Untersuchungen zu den erweiterten Anforderungen der IATF 16949:2016 zur DIN EN ISO 9001:2015 und die Implementierung bei der EPSa-Elektronik- und Präzisionsbau Saalfeld GmbH. - Ilmenau. - 101 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020
Heutzutage zählt die Automobilindustrie zu den dynamischsten Industrien weltweit. Im Umbruch zwischen aufstrebenden und stagnierenden Märkten und mit Blick auf die Herausforderungen der Elektromobilität und des autonomen Fahrens ist die Qualität kein Alleinstellungsmerkmal einzelner Hersteller mehr, sondern gehört zu den grundlegenden Eigenschaften des Produktes Automobil. Es ist daher nicht verwunderlich, dass sich nahezu alle großen und namhaften Hersteller auf die IATF 16949:2016, den Qualitätsstandard der Automobilindustrie geeinigt und dessen Entwicklung vorangetrieben haben. Basierend auf der Qualitätsnorm DIN EN ISO 9001:2015, verfolgt die IATF 16949:2016 das Ziel, die Qualitätsanforderungen in der gesamten Lieferkette zu vereinheitlichen und das Niveau kontinuierlich zu steigern. Die vorliegende Masterarbeit betrachtet die Anforderungen beider Regelwerke mit dem Ziel, die erweiternden Anforderungen der IATF 16949:2016 gegenüber der DIN EN ISO 9001:2015 zu ermitteln. Zu diesem Zweck folgt auf eine textliche Untersuchung, die Ausarbeitung einer GAP-Analyse und basierend auf dieser, die Erstellung eines Auditfragenkatalogs. Beide finden im praktischen Teil der Arbeit Verwendung. Dieser widmet sich dem integrierten Managementsystem der EPSa-Elektronik- und Präzisionsbau Saalfeld GmbH. Die Dokumentation des Managementsystems wird gegen die Anforderungen der IATF 16949:2016 geprüft. Basierend auf einer vorläufigen Bewertung, werden einzelne Bestandteile ausgewählt und unter Anwendung des Auditfragenkatalogs sowie der Zuhilfenahme der GAP-Analyse, Defizite aufgedeckt. Um diese zu beheben, werden Dokumente durch Erweiterungen angepasst oder neue Dokumente zur Erfüllung der Anforderungen entworfen.
Praktische Anwendung industrieller Bildverarbeitung zur Qualitätssicherung im Umfeld der Instandhaltung von Flugzeugtriebwerken bei der N3 Engine Overhaul Services GmbH & Co. KG (N3). - Ilmenau. - 163 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020
Diese Masterarbeit mit dem Thema "Praktische Anwendung industrieller Bildverarbeitung zur Qualitätssicherung im Umfeld der Instandhaltung von Flugzeugtriebwerken bei der N3 Engine Overhaul Services GmbH & Co. KG (N3)" befasst sich mit der Optimierung von Modul- und Triebwerksfreigabeprozessen in Form einer "Augmented Reality (AR)" -Lösung bei N3 in Arnstadt. Die Instandhaltung der Triebwerke bei N3 ist nicht automatisiert. Es handelt sich um eine Werkstattfertigung, weswegen die Mitarbeiter eine hohe Verantwortung übernehmen. Durch verschiedene Faktoren besteht das Risiko, Fehler zu begehen und Abweichungen zu übersehen. Da in der Luftfahrtindustrie die Sicherheit an oberster Stelle steht, wird angestrebt, das freigebende Personal bei N3 zu entlasten und zu unterstützen. Das Ziel besteht darin, Reklamationen zu minimieren und Kosten einzusparen. Weiterhin soll die benötigte Arbeitszeit für eine Freigabe reduziert werden. Um dies zu erreichen, soll ein AR-System die Freigabeprüfer sowohl bei der Hardwareinspektion unterstützen, als auch Dokumentationsvorgänge abnehmen und vereinfachen. Diese Masterarbeit wird nach dem DMAIC-Prinzip aufgebaut. Es werden zunächst die betroffenen Prozesse untersucht und zur Schaffung eines Überblicks mit Hilfe von SIPOCs zusammengefasst (Define). Nachfolgend wird der aktuelle Stand bisher aufgetretener Abweichungen durch die Auswertung verschiedener Datenbanken betrachtet und bewertet (Measure). Durch die Anfertigung einer Prozess-FMEA auf Grundlage einer Prozessbeobachtung und die gezielte Einbeziehung der N3-Mitarbeiter werden mögliche Anforderungen an ein AR-System identifiziert (Analyze). Mit Hilfe der erarbeiteten Informationen werden Firmen recherchiert, die geeignete AR-Lösungen anbieten. Es werden Informationsanfragen gestellt und Webmeetings durchgeführt. Anhand dieser wird eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung angefertigt und schließlich eine Empfehlung ausgesprochen (Improve). Die Entscheidung für eine Umsetzung des Projektes liegt bei N3. Weiterhin werden potenzielle Lösungen für eine Prozesskontrolle erarbeitet (Control).
