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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Qualitätssicherung
bei der Montage von Bauteilen, insbesondere zur Qualitätssicherung
bei der Montage von Kraftfahrzeugen.
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Die Überwachung
der Qualität
beider Montage von Kraftfahrzeugen wird üblicherweise über so genannte
Baukarten realisiert, auf welchen von den einzelnen Mitarbeitern
die abgearbeiteten Produktionsschritte eingetragen beziehungsweise
abgestempelt werden. Die Baukarten werden dabei über einen zentralen Drucker
ausgeworfen und während
des gesamten Produktionsprozesses am Kraftfahrzeug mitgeführt. Nach
Abschluss des Produktionsprozesses werden diese in eine elektronische
Datenverarbeitungsanlage eingegeben oder eingelesen, so dass ein
nachträglich
nachvollziehbares Qualitätsmanagement
gewährleistet
werden kann. Nachteilig bei derartigen Baukarten ist, dass überproportional
lange Laufwege und damit Fertigungszeiten sowie lediglich eine fehlerträchtige Dokumentation
erreicht werden können.
Zugleich stellt die üblicherweise
aus Papier beziehungsweise Pappe hergestellte Baukarte einen Medienbruch
dar, welcher eine durchgehende elektronische Datenkette zur Qualitätserfassung
beziehungsweise Qualitätssicherung
unterbricht.
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Ebenfalls
bekannt sind bereits vollständig elektronische
Qualitätssicherungssysteme,
bei welchen an einem zu überwachenden
Bauteil ein elektronische Chip angeordnet ist, und dieser in Abhängigkeit
der jeweils abgearbeiteten Produktionsschritte von einem elektronischen
Lesegerät,
welches von dem Mitarbeiter mitgeführt wird, eingelesen wird.
Diese so genannten „Handhelds" sind jedoch teuer,
wartungsintensiv und durch ihre Größe beziehungsweise ihr Gewicht
unhandlich, wodurch die Fahrzeugdokumentation und die Qualitätssicherung
teuer werden.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, ein System zur Qualitätssicherung bei der Montage
von Bauteilen zu schaffen, welches insbesondere kostengünstig, flexibel
einsetzbar und handlich ist.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch
den Gegenstand des unabhängigen
Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem System
zur Produktionskontrolle/Qualitätssicherung
bei der Montage von Bauteilen, eine mitarbeiterbezogene, das heißt am Mitarbeiter
befestigte Sendeeinrichtung vorzusehen, welche über eine bauteilbezogene, das
heißt
am zu fertigenden Bauteil angeordnete, Leseeinrichtung mit einer
Rechner-/Auswerteeinrichtung
kommuniziert. Die Leseeinrichtung empfängt die von der Sendeeinrichtung
ausgesendeten Signale und überträgt diese zusammen
mit weiteren Signalen, die für
die Abarbeitung einzelner Produktionsschritte stehen, an die Rechner-/Auswerteeinrichtung.
An der Leseeinrichtung ist zusätzlich
eine Bildschirmanzeige angeordnet, auf welcher die einzelner auszuführenden
Produktionsschritte angezeigt werden und wobei an der Leseeinrichtung
zusätzlich
ein Auslöser vorgesehen ist,
welcher nach dem Abarbeiten des jeweils auf der Bildschirmanzeige
angezeigten Produktionsschrittes vom Mitarbeiter ausgelöst wird.
