Qua2Pro Qualitätsmerkmalbasierte Quantifizierung von Fehlerrisiken in der Produktion

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Robert Heinrich Schmitt
• Fachliche Zuordnung: Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 254946193

Produzierende Unternehmen stehen durch kürzere Produktentwicklungszyklen, höhere Variantenvielfalt und steigende Komplexität der Produkte vor immer größeren technischen Risiken, die die Qualität, Zuverlässigkeit und damit den Produkterfolg sowie die Wettbewerbsfähigkeit stark beeinträchtigen. Eine quantifizierte und valide Risikoanalyse und -bewertung der Auftretenswahrscheinlichkeit und des monetären Schadens potenzieller Risiken stellen zentrale Herausforderungen zur Absicherung von Produkten und Prozessen dar. Bisherige Ansätze zur Risikoidentifikation und -bewertung des technischen Risikomanagements, wie bspw. die FMEA, verfügen über keine Verknüpfung zwischen der qualitativen Bewertung mit potenziellen Kosten eines Risikos. Neben der Quantifizierung von potenziellen Fehlern wird zudem die Wirkung von Beinahe-Fehlern (sog. Near-Miss), und das von ihnen ausgehende Risiko bei sich geringfügig ändernden Einflüssen auf den Produktionsprozess nicht betrachtet. Zur Identifizierung, Analyse und systematischen Umgang mit diesen Near-Miss fehlen geeignete Vorgehensweisen und Methoden. Übergeordnetes Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von Methoden zur Herleitung aggregierter Kennzahlen eines Fehlerrisikos in der Produktion, in Form der quantifizierenden Bewertung der Auftretenswahrscheinlichkeit und den damit verbundenen monetären Konsequenzen. Ausgangspunkt ist die Klassifizierung der an das Produkt und den Prozess definierten Forderungen in Form von Qualitätsmerkmalen. Hierzu wird ein Vorgehen entwickelt, mit dem die Qualitätsmerkmale eines Produktes identifiziert und charakterisiert werden können. Ausgehend von diesen Merkmalen werden Modelle zur Bestimmung der Fehlerwahrscheinlichkeit und Teilkostenfunktionen zur Ermittlung der monetären Schäden eines Risikos entwickelt. Für die Modellbildung wird der Einsatz statistischer Bewertungsansätze untersucht, wie bspw. Prozessfähigkeitsindizes oder Ansätze zur Beschreibung seltener Ereignisse (Extremwerttheorie). Durch eine simulationsbasierte Validierung wird die Übertragbarkeit der wissenschaftlichen Erkenntnisse auf praxisorientierte Anwendungsfälle sichergestellt, die Validierung der Methoden im Projekt erfolgt zudem anhand des Beispiels von Turbinenschaufeln.Die quantifizierte Bewertung technischer Risiken ist eine der größten wissenschaftlichen Herausforderungen des Qualitätsmanagements. Durch die quantifizierte Vorhersagbarkeit eines Fehlerereignisses und den verbundenen monetären Konsequenzen wird eine validere Entscheidungsgrundlage für die Fortführung von Produkt- und Prozessinnovationen gelegt. Vorbeugende Risikobehandlungsmaßnahmen können zielgerichteter eingeleitet und effektiver bewertet werden. Die bisher schwer mögliche Darstellung des Nutzens des technischen Risikomanagements wird durch die Ergebnisse des Forschungsvorhabens möglich.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen