Vermeiden von Teile- und Produktfehlern: 5 Strategien für den Erfolg 

Die Aufrechterhaltung der Qualität von Teilen und Produkten in der Fertigung birgt eine Reihe einzigartiger Herausforderungen, insbesondere wenn die Produktion komplexer wird und die Erwartungen der Kunden steigen. Von kleinen Fehlern bis hin zu kritischen Ausfällen können Mängel erhebliche Auswirkungen auf die Produktionszeit, die Kosten und den Ruf der Marke haben und die Haftung des Unternehmens erhöhen. Jeder Hersteller sollte sich fragen: „Wie sicher erkennen wir Probleme in der Produktion und können abmildern, bevor sie sich ausweiten?“ 

Die frühzeitige Behebung von Problemen ist der Schlüssel zur Erhaltung der Produktqualität und der Rentabilität. Die 1-10-100-Regel unterstreicht die Bedeutung eines frühzeitigen Eingreifens: Es ist weitaus billiger, Fehler zu vermeiden, als sie zu beseitigen, und beides ist weniger kostspielig, als Fehler im Nachhinein zu beheben. Dies gilt für die gesamte industrielle Produktherstellung, von Batteriespeichersystemen über Bauteile für die Nuklearindustrie bis hin zu Konsumgütern. Durch frühzeitiges Erkennen von Risiken im Produktionsprozess können Unternehmen Mängel erheblich reduzieren. Im Folgenden finden Sie die wichtigsten Strategien zur Verbesserung der Qualität und zur Gewährleistung einer fehlerfreien Produktion.

1. Herstellbarkeitsbezogenes Design 

Verfolgen Sie zur Vermeidung von Mängeln einen Ansatz für herstellbarkeitsbezogenes Design (Design for Manufacturability, DFM). DFM bedeutet, Produkte so zu entwerfen, dass sie leichter hergestellt werden können. Durch die Analyse von Faktoren wie Produktionsmethoden, Montageanforderungen, Materialien, Toleranzen und Maschinen können Teams Probleme frühzeitig erkennen und beheben, bevor sie sich auf die Montage von Teilen und die Produktherstellung auswirken. 

So müssen vielleicht die Toleranzen der Teile leicht angepasst werden, damit sie bei der Montage nicht verrutschen oder brechen. Umgekehrt kann eine Verringerung der Toleranzen bei Funktionen, die in hohem Maße wiederholbar sein müssen, die Einheitlichkeit in einer Produktionslinie gewährleisten. Und durch Integration von Positionierungsmerkmalen in das Produktdesign können beispielsweise Teile besser geführt und ausgerichtet werden, was die Handhabung und den Zusammenbau der Komponenten erleichtert und Fehler reduziert. 

Unsere Fachleute bei ATS Industrial Automation haben eine DFM-Mentalität. Wir können diese Denkweise auf alle Prozessstufen anwenden – Erkennung, Anforderungen, Design, Integration, Tests und die endgültige Produktionslinie. Unsere Fachleute arbeiten mit den Kunden zusammen, um während des gesamten Prozesses vom Design bis zur Herstellung Probleme zu erkennen und zu beheben. Das Ergebnis ist ein effizienter und kostengünstiger Fließbandprozess, der qualitativ hochwertige Produkte hervorbringt, die den Funktionsanforderungen entsprechen. 

2. Durchführung von Machbarkeitsstudien 

Vor der Einführung neuer Prozesse oder Automatisierungen muss im Rahmen von Machbarkeitsstudien(Proof of Principle, POP) das Verhalten eines Produkts in der Produktionslinie simuliert und überprüft werden. Mit der Technologie des digitalen Zwillingskönnen Ingenieure virtuelle Nachbildungen von Maschinen erstellen, die Leistung testen und Teile in einer virtuellen Fertigungslinie emulieren. Probleme können analysiert, behoben und Änderungswünsche virtuell getestet werden, bevor der Bau beginnt. 

