用于在生产产品的情形中的质量保证的方法以及计算设备和计算机程序

摘要

本建议涉及一种用于在生产产品的情形中的质量保证的方法，该产品在生产的情形中由多个构件/部件(112,122,132,142,152)组成。在此，在制造的情形中形成的子产品在一个或多个测量位置(114,124,134,144,154)处被测量，其中，测量数据被收集在数据库中。该方法通过如下而出众，即，带有子产品的视图的总视图(300)由测量数据计算出，在其中通过彩色标记突显在子产品处带有重要的制造偏差的问题区域(380,390)。该建议同样涉及一种计算设备(205)和一种相应设计的计算机程序。

说明书

技术领域

本建议涉及在制造产品的情形中的质量保证的技术领域。在此，在制造的情形中被组装的不同构件/部件为了控制被测量。制造偏差的影响借助于可视化工具被使得可见。

背景技术

在复杂制造的情形中，不同供应商的许多不同的提供测量数据的测量系统被使用。提供测量系统的公司始终以自己的可视化工具工作。这些可视化工具部分自很久以来被使用，而几乎不允许其它测量数据的结合以用于形成关于在生产中的影响的总视图。

由DE 102 36 843 A1已知一种用于监控至少一个制造设施的装置和方法，其包括数据采集器件，以便于采集在制造期间的过程信息和产品信息。这些信息被保存在数据库中。通过评估单元可产生至少一个用于用户组的视图，其中，对于该用户组而言实现到至少两个类别中的归类。

由DE 102 42 811 A1已知一种用于质量保证的方法，在其中测量工位被集成到制造过程中。功能尺寸(Funktionsmaßen)的实际值在部件处被测量且所测得的实际值与理论值相比较。其实现静态的评估。在高于或者低于公差值的情形中，生产过程被中断。提高的过程可靠性通过偏差与作用界限的额外比较被使得成为可能。经由这些质量调节回路，在生产出废品件之前，尺寸偏差的负面趋势发展被报告且制造设施按计划的修正被使得成为可能。

由DE 199 17 003 A1已知一种用于测量至少一个构件组的相应地具有多个令人感兴趣的特征的构件的方法。

测量数据以电子形式在数据库的数据结构中被提供，且其实现关于构件和特征的电子评估。

这些已知的解决方案然而涉及可被用于测量系统的制造商的独立应用，而不适合用于带有大量不同测量系统的复杂生产。尤其地，对于在制造复杂产品的情形中监控生产过程的不同专家而言存在在测量数据和其公差偏差的可视化领域中的需求。这在本发明的情况中被识别出。

发明内容

本发明基于如下目的，即，找到这样的方式。该目的通过一种根据权利要求1的用于在生产产品的情形中的质量保证的方法、一种根据权利要求10的用于使用在该方法的情形中的计算设备和一种根据权利要求11的计算机程序来实现。

从属权利要求根据这些措施的如下描述包含本发明的有利的改进方案和改善方案。

该解决方案在于不同测量数据在中央数据库中的收集且在于自己的可视化工具的使用，该可视化工具以特别的形式编辑和显示测量数据和其偏差。该由此形成的平台基于生产企业在多样性、复杂性、效率和质量要求方面的知识和经验。

通过该解决方案可实现如下，即，不取决于相应的测量系统供应商，客户/用户适宜地处理所产生的测量数据且在必要的图示、评估、加权和数据链接中可供用户使用。在生产的型号变换或者新开始的情形中可以非常少的耗费由生产的每个计算机位置自动地主动打开必要的过程监控。如下是同样可能的，即，立即自动地对在生产过程中或在优先级处的变化起反应，而无须在系统供应商行动的所安装测量技术处的匹配/变化。软件解决方案额外于现存的测量系统工具被开发且被实现。其是单独的应用程序，该应用程序以在数据库中的数据工作。因此，匹配各个测量系统提供商的自有的测量系统可视化工具是不必要的。

该建议涉及一种用于在生产产品的情形中的质量保证的方法，该产品在生产的情形中由多个构件/部件组成，其中，所形成的子产品(Teilprodukte)在一个或多个成串测量位置处被测量，其中，测量数据在数据库中被收集。该方法通过如下而出众，即，带有子产品的不同视图的总视图由测量数据被计算出，其中，在总视图中带有重要的(relevant，有时称为有关的)制造偏差的问题区域已通过彩色标记被突显。在某一情况中，总视图可以一目了然的形式涉及各个子产品的图示。

