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Design for Six Sigma - Kundenorientierte Produkte und Prozesse fehlerfrei entwickeln
von: Jürgen Gamweger, Oliver Jöbstl, Manfred Strohrmann, Wadym Suchowerskyj
Carl Hanser Fachbuchverlag, 2009
ISBN: 9783446420625 , 610 Seiten
Format: PDF, Online Lesen
Kopierschutz: Wasserzeichen
Preis: 47,99 EUR
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Design for Six Sigma - Kundenorientierte Produkte und Prozesse fehlerfrei entwickeln
Inhalt
6
1 Grundlagen vonDesign for Six Sigma – DFSS
18
1.1 Strategische Rahmenbedingungen und Herausforderungen
18
1.2 Was erreicht DFSS?
18
1.2.1 Fehlerfreie, robuste und zuverlässige Produkte
19
1.2.2 Marktvorteile durch konsequenteKundenorientierung
20
1.2.3 Entwicklungsprozesse mit hoher Ressourceneffizienz
20
1.2.4 Nachhaltige Innovationsleistungen durch tiefgehendes Produktwissen
21
1.3 Entwicklung von Six Sigma und DFSS
22
1.3.1 Historische Entwicklung von Six Sigma
22
1.3.2 Zusammenfassung der Six-Sigma-Kerninhalte
22
1.3.3 Entstehung und Betrachtungsweisen von DFSSinnerhalb des Six Sigma-Ansatzes
27
1.4 DFSS-Modell
31
1.4.1 Ziele von DFSS (Zielebene)
31
1.4.2 Prinzipien von DFSS (strategische Ebene)
33
1.4.3 Anwendung von DFSS (Prozessebene)
37
1.5 Zusammenfassung
40
1.6 Verwendete Literatur
40
2 Voice of the Customer – VOC
42
2.1 Zielsetzung
42
2.2 Einordnung von VOC in denProduktentstehungsprozess
43
2.3 Grundbegriffe
44
2.3.1 Klassifizierung von Kundenanforderungen
44
2.3.2 Qualität ersten und zweiten Grades
45
2.3.3 Das Kano-Modell
45
2.4 Vorgehensweise bei der Anwendung
47
2.4.1 Kunden und Markt identifizieren
47
2.4.2 Kundenanforderungen erheben
49
3 Quality Function Deployment – QFD
64
3.1 Zielsetzung
64
3.2 Einsatz von QFD im Produktentstehungsprozess
65
3.2.1 QFD-Ansätze
65
3.2.2 Einordnung der QFD-Phasenmodellein den Produktentstehungsprozess
67
3.3 Grundbegriffe
69
3.3.1 Prinzip der Kundenorientierung
69
3.3.2 Prinzip der Teamarbeit
70
3.3.3 Prinzip des systematischen Vorgehens
70
3.4 Vorgehensweise bei der Anwendung
71
3.4.1 Vorgehensweise im House of Quality 1
71
3.4.2 Vorgehensweise im House of Quality 2
84
3.4.3 House of Quality 3: Prozess-QFD
87
3.5 Praxisbeispiel Temperatursensor
89
3.5.1 Einordnung des Temperatursensors im QFD-Phasenmodell
89
3.5.2 Messbarkeit von Anforderungen(Raum 1 der QFD-Matrix)
90
3.5.3 Benchmarking (Raum 2)
91
3.5.4 Ermittlung der Korrelationen (Raum 4)
92
3.5.5 Auszug aus dem Dach der QFD-Matrix (Raum 7)
94
3.5.6 Ableitung von Zielwerten (Raum 6)
95
3.6 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren
95
3.7 Verwendete Literatur
96
4 Generieren von Konzeptalternativen
98
4.1 Zielsetzung
98
4.2 Einordnung der Generierung vonKonzeptalternativen in den Produktentstehungsprozess (PEP)
99
4.3 Grundlagen der kreativen Problemlösung
100
4.4 Vorgehen bei der Anwendung
101
4.4.1 Recherchierende Methoden
101
4.4.2 Intuitive Methoden
104
4.4.3 Diskursive Methoden
110
4.4.4 Die TRIZ-Methoden
112
4.5 Praxisbeispiel
123
4.6 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren
126
4.7 Verwendete Literatur
126
5 Bewertung von Konzeptalternativen
128
5.1 Zielsetzung
128
5.2 Einordnung der Bewertung vonKonzeptalternativen in den Produktentstehungsprozess
128
5.3 Grundbegriffe
130
5.4 Vorgehensweise bei der Anwendung