Messtechnische Charakterisierung, Auswertung und Gegenüberstellung von CMOS-Sensoren des selben Typs ohne und mit unterschiedlichen Konfigurationen von Spektralfiltermatrizen. - Ilmenau. - 79 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der reproduzierbaren Inbetriebnahme eines Messaufbaus und der messtechnischen Charakterisierung von sogenannten multispektrale Filter-On-Chip CMOS-Sensoren. Durch weitere Untersuchungen wird das Auftreten des spektralen Crosstalks näher betrachtet. Die Sensoren zeichnen sich dadurch aus, dass spektralselektive Filter in einer sich über die gesamte Sensorfläche in x- und y-Richtung wiederholenden Matrix auf den CMOS-Sensor Pixeln aufgebracht sind. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Untersuchung von CMOS-Sensoren desselben Typs ohne und mit unterschiedlichen Konfigurationen von Spektralfiltermatrizen für unterschiedliche Wellenlängenbereiche gelegt. So werde insgesamt drei Sensorsysteme messtechnisch Charakterisiert. Das erste Sensorsystem besitzt keinen Filter. Bei der Charakterisierung wird nur der blanke Sensor betrachtet. Ein weiteres Sensorsystem besitzt einen RGB-Filter. Bei der Konfiguration des RGB-Filters handelt es sich um einen Absorptionsfilter, auf Grund der Ausgestaltung des Filtermaterials nur das Licht eines bestimmten Wellenlängenbereichs absorbiert. Das dritte Sensorsystem nutzt einen Interferenzfilter. Aktuelle am Markt verfügbare Sensoren arbeiten mit 4, 9, 16 oder 25 unterschiedlichen spektralselektiven Filtern. Die in der sich wiederholenden Filtermatrix auf den Pixeln aufgebrachten spektralselektiven Filter funktionieren nach dem Fabry-Pérot Filterprinzip. Dabei bestimmt die Resonatorlänge des aufgebrachten Filters dessen spektrale Empfindlichkeit. Die messtechnische Charakterisierung der Sensorsysteme erfolgt mit Hilfe des EMVA 1288 Standards, Release 3.1 aus dem Jahr 2016. Dafür wird ein am Fachgebiet für Qualitätssicherung und industrielle Bildverarbeitung der Technischen Universität vorhandener Messaufbau in Betrieb genommen, der den Vorgaben des zuvor erwähnten Standards entspricht. Im Zuge der Messdurchführung werden die drei genannten Sensorsysteme untersucht. Die Charakterisierungen bringt Information über die sensorspezifischen Eigenschaften. Auf Basis dieser wird versucht die Stärke des Einflusses der verwendeten Filter auf das zu untersuchende Sensorsystem ermittelt. Weiterhin werden die Sensorsysteme mit mehreren spektralen Bändern auf ihre gegenseitige Beeinflussung, dem spektralen Crosstalk, untersucht. Eine in der Literatur verwendete Methode zur Bestimmung des spektralen Crosstalk wird im Zuge der Arbeit angepasst und vereinfacht sowie für die Berechnung des spektralen Crosstalks innerhalb der Sensorsysteme verwendet. Als Ergebnis der messtechnischen Charakterisierung der Sensorsysteme resultieren bestimmte Parameter, die sich sowohl zwischen den Sensorsystemen als auch innerhalb eines Sensorsystems von Spektralband zu Spektralband systematisch verändern. Bei Betrachtung dieser Parameter wird ein Zusammenhang zwischen den verwendeten Filtern und den Parametern herausgearbeitet. Als Ergebnis der Untersuchung des spektralen Crosstalks folgt eine Tabelle, die Aufschluss über den gegenseitigen Crosstalk der jeweiligen spektralen Bänder gibt.