Das System zur Qualitätssicherung
ist dabei derart ausgebildet, dass beim Betätigen des Auslösers nicht
nur der jeweils abgearbeitete Produktionsschritt, sondern auch die von
der mitarbeiterbezogenen Sendeeinrichtung stammenden Daten an die
Rechner-/Auswerteeinrichtung übertragen
werden, so dass anhand dieser Übertragung
später
lückenlos
feststellbar ist, welcher Produktionsschritt zu welcher Zeit und
insbesondere von welchem Mitarbeiter ausgeführt wurde. Die Sendeeinrichtung
kann dabei ein wenige Zentimeter im Durchmesser betragender „Tag" sein, welcher an
der Arbeitskleidung des Mitarbeiters befestigt wird, während die
Leseeinrichtung, beispielsweise mittels eines magnetischen Halters,
am zu fertigenden Bauteil befestigt wird. Die Übertragung zwischen der Sendeeinrichtung,
der Leseeinrichtung und der Rechner-/Auswerteeinrichtung erfolgt
dabei drahtlos, insbesondre über
die Nutzung eines so genannten wireless LAN. Durch das erfindungsgemäße System
können
die vom Mitarbeiter zur Qualitätssicherung
zurückzulegenden
Laufwege deutlich verkürzt
werden, was gleichzeitig zu einer Verkürzung der Fertigungszeiten
führt und
dadurch zu einer Realisierung von Kostenvorteilen. Gleichzeitig
können
durch die vollständig
und durchlaufende elektronische Datendokumentation die Dokumentationskosten
minimiert und Fehlerquellen eliminiert werden, da kein Medienbruch,
beispielsweise durch ein händisches
Ausfüllen
oder Abstempeln einer Baukarte mehr vorhanden ist. Da die für die Mitarbeiter
vorgesehenen Sendeeinrichtungen nur sehr wenig kosten, kann diese
vollständige
elektronische Datendokumentation zugleich kostengünstig realisiert
werden. Die Sendeeinrichtung ist dabei zudem so klein und leicht
ausgebildet, dass sie den produzierenden Mitarbeiter in keinster Weise
beeinträchtigt
oder dessen Bewegungen erschwert. Durch die Rechner-/Auswerteeinrichtung kann
darüber
hinaus eine automatische Plausibilitätsbeziehungsweise Vollständigkeitskontrolle
durchgeführt
werden, indem nicht elektronisch abgestempelte Produktionsschritte
ermittelt werden, so dass eine separate Endprüfung, welche zusätzliche
Kosten generiert, entfallen kann.
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Zweckmäßig weist
die personenbezogene Sendeeinrichtung einen RFID-Chip auf, welcher
eine Identifizierung mittels Radiowellen erlaubt. Derartige RFID-Chips
sind einerseits klein und handlich, andererseits aber leistungsstark
und ermöglichen
insbesondere berührungslose
Lesevorgänge
durch die Leseeinrichtung ohne direkten Sichtkontakt. Durch eine individuelle
Auswahl eines Frequenzbandes beziehungsweise einer Sendeleistung
sowie weiterer Faktoren, lassen sich die verwendeten RFID-Chips
individuell anpassen. Von besonderem Vorteil ist dabei, dass in
einem Nahfeld um eine Antenne der Leseeinrichtung passive RFID-Chips
ohne eigene Energieversorgung auskommen und durch induktive beziehungsweise
kapazitive Kopplung, über
die Leseeinrichtung mit Energie versorgt werden können. Da
insbesondere bei der Produktion von Kraftfahrzeugen zwischen der
personenbezogenen Sendeeinrichtung und der fahrzeugbezogenen Leseeinrichtung
lediglich ein sehr geringer Abstand besteht, ergibt sich hierbei
die Möglichkeit
des Einsatzes von so genannten passiven Sendeeinrichtungen, kurz
auch Transpondern genannt. Denkbar ist selbstverständlich auch
der Einsatz von aktiven Sendeeinrichtungen, welche dann zusätzlich über eine
eigene Energievorsorgung verfügen.
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Zweckmäßig kommuniziert
die Leseeinrichtung drahtlos, insbesondere übereine WLAN-Verbindung mit
der Rechner- /Auswerteeinrichtung.
Mit einem derartigen drahtlosen und lokalen Netzwerk lässt sich
eine besondere effektive und kostengünstige Datenübertragung
erreichen, insbesondere dann, wenn bereits ein derartiges drahtloses
lokales Netzwerk für
andere Anwendungen zur Verfügung
steht. Die Rechner-/Auswerteeinrichtung
kann dabei eine Basisstation, kurz auch „Access-Point", bilden, während die
fahrzeugbezogenen Leseeinrichtungen die so genannten Netzknoten
(Clients) bilden.