下面提及构件的地方同样同义地意味着部件。在制造产品的情形中虽然总是严格区分是否构件意味着不再可分解的组件或是由多个构件组成的部件，然而这对于该建议而言不起重要的作用。根据本发明的方法不仅在生产由单个构件组成的产品的情形中而且在生产由多个部件或由部件和构件组成的产品的情形中能够被使用。相应的在制造的情形中在装配工位中所形成的中间产品被称作子产品。

在生产中监控生产过程的员工因此获得带有对下游区域的影响的问题点的符合需求的可视化。此外，所有测量数据被汇总在一个视图上且可相应地被加权。测量数据在中央数据库中的保存具有如下优点，即，随着每次新的测量测量数据可被彼此结算。因此，总视图一再被更新。因此，带有构件/部件/子产品的问题和其对产品的影响被提早识别出，甚至在形成成品之前。

此外如下是有利的，当用于产品的不同型号变体(Modellvarianten)的多个测量数据集被收集在数据库中且总视图针对所选择的型号变体时。另外如下是有利的，当在总视图中同样示出存在哪个型号变体时。用户于是可选择一个型号变体且调用相应的总视图。通过所有子产品的所有测量数据的汇总，测量数据可被彼此比较。因此，异常(Gegenläufigkeit，有时称为反转)可在这些构件/部件被安装之前被识别出。优点在于如下，即，即使当所有测量点彼此处在其自己的公差内时，可跨工位地识别出且比较/计算趋势偏差(Trendabweichung)。警告或报警可被提早发出。

为了计算出问题区域使用测得的制造偏差。为此如下是有利的，当制造偏差按照在产品中的位置和与此相联系的客户相关性被加权。因此如下是可能的，即，在制造中略减少中断的频率，当制造偏差涉及对于客户而言不重要的范围时。

此外如下是有利的，当各个视图在总视图中可选出地被示出且在选出之后计算出对于子产品而言的详细视图时，在该详细视图中在问题区域的位置处通过符号可视化制造偏差。这些符号可如此来设计，即，其可直观地被由用户释义。

一种特别良好地待释义的符号是方向箭头，其方向指示了构件与标准的偏差的方向且其长度可视化在该方向上与标准的偏差的大小。该符号在子产品的问题区域的位置处被显示。

此外，通过彩色标记可突显偏差多强。颜色红色被选择用于特别强的偏差。在靠近在公差范围处的偏差的情形中选择颜色绿色。相应的中间色调提供用于其它的偏差。

如下是可能的，即，通过分析连续的测量值描绘出可识别不久产生废品件的生产的趋势。因此如下对于该方法而言是有利的，当连续的测量值被分析，以便于提早识别出趋势偏差时。在此如下是有利的，当为了识别趋势偏差制造偏差和其公差彼此被置于相关，其中，在识别趋势偏差的情形中在总视图和/或详细视图中实现相应的彩色标记且/或计算出在其中鉴别出相应的问题区域的警告信息。

如下还是有利的，当相对所选出的详细视图显示了状态栏(Statusleiste)，在其中示出了与详细视图的子产品一起起作用的子产品的视图。在状态栏中的视图可被选择用于到达至相应的详细视图。优点在于如下，即，质量问题可被非常快速地找到。

为了确定在其中质量标准还被遵循的现存的制造偏差，此外如下可能是有利的，当零模型(Nullmodell)被计算出时，在其中实际状态以对于一个或多个子产品而言的现存的制造偏差被虚拟地置于零，且其中，对于该状态而言优选更小的公差被确定。由此，复杂的调节措施首先可被推迟直至更大的恶化发生，其中，该恶化可在测量数据中被提早确定，因为更小的公差被确定，其在分析的情形中被相应考虑。

相应的优点适用于相应被设计用于执行该方法的步骤的计算设备。这以相同的方式适用于相应设计的计算机程序。

附图说明

本发明的实施例在附图中被示出且在下面借助附图作进一步说明。

其中：

图1 显示了带有构件的供应和部件在生产过程的多个工位中的成串测量的生产线的示意性视图；

图2 显示了带有偏差显示的部件的测量点的当前的典型视图；

图3 显示了测量值图示的多样性的图示，当在生产的情形中不同型号变体在一条生产线上被制造时；

图4 显示了在其上带有问题区域突显地示出了在制造中被组装的不同构件的多个视图的总视图；

图5 显示了用于在生产监控计算机上被执行以用于计算总视图的程序的流程图；

图6 显示了带有用于显示在问题区域中的制造偏差的符号的插入的部件的详细视图的第一个示例；

图7 显示了带有用于显示在问题区域中的制造偏差的符号的插入的部件的详细视图的第二个示例；且

图8 显示了带有处在公差范围之外的测量点的部件的图示，其中，通过零模型的临时定义可更精确地监控测量点。

具体实施方式

本说明书说明了根据本发明的公开内容的原理。如下因此显而易见，即，专业人士变得可构思不同的布置，其虽然此处未详尽描述，然而其体现了根据本发明的公开内容的原理且在其范畴中同样应被保护。