Vergleichende Untersuchung von herkömmlichen Schneid-/Trennverfahren zu Lasertrennverfahren der Verbindungsstege umspritzter Stanzgitter. - Ilmenau. - 70 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020
In Folge von verschlissenen Scherstempeln bildet sich ein größerer Grat bei den Stanzstellen (siehe Anhang A1). Dieser hat die Gefahr abzubrechen und entweder Maschinenstationen zu beschädigen oder beim Kunden für Kurzschlüsse zu sorgen. Daher stellt sich die Frage, ob eine berührungslose Bearbeitung mit einem Lasertrennverfahren qualitativ und wirtschaftlich für dieses Bearbeitungsverfahren mit dem Werkstoff (CuSn6) eine geeignete Alternative darstellt. Es wurde herausgearbeitet, welche qualitativen Anforderungen an der Schnittkante eingehalten werden müssen. Da nur eine Grathöhe von 0,03 mm erwartet wurde und sonst keine weiteren Anforderungen vorliegen, wurde die Grathöhe mit einem Kamerasystem in der Produktionshalle von Robert Bosch Fahrzeugelektronik ermittelt. Durch entsprechende Recherche und fachmännischer Beratung entschied man sich für einen Scheibenlaser und einem geeigneten Lasertrennverfahren (Laserschmelzverfahren). Anschließend wurde ein Versuchsplan aufgestellt und Versuche dementsprechend gefahren. Danach wurden von diesen Teilen ebenfalls die, durch die Zinnbeschichtung entstandenen (Anhang A11), Grathöhen ermittelt und mit den Werten vom Scherschneiden verglichen. Mit Hilfe der Mittelwerte von den Grathöhen hat sich gut sehen lassen, welches der Verfahren besser abgeschnitten hat. Am besten war das Scherschneiden mit neuwertigen Stempeln mit einem 0,028 mm hohen Grat, dann kam das Lasertrennverfahren (ohne geeignete Spannvorrichtung) mit 0,073 mm und am schlechtesten hat das Stanzverfahren mit verschlissenen Stempel (ca. eine Woche Betriebszeit) mit 0,085mm abgeschnitten. Damit die Teile eine annährend gleichbleibende Qualität aufweisen, müsste man entweder die Stempel einmal pro Woche schleifen oder eine neue Matrize inkl. Stempel (15000 €/drei Sätze) kaufen. Dies wäre zu kostspielig, weswegen nun die Kosten (Anschaffungskosten plus Betriebskosten (mit 5,6k Wh [8]) verglichen worden sind. Im Allgemeinen kostet der Schnitt beim Laserschneiden pro Teil 0,02 € (im ersten Jahr mit Anschaffungskosten 0,08 €). Beim Stanzen kostet es 0,055 € pro Teil (im ersten Jahr mit Anschaffungskosten 0,0822 €). Qualitativ ist das Lasertrennverfahren eine geeignete Alternative für das Stanzverfahren, da dieses flexibler ist als Stanzwerkzeuge. Bei verschieden Typen von Steckern werden separate Werkzeuge benötigt, somit werden die Kosten mit der Anzahl der Werkzeuge (in dem Fall drei) multipliziert. Wirtschaftlich gesehen sind drei Stanzwerkzeuge günstiger als eine Laserschneidanalage. Doch durch das schnelle Verschleißen der Stempel müsste man für eine gleichbleibende Qualität öfter einen Satz Matrize/Stempel kaufen und erreicht dabei höhere Betriebskosten als beim Laserschneiden.
Qualitätsplanung in Kooperation mit Lieferanten zur Reduzierung der Fehlerkosten am Beispiel der B. Braun Avitum AG. - Ilmenau. - 85 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020
Die Qualitätsplanung dient der Sicherstellung von qualitativ hochwertigen Produkten. Insbesondere bei Zukaufteilen ist daher die Erfüllung der Anforderungen zu überwachen und unter Umständen zu optimieren. In der vorliegenden Arbeit wird eine von der B. Braun Melsungen AG für den Einsatz im Perfusor Space zugekaufte Baugruppe aufgrund ihrer in der Vergangenheit auffälligen Fehler mittels der Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse neu bewertet. Mittels einer Versuchsplanung wird die Auswirkung verschieden eingestellter Parameter auf das Auftreten eines bestimmten Fehlerbilds analysiert. Anschließend wer-den Optimierungsmaßnahmen vorgestellt und für die Hauptfehler der Baugruppe umge-setzt. Das definierte Ziel der Arbeit ist die Verbesserung der Ausfallrate der Baugruppe in der Produktion bzw. beim Kunden und die damit einhergehende Reduktion der Qualitätskosten.