132
5.4.1 Intuitive Methoden
132
5.4.2 Pugh-Matrix
134
5.4.3 Priorisierungsmatrix
137
5.5 Praxisbeispiel Temperatursensor
138
5.6 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren
142
5.7 Verwendete Literatur
142
6 Design for Manufacture and Assembly –DFMA
144
6.1 Zielsetzung
144
6.2 Einordnung der DFMAin denProduktentstehungsprozess
144
6.3 Grundbegriffe
146
6.4 Vorgehensweise bei der Anwendung
151
6.4.1 Bildung des Teams
151
6.4.2 Darstellung der Produktstruktur
151
6.4.3 Erarbeitung des Prozessgraphen
152
6.4.4 Analyse von kritischen Prozessschritten
154
6.4.5 Ableitung und Umsetzungvon Verbesserungsmaßnahmen
155
6.5 Praxisbeispiel Temperatursensor
155
6.6 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren
158
6.7 Verwendete Literatur
159
7 Fehlermöglichkeits- und-einflussanalyse – FMEA
160
7.1 Zielsetzung
160
7.2 Einordnung der FMEA in den Produktentstehungsprozess
160
7.3 Grundbegriffe
162
7.3.1 Artender FMEA
162
7.3.2 Inhalte der FMEA
163
7.3.3 Das FMEA-Team
164
7.3.4 Abgrenzung zur Fehlerbaumanalyse (FTA)
165
7.4 Vorgehensweise bei der Anwendung
165
7.4.1 Vorbereitung und Planung
165
7.4.2 Strukturanalyse
166
7.4.3 Funktionsanalyse
166
7.4.4 Fehleranalyse
167
7.4.5 Maßnahmenanalyse und Risikobewertung
168
7.4.6 Realisierung/Optimierung
172
7.4.7 Prozess-FMEA
174
7.5 Praxisbeispiel Temperatursensor
176
7.5.1 Strukturanalyse
176
7.5.2 Funktionsanalyse
176
7.5.3 Fehleranalyse
177
7.5.4 Maßnahmenanalyse und Risikobewertung
178
7.5.5 Realisierung/Optimierung
179
7.6 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren
180
7.7 Verwendete Literatur
180
8 Design Review Based on Failure Mode –DRBFM
182
8.1 Zielsetzung
182
8.2 Einordnung der DRBFM in den Produktentstehungsprozess
183
8.3 Grundbegriffe
185
8.3.1 Die GD3-Philosophie
185
8.3.2 Rollen der DRBFM
187
8.4 Vorgehensweise bei der Anwendung
187
8.4.1 Plausibilitätsprüfung der Anforderungen
188
8.4.2 Funktionsanalyse des Produktes
188
8.4.3 Definition der expliziten und impliziten Designänderungen
189
8.4.4 Erarbeitung potenzieller Probleme (Concern Points)
190
8.4.5 Problemanalyse
190
8.4.6 Beschreibung der Auswirkung
192
8.4.7 Ausarbeitung des bestmöglichen Designs
192
8.4.8 Design-Review
193
8.5 Praxisbeispiel Temperatursensor
194
8.5.1 Ausgangssituation (Plausibilitätsprüfung)
194
8.5.2 Funktionsanalyse des Produktes
194
8.5.3 Definition der expliziten und impliziten Designänderungen
195
8.5.4 Erarbeitung potenzieller Probleme
198
8.5.5 Problemanalyse
198
8.5.6 Beschreibung der Auswirkungen
200
8.5.7 Ausarbeitung des bestmöglichen Designs
200
8.5.8 Design-Review
201
8.6 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren
202
8.7 Verwendete Literatur
203
9 Grundlagen der Statistik
204
9.1 Zielsetzung
204
9.1.1 Ziele derWahrscheinlichkeitsrechnung
204
9.1.2 Ziele der beschreibenden Statistik
204
9.1.3 Ziele der beurteilenden Statistik
204
9.2 Einordnung der Statistik in den Produktentstehungsprozess
205
9.3 Daten- und Messtypen
206
9.4 Wahrscheinlichkeitsrechnung
207
9.4.1 Begriff der Zufallsvariable
207
9.4.2 Diskrete Zufallsvariablen und Verteilungen
208
9.4.3 Stetige Zufallsvariablen und Verteilungen
210
9.4.4 Wichtige Kennwerte von Verteilungen
211
9.4.5 Spezielle diskrete Verteilungen
212
9.4.6 Zusammenfassung von wichtigen diskreten Verteilungen