Dies ist besonders bei der erstmaligen Automatisierung oder bei neuen Produkten von Vorteil, bei denen potenzielle Fehler bereits in der Simulationsphase erkannt und behoben werden können. Machbarkeitsstudien helfen bei der Feinabstimmung von Prozessen und stellen sicher, dass das Endprodukt den Qualitätsstandards entspricht. 

3. Frühzeitiges und häufiges Testen 

Häufige Tests sind entscheidend, um Fehler zu erkennen, bevor sie kostspielige Rückrufe oder Verzögerungen verursachen. Je früher und häufiger Tests durchgeführt werden, desto mehr Möglichkeiten gibt es, eine Ausweitung von Problemen zu verhindern. Je nach Produkt können die Tests Materialhandhabung, Komponentenvalidierung, Tests am Ende der Produktionslinie oder Simulationen von Werkzeuginteraktionen beinhalten. Je nach Produktanforderungen benötigen Sie möglicherweise eine Kombination aus elektrischen, mechanischen, fluiddynamischen oder BUS-Kommunikationstests. Die Werksabnahmeprüfung (Factory Acceptance Testing, FAT) ist ein weiterer wichtiger Schritt vor der Installation der Ausrüstung, um festzustellen, ob die Produktionssysteme die erforderlichen Funktionen und Qualitätsstandards durchgängig erfüllen können. 

Durch frühzeitig im Designprozess begonnene Zusammenarbeit mit ihren Automatisierungspartnern können Hersteller Montageprüfsysteme und Validierungsprogramme entwickeln, die robust, zuverlässig und auf Ihre Anforderungen zugeschnitten sind.

ATS bietet nicht nur Testsysteme und -geräte an, sondern unsere Fachleute entwickeln auch zusammen mit den Kunden Testmethoden und -spezifikationen, um die Validierung zu unterstützen und Probleme frühzeitig im Herstellungsprozess zu erkennen. 

4. Priorisierung von risikoreichen Prozessen 

Auch wenn Tests wichtig sind, ist es nicht möglich, jeden Prozess bis ins kleinste Detail zu testen. Daher müssen sich die Hersteller auf die Prozesse konzentrieren, die das größte Risiko darstellen. Durch Risikobewertungen zu Beginn eines Projekts lassen sich die Bereiche identifizieren, in denen Fehler am wahrscheinlichsten auftreten. Prozessen mit hohem Risiko sollte bei den Tests besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden, um mögliche Probleme zu erkennen und zu beheben. 

So gelten beispielsweise Prozesse wie das Laserschweißen oft als risikoreich. Bei ATS Industrial Automation investieren wir in spezialisierte Laserlabore, in denen Schweißparameter feinabgestimmt werden können, bevor sie auf die gesamte Produktionslinie angewandt werden. So wird die Wahrscheinlichkeit von Mängeln bei risikoreichen Prozessen reduziert. 

5. Änderungen antizipieren 

Späte Änderungen an Produktdesigns oder Spezifikationen können zu Nacharbeit, Verzögerungen und einem erhöhten Fehlerrisiko führen. Durch die Zusammenarbeit mit Automatisierungspartnern in einem frühen Stadium des Designprozesses können Hersteller potenzielle Herausforderungen frühzeitig erkennen und angehen. Jede gewünschte Änderung kann mit minimaler Unterbrechung in den Fertigungsprozess implementiert werden. Durch eine enge Kommunikation zwischen den Teams können Änderungen reibungslos abgewickelt und Unterbrechungen minimiert werden, so dass sich keine Fehler in das Endprodukt einschleichen können. 

Proaktive Strategien für Erfolg 

Die Vermeidung von Produkt- und Bauteilfehlern erfordert einen ganzheitlichen Ansatz, der DFM, frühzeitige Tests, Risikobewertung und klare Kommunikation einbezieht. Je früher die Hersteller Risiken und potenzielle Probleme erkennen, desto besser sind sie in der Lage, qualitativ hochwertige, fehlerfreie Produkte zu liefern, sobald sie die Serienproduktion aufnehmen. 

Durch Investitionen in diese proaktiven Strategien können Hersteller ihre Kosten senken, die Qualität und die Betriebszeit der Produktion verbessern und Risiken begrenzen.