Optimierung eines Messplatzes für die bildgebende Spektroskopie. - Ilmenau. - 93 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020
Mit der bildgebenden Spektroskopie ist eine umfangreiche Anzahl an untergeordneten Bildgenerierungsverfahren verbunden. Speziell für diese Arbeit wird die linienhafte Bilderzeugung über ein zusammenhängendes Spektrum an Wellenlängenbändern, dem Push-Broom-Verfahren, näher betrachtet. Für eine möglichst breitbandige spektrale Charakterisierung ist eine Werkbank entwickelt worden, die durch die technologischen Einschränkungen der Sensormaterialien aus mehreren Bildgebern zusammengesetzt ist. Durch diese technische Notwendigkeit bedingt, ergibt sich ein komplexes System hinsichtlich der Datengewinnung und Datenverarbeitung. Die vorliegende Arbeit optimiert das informationstechnische Ökosystem durch den Ansatz einer objektorientierten Algorithmik. Weiterhin wurde ein speziell entworfener, feinmechanischer Hubtisch hardware- und softwareseitig integriert. Mithilfe dieser Ergänzung ist es möglich, für jeden Bildgeber die Arbeitsabstände individuell anzupassen. Dadurch lassen sich Objekte verschiedenster Abmessungen mit variabler Ortsauflösung registrieren, das resultierende Bildfeld optimal auszunutzen und Probleme hinsichtlich der Tiefenschärfe bei Messobjekten mit höherer Ausdehnung kompensieren.
Methoden zur Geschwindigkeitssteigerung bei der messtechnischen Bestimmung von Sticking Image. - Ilmenau. - 67 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020
Reversible Einbrennbilder (Sticking Image) bei Liquid Crystal Displays (LCD) stellen eine starke Minderung der Displayqualität dar. Für die Analyse dieses Effekts wurden bereits einige Methoden entwickelt, die allerdings einen großen zeitlichen Aufwand implizieren. Die Dauer der Untersuchung wird maßgeblich von der Einbrennzeit bestimmt, die für jedes Display unterschiedlich lange ausfällt bis die zu messenden Effekte auftreten. Da aufgrund der langen Einbrenndauer die bisherigen Verfahren zur messtechnischen Bestimmung von Sticking Image keine zufriedenstellende Lösung darstellen, werden in dieser Arbeit Methoden zur Geschwindigkeitssteigerung der Messung evaluiert. Dabei liegt der Fokus zunächst auf der Maximierung des Messsignals von Sticking Image, um daraus eine Verkürzung der Messzeit mit äquivalenten Messergebnissen gegenüber den Referenzverfahren zu erzielen. Dafür werden verschiedene Parameter (Testbilder, Winkelabhängigkeit, etc.) unter Berücksichtigung von auftretenden Störgrößen (Streulicht, lokale Effekte, etc.) untersucht. Automatisierte Messabläufe werden generiert und mithilfe eines 6-Achs-Roboters durchgeführt, um möglichst effiziente und individuell anpassbare Methoden zur messtechnischen Bestimmung von Sticking Image zu entwickeln.