215
9.4.7 Spezielle stetige Verteilungen
217
9.4.8 Prüfverteilungen
221
9.5 Beschreibende Statistik
229
9.5.1 Häufigkeitsverteilung, Histogramm
229
9.5.2 Lagekennwerte einer Stichprobe
231
9.5.3 Streuungswerte einer Stichprobe
233
9.5.4 Schiefe oder Symmetrie einer Stichprobe
235
9.5.5 Aufbereitung von Stichprobenergebnissen mittels Box-Plot
237
9.6 Beurteilende Statistik
238
9.6.1 Schätzung von Parametern einer Grundgesamtheit
238
9.6.2 Zentraler Grenzwertsatz
239
9.6.3 Berechnung von Konfidenzintervallen
240
9.6.4 Wahrscheinlichkeitsnetz
245
9.7 Beispiel
247
9.8 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren
249
9.9 Verwendete Literatur
250
10 Hypothesentests
252
10.1 Zielsetzung von Hypothesentests
252
10.2 Einordnung der Hypothesentests in den Produktentstehungsprozess
253
10.3 Wichtige Grundlagen
254
10.3.1 Grundlagen von statistischen Tests
254
10.3.2 Der P-Wert
262
10.3.3 Einfaktorielle Varianzanalysen
263
10.3.4 Zweifaktorielle Varianzanalysen
266
10.4 Durchführung von Hypothesentests
269
10.4.1 Auswahl des Tests
269
10.4.2 Planung des Tests
277
10.4.3 Durchführung des Tests und Interpretationder Ergebnisse
278
10.5 Zusammenfassung
281
10.6 Verwendete Literatur
282
11 Korrelations- und Regressionsanalysen
284
11.1 Zielsetzung
284
11.2 Einordnung der Methode in den Produktentstehungsprozess
285
11.3 Vorgehensweise bei der Anwendung
285
11.3.1 Daten sichten und aufbereiten
286
11.3.2 Korrelationsanalyse
292
11.3.3 Auswahl des Regressionsmodells und Modellierung
296
11.3.4 Modell überprüfen
305
11.3.5 Optimierung
311
11.4 Praxisbeispiel Feuchtesensor
312
11.4.1 Daten sichten und aufbereiten
312
11.4.2 Durchführung der Regressionsrechnung
314
11.4.3 Modell überprüfen
315
11.4.4 Optimierung
318
11.5 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren
319
11.6 Verwendete Literatur
319
12 Modellbildung von Systemen
320
12.1 Zielsetzung
320
12.2 Einordnung der analytischen Modellbildung in den Produktentstehungsprozess
320
12.3 Grundbegriffe
321
12.3.1 Systembegriff und Systemeigenschaften
321
12.3.2 Systemgrenzen und Systemumgebung
323
12.3.3 Zustand und Zustandsgrößen eines Systems
324
12.4 Vorgehensweise bei der Anwendung
326
12.4.1 Definition des Modellzweckes
326
12.4.2 Beschreibung des Systems mit Wirkungsgraphen
327
12.4.3 Entwicklung des Simulationsmodells
329
12.4.4 Bestimmung der Größe von Systemparametern
337
12.4.5 Durchführung der Simulation mit bekannten Parametern und Verifizierung
338
12.5 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren
339
12.6 Verwendete Literatur
339
13 Design of Experiments – DoE
340
13.1 Zielsetzung
340
13.2 Einordnung von DoE in den Produktentstehungsprozess
341
13.3 Grundbegriffe
343
13.3.1 Mathematische Modellierung
343
13.3.2 Prinzipien von DoE
345
13.3.3 Orthogonale und balancierte Versuchspläne
347
13.3.4 „One Factor at a Time“-Versuchspläne
348
13.3.5 Vollfaktorielle Versuchspläne
350
13.3.6 Teilfaktorielle Versuchspläne
353
13.3.7 Blockbildung und Randomisierung
357
13.3.8 Response Surface Design
359
13.3.9 Box-Behnken-Versuchspläne
363
13.3.10 D-optimale Versuchspläne
364
13.3.11 Taguchi-Versuchspläne für Robustheitsanalysen
366
13.3.12 Auswertung von Versuchsplänen
371
13.4 Vorgehensweise bei der Anwendung
379
13.4.1 Durchführung einer Systemanalyse
380