测量模型描述了一种对象，其在测量设备中被测量。测量设备可测量不同的构件。如果在测量设备4中应测量不同的构件，测量设备4产生不同的测量模型。

所谓的成串测量技术在于如下，即，在生产产品的情形中仅样品被取出且然后被测量或甚至所有所生产的构件或已经组装的构件在持续生产期间被测量。因此，生产的质量可被持续监控。于是在成串测量技术的方法的情形中在生产中制造的中间产品的确定特征被成串测量。通常，这样的对于产品的装配重要的特征被测量。这些特征在生产技术上经常也被称作优先点。这些测量结果图形化地示出给用户。用户可以是机器操作者、协调生产团队的领班或生产工程师直至生产领导。

图1以框图形式显示了在批量生产更复杂产品的情形中的一种典型的流水线。该示例涉及用于轿车的车身制造。其存在不同的装配工位110,120,130,140,150，在其中产品越来越多地被完成。在每个工位处补充一个或多个构件/部件。该生产流程由左向右。这在车身制造的示例中被说明。在工位110中，底部承载件(所谓的底部结构)与底部件112被焊接。底部件112来自未进一步示出的构件制造。底部件112然而经由构件供应被输送给装配工位110。在另外的装配工位120,130,140,150处装配有另外的构件/部件122,132,142,152，通常是车身上部件、不同的前部和后部件以及侧面件。在每个装配工位120,130,140,150之后进行形成的子产品在成串测量单元114,124至154中的测量。测量值经由相应的网络连接被传递到中央服务器200处且被收集在安装在服务器上的数据库中。与服务器200连接有生产监控计算机205，其访问数据库。另外的生产监控计算机可例如被安装在所有装配工位110至150处。额外地在另外的位置处可安装这样的生产监控计算机，例如在生产工程师、生产领导等等的办公室中。所有生产监控计算机205访问数据库200。生产监控计算机205可经由相应的网络连接由该处调用在数据库中的测量数据。测量数据通常以统一的格式被保存在数据库中且可设有不同的元数据。这样的数据可以是：构件类型、序列号、时间、日期等等。

测量数据采集单独在由测量位置计算机来执行的程序中实现。在此，数据以结构化的形式被传递到在其上保存有数据库的服务器200处。测量数据可以如在文献DE 199 17003 A1中所描述的形式被格式化且被保存。

在装配工位120中，侧面件内部122被装配在底部结构110处。该侧面件来自相应的同样未被进一步示出的构件制造。因为其是须与底部结构精确配合在一起的重要构件，所以该构件同样在自己的测量单元115中被成串测量，在其被输送给紧接着的装配工位120之前。在运转的生产过程中，正好该构件的尺寸与被装配在装配工位110中的底部结构子产品的尺寸相比较。当例如相反的偏差在两个构件/部件处被确定时，这对于紧接着的装配步骤而言是一个问题。通过将所有成串测量单元的数据传递到服务器200处，利用产品监控计算机205可计算出虚拟制造的产品的模拟，在其真实地在生产中形成之前。问题于是在模拟计算中已通过相应的可视化呈现且在其产生废品件的生产之前可快速采取措施。相同的过程在装配工位130中的装配的情形中同样进行。在该处装配有侧面件外部。该侧面件外部在测量单元125中被测量且接着又实现通过模拟计算的立即控制。通过虚线箭头说明在成串测量单元115和114或者125与124之间的测量值的比较。

图2显示了测量数据目前如何显示的一个典型的示例。对于用户而言，总视图显示了测量工位的所有测量点301,302,303,304。该视图代表正好在所选择的测量单元中被测量的组装的子产品。该视图随着每次后续的测量被更新。如果在该所显示的测量单元中产生相同的或不同子产品的测量，新的子产品被相应地示出。

该问题在带有较短生产时间的典型的批量生产的情形中变得明显。此外，在生产线上混合地装配不同的车辆型号变体A,B,C。典型的生产过程如下：

通过下划线表明如下，即，在型号变体B中的用于车辆的车身当前在测量单元124中被测量。对于该成串测量而言的节拍为60秒。如果在该车身处应可识别出问题，机器操作者正好具有60秒的节拍，以便于定位问题。最晚在60秒之后示出对于后续车辆而言的测量结果。在该示出的情况中，作为后续车辆跟随有型号变体A的车辆。