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Zweckmäßig sind
auf der Bildschirmanzeige der Leseeinrichtung einzelne Produktionsschritte aufrufbar
beziehungsweise scrollbar. Dies ermöglicht es dem Mitarbeiter,
zunächst
ausgelassene Produktionsschritte in einem späteren Produktionsschritt nachzuholen
beziehungsweise abzuarbeiten und daraufhin diesen Produktionsschritt
mittels des Auslösers
auf erledigt zu stellen. Durch die Auswahl einzelner beziehungsweise
mehrerer Produktionsschritte kann somit der Produktionsprozess insgesamt
flexibler gestaltet werden und ist dadurch an individuelle Bedürfnisse
einzelner Mitarbeiter leicht anpassbar.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist
das System derart ausgebildet, dass an der Bildschirmanzeige der
Leseeinrichtung ein folgender Produktionsschritt erst dann auswählbar ist,
wenn der vorangegangene Produktionsschritt durch den Mitarbeiter mittels
des Auslösers
auf erledigt gestellt wird oder ein Fehlercode zur Nachbearbeitung
eingetragen wird. Dies bietet den großen Vorteil, dass ein Auslassen
einzelner Produktionsschritte unmöglich ist, sondern ein Wechsel
zum nachfolgenden Produktionsschritt generell nur dann möglich ist,
wenn der aktuelle Produktionsschritt auf „erledigt" gestellt wird oder aber ein Hinweis,
also oben genannter Fehlercode, zur Nachbearbeitung eingetragen
wird. Hierdurch kann die Rechner-/Auswerteeinrichtung schnell erkennen,
ob ein die Fertigung verlassendes Bauteil korrekt produziert wurde
oder noch einzelnen Nachbearbeitungsstationen zugeführt werden
muss. Ein Vergessen einzelner Produktionsschritte sowie ein damit
verbundener Qualitätsmangel
können
somit mit Sicherheit ausgeschlossen werden.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
der Zeichnung und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
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Die
einzige 1 zeigt ein erfindungsgemäßes System
zur Produktionskontrolle/Qualitätssicherung
bei der Montage eines Kraftfahrzeuges.
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Entsprechend 1 weist
ein erfindungsgemäßes System 1 zur
Produktionsüberwachung
beziehungsweise zur Qualitätssicherung
bei der Montage von Bauteilen, hier bei der Montage eines Kraftfahrzeuges 2 eine
mitarbeiterbezogene, das heißt vorzugsweise
von einem Mitarbeiter 3 mitgeführte Sendeeinrichtung 4 sowie
eine bauteilbezogene, das heißt
mit dem Kraftfahrzeug 2 mitgeführte Leseeinrichtung 5 auf.
Die Leseeinrichtung 5 ist dabei sowohl zum Empfang von
Signalen, welche von der Sendeeinrichtung 4 ausgesendet
werden als auch zur Übertragung
dieser sowie weiterer Signale an eine vorzugsweise zentral im Produktionsbereich
angeordnete Rechner-/Auswerteeinrichtung 6 ausgebildet.
Die Kommunikation zwischen der Sendeeinrichtung 4, der
Leseeinrichtung 5 sowie der Rechner-/Auswerteeinrichtung 6 erfolgt
dabei drahtlos, insbesondere über
eine so genannte WLAN-Verbindung.
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Die
Leseeinrichtung 5 weist eine Bildschirmanzeige 7 auf,
auf welcher einzelne jeweils auszuführende Produktionsschritte
angezeigt sind beziehungsweise angezeigt werden können. Außerdem weist
die Leseeinrichtung 5 einen Auslöser 8, beispielsweise
in der Art einer Auslösetaste
auf, welche vom Mitarbeiter 3 betätigt werden kann und betätigt werden
soll, sofern ein auf der Bildschirmanzeige 7 angezeigter
Produktionsschritt abgearbeitet wurde. Mit dem Betätigen des
Auslösers 8 bestätigt somit der
Mitarbeiter 3, dass er den auf der Bildschirmanzeige 7 angezeigten,
insbesondere optisch hervorgehobenen Produktionsschritt erfolgreich
ausgeführt hat.
Diese Bestätigungsmeldung
wird von der Leseeinrichtung 5 zusammen mit von der mitarbeiterbezogenen
Sendeeinrichtung 4 an die Leseeinrichtung 5 übermittelten
Daten an die Rechner-/Auswerteeinrichtung 6 übertragen,
so dass lückenlos
feststellbar ist, welcher Produktionsschritt wann und von welchem
Mitarbeiter 3 ausgeführt
wurde.