13.4.2 Wahl des Versuchsdesigns
380
13.4.3 Planung/Bereitstellung von Ressourcen
381
13.4.4 Versuchsdurchführung
382
13.4.5 Datenanalyse
382
13.4.6 Ergebnisbestätigung
383
13.5 Praxisbeispiel
383
13.5.1 Durchführung der Systemanalyse
383
13.5.2 Wahl des Versuchsdesigns
384
13.5.3 Datenanalyse
386
13.5.4 Ergebnisbestätigung
387
13.6 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren
388
13.7 Verwendete Literatur
389
14 Optimierungund Robustheitsanalysenmittels Simulation
390
14.1 Ziele der Optimierung und Robustheitsanalyse mittels Simulation
390
14.2 Einsatz der Simulation im PEP
391
14.3 Wichtige Grundlagen der Simulation
392
14.3.1 Grundbegriffe der Simulation
392
14.3.2 Abgrenzung Sensitivitätsanalyse, Optimierungund Robustheitsbewertung
394
14.3.3 Einführung in Optimierungsverfahren
395
14.3.4 Deterministische Optimierungsverfahren
396
14.3.5 Stochastische Optimierungsverfahren
401
14.3.6 Verfahren der Robustheitsanalyse oder Störvariablenexperimente
405
14.3.7 Robuste Optimierung
410
14.4 Vorgehensweise bei der Anwendung
411
14.4.1 System- und Parameterbeschreibung
411
14.4.2 Aufbau des Simulationsmodells
411
14.4.3 Durchführung der Sensitivitätsanalyse
412
14.4.4 Optimierung
412
14.4.5 Robustheitsbewertung
412
14.5 Praxisbeispiel Simulation
413
14.5.1 System- und Parameterbeschreibung, Aufbau Simulationsmodell
413
14.5.2 Sensitivitätsanalyse
417
14.5.3 Optimierung
419
14.5.4 Robustheitsanalyse
429
14.5.5 Schlussfolgerungen und Ausblick
433
14.6 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren
434
14.7 Verwendete Literatur
435
15 Messsystemanalysen (MSA)
438
15.1 Zielsetzung
438
15.2 Einordnung der MSA in den Produktentstehungsprozess
440
15.3 Grundbegriffe
441
15.3.1 Messsystem
441
15.3.2 Kalibrieren, Eichen, Justieren
442
15.3.3 Ansprechschwelle, Auflösung
442
15.4 Vorgehensweise bei der Anwendung
444
15.4.1 Überprüfung der systematischen Messabweichung (Verfahren 1)
446
15.4.2 Untersuchung der Linearität (Verfahren 4)
450
15.4.3 Bewertung eines Messsystems bezüglich Streuverhalten unter Einfluss des Prüfers (Verfahren 2)
453
15.4.4 Bewertung eines Messsystems bezüglich Streuverhalten ohne Einfluss des Prüfers (Verfahren 3)
463
15.4.5 Bewertung eines Messsystems bezüglich seines Langzeitverhaltens (Verfahren 5)
467
15.4.6 Prüfung der Fähigkeit attributiver Prüfprozesse (Verfahren 6)
469
15.5 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren
475
15.6 Verwendete Literatur
475
16 Statistische Prozesslenkung – SPC
476
16.1 Zielsetzung
476
16.2 Einordnung von SPC in den Produktentstehungsprozess
477
16.3 Grundbegriffe
478
16.3.1 Prozessbeherrschung, Prozessfähigkeit
478
16.3.2 Prozesstypen nach DIN 55319
480
16.4 Vorgehensweise bei der Anwendung
481
16.4.1 Festlegung des Merkmals und der Messeinrichtung
481
16.4.2 Auswahl des Regelkartentyps
481
16.4.3 Festlegung des Stichprobenumfanges n
483
16.4.4 Festlegung des Stichprobenentnahmeintervalls
488
16.4.5 Durchführung eines Vorlaufes, Bestimmung des Prozesstyps
489
16.4.6 Berechnung der Eingriffsgrenzen
490
16.4.7 Erstellung eines Reaktionsplans
493
16.4.8 Führen und Auswerten der Regelkarte
493
16.5 Praxisbeispiel
494
16.5.1 Weiterführende Betrachtungen mithilfe von QS Stat®
497
16.5.2 Ergebnisdarstellung in Minitab®
502
16.6 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren
502
16.7 Verwendete Literatur
503
17 Prozessfähigkeitsuntersuchungen
504
17.1 Ziel von Prozessfähigkeitsuntersuchungen
504
17.2 Einordnung von Prozessfähigkeit in den Produktentstehungsprozess
504
17.3 Grundbegriffe
506
17.3.1 Maschinenfähigkeit, Prozessfähigkeit,Prozessleistung
506
17.3.2 Prozessfähigkeitskennzahlen
506
17.3.3 Vertrauensbereich von Prozessfähigkeitskennwerten
509
17.3.4 Maschinenfähigkeitskennzahlen
510
17.3.5 Berechnung des Sigma-Niveaus
510
17.4 Vorgehensweise bei der Anwendung
513
17.4.1 Erfassung der Prozessdaten
513
17.4.2 Untersuchung der Prozessstabilität
515
17.4.3 Bestimmung der Wahrscheinlichkeitsverteilung
515
17.4.4 Berechnung der Fähigkeitskennwerte für stabile Prozesse
516
17.4.5 Berechnung der Fähigkeitskennwerte für nicht stabile Prozesse
518
17.5 Praxisbeispiel
520
17.5.1 Erfassen der Prozessdaten, Untersuchungsdauer
520
17.5.2 Untersuchung der Prozessstabilität, Bestimmung der Wahrscheinlichkeitsverteilung
520
17.5.3 Ermittlung der Fähigkeitskennwerte(nicht stabile Prozesse)
521
17.6 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren
524
17.7 Verwendete Literatur
525
18 Toleranzanalyse
526
18.1 Zielsetzung
526
18.2 Einordnung der Toleranzanalyse im Produktentstehungsprozess
527
18.3 Grundbegriffe
529
18.3.1 Wirkbeziehungen
529
18.3.2 Lineare Toleranzüberlagerung
530
18.3.3 Nicht lineare Toleranzüberlagerung
531
18.3.4 Worst-Case-Tolerierung
533
18.3.5 Statistische Tolerierung
533
18.4 Vorgehensweise bei der Anwendung
533
18.4.1 Systemabgrenzung
533
18.4.2 Toleranzfestlegung/Toleranzkonzept
534
18.4.3 Verteilungsfunktion der Eingangsgrößen
534
18.4.4 Identifikation des Wirkzusammenhanges
535
18.4.5 Verteilungsfunktion der Ausgangsgröße y
536
18.4.6 Toleranzanpassung
545
18.4.7 Statistische Überwachung der Eingangsgrößen
548
18.5 Praxisbeispiel Temperatursensor
548
18.5.1 Systemabgrenzung
548
18.5.2 Toleranzen und Verteilungsform der Eingangsgrößen
549
18.5.3 Identifikation des Wirkzusammenhanges
550
18.5.4 Bestimmung des Toleranzbereiches der Ausgangsgröße
550
18.5.5 Toleranzanpassung
551
18.5.6 Ausblick
552
18.6 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren
553
18.7 Verwendete Literatur
553
19 Reliability Engineering –Zuverlässigkeitsanalysen
554
19.1 Zielsetzung von Reliability Engineering
554
19.2 Einsatz von Reliability Engineering im Produktentstehungsprozess
555
19.3 Wichtige Grundlagen
556
19.3.1 Grundbegriffe der Zuverlässigkeitsuntersuchung
556
19.3.2 Testbeschleunigung, Testraffung
559
19.3.3 Testverfahren für die Zuverlässigkeitsanalyse
561
19.3.4 Weibull-Theorie
564
19.4 Vorgehensweise bei der Anwendung
569
19.4.1 Festlegung der Zuverlässigkeitsziele
569
19.4.2 Design for Reliability
571
19.4.3 Erstellung von Zuverlässigkeitstestplänen
572
19.4.4 Durchführung von Zuverlässigkeitstests
576
19.4.5 Evaluierung, Analyse und Bewertung
577
19.5 Zusammenfassung und Erfolgsfaktoren
578
19.6 Verwendete Literatur
579
20 Umsetzungvon DFSS im Unternehmen
580
20.1 Strategische Gesichtspunkte
580
20.2 Umsetzungvon DFSS am Beispiel Bosch
582
20.2.1 Rahmenbedingungen
582
20.2.2 Die Rolle von DFSS in der Produktentwicklung
583
20.2.3 Einzelheiten der Umsetzung von DFSS bei Bosch
584
20.3 Zusammenfassung
588
Abkürzungen
590
Literatur
593
Register
597
Die Autoren
605
Die Co - Autoren
609