Untersuchung zur ortsauflösenden Wassertropfenerkennung auf gekrümmten Oberflächen. - Ilmenau. - ca. 120 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020
Zur Verringerung des Pseudoausschuss an einem optischen Prüfgerät, soll im Rahmen dieser Abschlussarbeit an Methoden zur Indizierung von Wasserrückständen auf gekrümmten Oberflächen mittels spektraler Bildverarbeitungssysteme, geforscht werden. Zu Beginn konnten Grundlagenuntersuchungen zum Absorptionsgrad von Wasser mit Spektrometern durchgeführt werden, um Erkenntnisse über Ausprägung und Lage der im NIR aktiven Absorptionsbanden von H2O zu erlangen. Weiterhin konnte ein Versuch zur Bestimmung des spektralen Reflexionsgrads von Wasserrückständen aufgebaut werden. Anschließend konnten die zuvor quantifizierten Eigenschaften, mit Hilfe dreier spektraler Bildverarbeitungssysteme untersucht und ausgewertet werden. Weiterhin wurde in dieser Abschlussarbeit ein alternativer Ansatz zur Indizierung von Wasserrückständen auf gekrümmten Oberflächen vorgestellt. Einem Wasserregime werden künstliche Markierungsmittel in Form von Fluoreszenzstoffen beigesetzt. Um diese Stoffe zu erkennen, wurden die Grundlagen zur Auslegung eines spektralen Bildverarbeitungssystems erarbeitet. Hierzu konnten mehrere Fluoreszenzstoffe auf ihre Tauglichkeit zum Einsatz in einem spektralen Sensorsystem untersucht werden. Erneut wurden Grundlagenuntersuchungen zum Fluoreszenzspektrum und spektralen Reflexionsgrad der untersuchten Fluorophore, mittels Spektrometern durchgeführt. Anschließend konnten die Fluorophore mit einem spektralen Kamerasystem untersucht werden, das sowohl die Bildaufnahme in der Nähe der Anregungs- als auch Emissionswellenlänge gestattet. Zuletzt wurden die beiden Methoden zur Indizierung von Wasserrückständen, auf ihre Tauglichkeit zum Einsatz in industrieller Umgebung bewertet. Zusammenfassend wurde festgestellt, dass die Methode auf Basis der Erkennung von im NIR aktiven Absorptionsbanden weniger gut für Anwendungen im industriellen Umfeld geeignet ist als der Ansatz zur Erkennung von Fluoreszenzstoffen.
Erstellung eines Qualitäts- und Workflow-Managements für ein Beispielunternehmen/Musterunternehmen mit Hilfe der CAQ-Software CWA SmartProcess. - Ilmenau. - 197 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020
Im Rahmen der stetig voranschreitenden Digitalisierung werden auch im Bereich des Qualitätsmanagements bereits seit den 70er-Jahren rechnergestützte Systeme eingesetzt. Da die Wirksamkeit solcher Systeme nicht nur von der Technik allgemein, sondern auch stark von den Anwendern abhängt, sollen bereits Studierende den Umgang mit sog. CAQ-Systemen praxisorientiert erlernen. Daher wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Qualitäts- und Workflow-Management für ein fiktives Unternehmen innerhalb der CAQ-Software CWA SmartProcess entwickelt und für den Einsatz in der Lehre vorbereitet. Anhand eines erstellten Qualitätsmanagementhandbuches wurden die einzelnen Prozesse und Module implementiert, beschrieben und bewertet. Auf Basis dieser Ausarbeitung wurde ein Fallstudienkonzept für die Vorlesung "Qualitätsmanagement/CAQ-Systeme" entwickelt, testweise durchgeführt und verbessert.
Untersuchung und Verbesserung eines optischen Inline-Prüfsystems mit Hilfe der Messsystemanalyse. - Ilmenau. - 66 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020
Durch die stetig wachsenden Qualitätsanforderungen der Industrie an ihre Zulieferer, sind 100% Prüfungen gefordert. Eine manuelle 100%-Prüfung jedes einzelnen Bau-teils sind mit hohen Ressourcen und Zeitaufwendungen verbunden, was kostenseitig schwer zu stemmen ist. Für die Wettbewerbsfähigkeit der Zulieferer ist also wichtig mit schnelleren, kostengünstigeren und effizienteren Methoden diese Prüfung zu gewährleisten. Die Installation von automatisierten optischen Inlineprüfsystemen ist einer der Möglichkeiten. Bei diesem Verfahren wird das Prüfobjekt mithilfe eines Ka-merasystems aufgenommen und im Anschluss ausgewertet. Die Vorteile dieses optischen Messsystems sind vielfältig. Einerseits findet hier eine berührungslose Messung statt, sodass das Risiko der eventuellen Beschädigung des Messobjektes im Messprozess entfällt. Andererseits werden durch Zeit- und Ressourcenersparnisse die Kosten gesenkt. Die vom Qualitätsmanagement geforderte Eignungsprüfung dieser Messsysteme e-folgt in der Industrie mithilfe speziell gestalteter Kennzahlen mit Mindestgrößenvorgaben, die sogenannten Prozessfähigkeitsindizes. In dieser Arbeit wurde eine optische Prüfanlage einer Schraubenproduktion untersucht, welche die Mindestvorgaben bei einigen Schraubenmerkmale nicht erreicht. Um die Qualitätsanforderungen der Industrie zu erfüllen, wurden in dieser Arbeit neue Messstrategien entwickelt. Primär dienen diese Messstrategien zur Verbesserung der Messabweichungen der Messgrößen Gewindesteigung und Schraubenkopfhöhe.