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Die
Sendeeinrichtung 4 kann dabei beispielsweise als kleiner
und einfach an einer Berufskleidung des Mitarbeiters 3 zu
befestigender Transponder ausgebildet sein, welcher aufgrund der
räumlichen
Nähe zu
der Leseeinrichtung 5 keine eigene Energieversorgung benötigt, sondern
beispielsweise durch induktive beziehungsweise kapazitive Kopplung über die
Antenne des Lesegerätes 5 mit
Energie versorgt werden können.
Selbstverständlich
ist auch denkbar, dass bei größeren Entfernungen
die Sendeeinrichtung 4 eine eigene Energieversorgung, beispielsweise
in Form einer kleinen Batterie, besitzt. Um eine problemlose Identifizierung
der Sendeeinrichtung 4 und damit des zugehörigen Mitarbeiters 3 zu
gewährleisten,
kann die personenbezogene Sendeeinrichtung 4 einen RFID-Chip
aufweisen, welcher die Identifizierung mittels Radiowellen erlaubt.
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Die
Leseeinrichtung 5 kann, insbesondere beim Einsatz im Kraftfahrzeugbau,
mit einem magnetischen Fußteil
ausgestattet sein, und dadurch problemlos am Kraftfahrzeug 2 befestigt
werden.
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Auf
der Bildschirmanzeige 7 der Leseeinrichtung 5 können nicht
nur die für
einen jeweils aktuellen Bauabschnitt relevanten Produktionsabschnitte
angezeigt werden, es ist auch denkbar, dass Produktionsschritte
eines vorherigen oder eines nachfolgenden Bauabschnittes aufrufbar
sind, indem beispielsweise eine Scrollfunktion durch die einzelnen
Produktionsschritte beziehungsweise Bauabschnitte betätigt wird.
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Im
Folgenden soll die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Systems 1 zur
Produktionskontrolle beziehungsweise zur Qualitätssicherung am Beispiel einer
Kraftfahrzeugmontage erläutert
werden:
Wird eine Karosse auf ein Montageband aufgelegt, so
wird zunächst
eine Fahrgestellnummer vergeben und in die Karosse einrolliert beziehungsweise
eingeprägt.
Diese ist einer Produktionsnummer eindeutig zugeordnet. Gleichzeitig
wird die Leseeinrichtung 5 an der Karosse beziehungsweise
am Kraftfahrzeug 2 befestigt und begleitet diese beziehungsweise
dieses während
des gesamten Produktionsvorganges. Die Produktionsnummer des Kraftfahrzeuges 2 ist
dabei der Leseeinrichtung 5 bekannt.
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Die
nun während
des nachfolgenden Montageprozesses auszuführenden Produktionsschritte liegen
sequentiell in einer Datenbank vor und werden auf der Bildschirmanzeige 7 der
Leseeinrichtung 5 einzeln beziehungsweise blockweise zur
Bestätigung angeboten
beziehungsweise können
durch die Scrollfunktion durchgeblättert werden. Der mit der Montage
beauftragte Mitarbeiter 3 führt nun die auf der Bildschirmanzeige 7 angezeigten
Produktionsschritte aus und bestätigt
deren Erledigung durch ein Betätigen
des Auslösers 8.
Kann er den angezeigten Produktionsschritt nicht ausführen, beispielsweise aufgrund
eines Mangels an Anbauteilen, so gibt er einen Fehlercode zur Nachbearbeitung
in die Leseeinrichtung 5 ein. Dabei kann der Mitarbeiter 3 zwischen unterschiedlichen
Codes auswählen
und damit einen Nachbearbeitungsumfang beschreiben. Denkbar ist, dass
an der Bildschirmanzeige 7 der Leseeinrichtung 5 erst
dann ein folgender Produktionsschritt auswählbar ist, sofern der vorangegangene
Produktionsschritt mittels des Auslösers 8 auf „erledigt" gestellt wurde oder
vom Mitarbeiter 3 ein Fehlercode zur Nachbearbeitung eingetragen
wurde.
