwert überschreitenden Anzahl von Ausschussprodukten geführt hat, um bereitgestellte Bauteile in Abhängigkeit ihrer Herstellungsdaten einzuteilen in eine erste Klasse von Bauteilen oder Bauteilkombinationen, die zur Ausschussprodukten führen, und in zumindest eine zweite Klasse von Bauteilen oder Bauteilkombinationen, die zu Fertigprodukten führen, einzuteilen, - Ausführen des Klassifikationsmodells durch die Computereinrichtung mit den Herstellerdaten von für die Fertigstellung von Produkten bereitgestellter Bauteile, - Ansteuern der Fertigungsanlage durch die Computereinrichtung dazu, die in die erste Klasse eingeteilten Bauteile oder Bauteilkombinationen als Fehlerbauteile zu markieren und/oder auszusondern.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Trainieren des Klassifizierungsmodells Herstellungsdatenwerte von insbesondere ausgewählten Herstellungsdaten zur Feststellung von über einen vorgebbaren Toleranzbereich hinausgehenden Abweichungen miteinander verglichen werden.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Trainieren des Klassifizierungsmodells eine Verteilung der Abweichungen in den Herstellungsdaten erfasst und zur Bestimmung von für die Einteilung in die erste Klasse und die zweite Klasse relevanter Herstellungsdaten berücksichtigt werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Computereinrichtung die Herstellungsdaten von einem ersten der Bauteile von einem ersten Hersteller empfängt und die Daten von einem zweiten der Herstellungsdaten von einem zweiten der Bauteile von einem anderen, zweiten Hersteller.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klassifizierungsmodell dazu trainiert wird, zwischen den Herstellern zu unterscheiden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klassifizierungsmodell dazu trainiert wird, Bauteilkombinationen mit Herstellungsdaten zu identifizieren, die zu Fertigprodukten führen.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klassifizierungsmodell dazu trainiert wird, herstellerabhängig die Anzahl von Ausschussprodukten und/oder Bauteilen oder Bauteilkombinationen der ersten Klasse zu identifizieren.
  8. Computerprogrammprodukt zur Ausführung auf einer Computereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogrammprodukt bei bestimmungsgemäßem Gebrauch ein Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 7 ausführt.
  9. Datenträger mit einem Computerprogrammprodukt nach Anspruch 8.
  10. Fertigungsanlage zur Fertigstellung einer Vielzahl gleicher Produkte, die jeweils aus mindestens zwei einzelnen Bauteilen in einer Bauteilkombination zusammengebaut werden, gekennzeichnet durch eine Computereinrichtung, die speziell dazu hergerichtet ist, das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 8, auszuführen.
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