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In
beiden Fällen
wird diese Information zusammen mit den von der personenbezogenen
Sendeeinrichtung 4 ausgesandten Daten per Funk an die Rechner-/Auswerteeinrichtung 6 übermittelt,
welche beispielsweise an ein Ethernet angebunden ist. Beim Betätigen des
Auslösers 8 wird
somit der vom Mitarbeiter 3 getragene RFID-Chip ausgelesen
und die damit korrespondierende Stempelnummer zusammen mit dem Code
des Produktionsschrittes beziehungsweise zusammen mit dem Fehlercode
in eine Datenbank geschrieben.
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Gleichzeitig
ist denkbar, dass die nunmehr auf „erledigt" gestellten Produktionsschritte auf
der Bildschirmanzeige 7 des Lesegerätes 5 gekennzeichnet,
insbesondere visuell hervorgehoben werden.
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Werden
die Produktionsschritte auf der Bildschirmanzeige 7 blockweise
angeboten, so wird zusätzlich
nach Abschluss aller im Block vorhandenen Produktionsschritte ein
Blockabschluss abgefragt, welcher ebenfalls durch Betätigung des
Auslösers 8 bestätigt werden
muss.
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Hat
das Kraftfahrzeug 2 die gesamte Montage durchlaufen, so
kann von der Rechner-/Auswerteeinrichtung 6 unmittelbar
ermittelt werden, ob und in welchem Umfang ein Nachbearbeiten erforderlich
ist, oder ob das Kraftfahrzeug alle Produktionsschritte erfolgreich
durchlaufen hat. Sollten Nachbearbeitungsschritte erforderlich sein,
werden diese durch die Datenbank auf der Bildschirmanzeige 7 des
Lesegerätes 5 zur
Bestätigung
angeboten. Selbstverständlich
können
dabei manuelle Zusatzinformationen in der bisherigen Form beibehalten
oder durch Sprachkommunikation ersetzt werden.
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Wird
der Auslöser 8 an
dem Lesegerät 5 bezüglich desselben
Produktionsschrittes mehrmals betätigt, so wird eine vorangegangene
Betätigung
bei erneuter Betätigung überschrieben
und es wird die jeweils letzte Betätigung an die Rechner-/Auswerteeinrichtung 6 übertragen.
Hierdurch ist es möglich, das
Ausführen
von Produktionsschritten nachzuholen oder fehlerhaft ausgeführte beziehungsweise nicht
ausgeführte
Produktionsschritte zu einem späteren
Zeitpunkt nachzuarbeiten.
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Generell
bietet das erfindungsgemäße System 1 folgende
Vorteile:
- – eine
Verkürzung
der Fertigungszeiten durch eine Minimierung von Laufwegen im Hinblick
auf die Dokumentation des Produktionsprozesses,
- – eine
Minimierung von Dokumentationskosten sowie ein Eliminieren von Fehlerquellen,
da kein Medienbruch bei der Archivierung der bisher verwendeten
Baukarte aus Papier mehr vorhanden ist,
- – eine
Gesamt- beziehungsweise Endkontrolle kann entfallen, da während des
gesamten Produktionsprozesses eine automatische Plausibilitäts- und
Vollständigkeitsprüfung der
abzuarbeitenden Produktionsschritte durch die Rechner-/Auswerteeinrichtung 6 möglich ist,
- – die
personenbezogenen Sendeeinrichtungen 4 sind sehr kostengünstig, wodurch
die Investitionen insgesamt im Vergleich zu bisher eingesetzten
elektronischen Stempeln gering gehalten werden können,
- – die
etwas kostenintensiveren Lesegeräte 5 sind fahrzeug- beziehungsweise
bauteil- und nicht mitarbeitergebunden, was insbesondere im Schichtbetrieb
von großem
Vorteil ist und wodurch sich eine höhere Sicherheit bezüglich Beschädigung, Wandalismus
und natürlichem
Schwund ergibt,
- – eine
bestehende Infrastruktur, beispielsweise eine Schnittstelle zu einem
Qualitätssicherungssystem beziehungsweise
ein bereits vorhandenes WLAN-Netz, können eingebunden werden.
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- 1
- System
zur Qualitätssicherung
- 2
- Kraftfahrzeug/Bauteil
- 3
- Mitarbeiter
- 4
- personenbezogene
Sendeeinrichtung
- 5
- bauteilbezogene
Leseeinrichtung
- 6
- Rechner-/Auswerteeinrichtung
- 7
- Bildschirmanzeige
- 8
- Auslöser