在轿车生产的情形中存在许多不同的测量模型，其可基于变体多样性来考虑。因此，例如对于车身生产32而言可考虑不同的测量模型。不同测量模型的图示在图3中可见。在每个测量模型之后插入有另外的直至60个带有相对车辆的细节说明的不同的测量点视图。在较短的节拍中找到正确的视图以便于定位制造问题是非常成问题的。在极限情况中如下是可能的，即，直至识别出完整的缺陷图，车辆已被生产1500次。这可能引起巨大的后处理耗费，这提高了生产成本。

图4显示了测量数据显示的所建议的形式的示例。作为所有测量点视图的替代产生带有用于在生产的情形中在流水线上被制造的子产品的不同视图的总视图300。额外地可显示用于同样被测量的更大构件的视图。

在图4中所显示的视图涉及底部结构的视图355、由多个构件组成的上部结构的四个不同的视图305,340,350,360、车身的前部件的三个不同视图320,325,335、底部件的两个不同视图310,330以及后部件的两个视图345,315。在上部结构的视图305的情形中，两个不同的问题区域380,390通过彩色突显被显示。红色意味着如下，即，其是最严重的问题，在其中制造公差被超出。其应采取对策，因为废品件的生产临近。方向箭头396形式的符号同样可见，其说明了对于问题区域390而言的偏差的方向。此外还可显示第二方向箭头，用于在其它问题区域380中的变形。在图4的右侧上，在总视图300之外列出了不同的型号变体。对于不同型号变体而言的选择元件以附图标记10,20,30,40来标明。总视图300总是针对当前所选择的型号变体。

为了产生该总视图，全面的软件解决方案是必要的。图5显示了用于可以其计算出总视图的程序的流程图。该程序在生产监控计算机205中被执行且在程序步骤180中开始。在程序步骤182中进行测量数据分析。

在测量数据分析的情形中，用于所选出的型号变体的测量数据被由数据库调用。这些测量数据与附属于其的公差相比较。在由公差范围掉出的测量数据的情形中实现问题区域的定义。然后，在程序步骤184中计算出总视图，在其中在适当的视图中以彩色标记突显问题区域。图4显示了带有两个问题区域380,390的突显的视图305的示例。在生产中的员工利用总视图获得关于问题区域的快速概览。为了获得对于问题区域的更进一步的信息，其在总视图中选择视图305。该程序在询问186中询问是否详细视图被选择。当不是时，程序跳回至程序的开端。在其它情况中，在程序步骤188中计算出详细视图，在其中在问题区域的位置处显示关于问题区域的更精确的信息。两个详细视图在图6和7中被显示。在图6中可见与在图4中的视图305相同的后视图。在问题区域380,390被识别出的位置处，方向箭头392,394被定位。该箭头的长度定性地给予关于偏差大小的信息。由此，对于所测得的偏差的精确的大小同样被说明。在此，箭头方向说明了在其中制造与标准偏差的方向。方向箭头392,394应与所显示的图示形式不同地优选以三维形式来显示。方向箭头的3D图示是重要的，以便于使得生产员工启发性地可见是哪种形式的偏差。对此2D图示经常不够，因为于是缺少深度信息。例如，在根据图6的后视图的情形中的长度偏移在无3D图示的情形中仅可较差地被示出。备选地，整个视图可以三维形式被转动。为此然而如下是必要的，即，相应的3D模型(如其由CAD程序所提供的那样)在执行的情形中被存储。然而生产监控计算机于是须可计算该模型。这恰恰以有效率的计算机为前提条件，这对于生产监控而言出于成本原因变得不优选。同样地，操作于是更复杂，这在生产监控的情形中不一定期望。

在图6的状态栏400中显示了子产品的其它视图。通过点击，这些视图可被快速选出。

在图6中以详细视图形式可见测量点图表。该测量点图表给予在生产中的员工关于在其中被识别出偏差的临界测量点的发展的快速概览。该图表给使用者不仅简单地显示了最后测量的值，而且说明了最后X个构件的所有单独的测量。在这样的图表处可容易地确定趋势走向，如在图6中在图表中间部分中的测量点处识别出的那样。在这样的测量点走向处同样可容易地识别出构件波动。在图表中所示出的测量的批量可被自由配置。因此，使用者可按照需求行动且恰好作出其推断且采取措施。

在图7中显示了底部结构的详细视图，在其中同样以方向箭头382,384突显轮罩弯曲。箭头方向又说明变形方向。同样地在尺寸的符号处可粗略确定偏差的方向。在车身制造中如下是常见的，说明相对于轴的尺寸偏差。在所显示的示例中其是Y轴，其是平行于移动轨道伸延的且垂直于车辆在其中移动的轴线的轴线。当偏差负地被说明时，于是其相对车辆的左侧相对于行驶方向伸延。在正的偏差的情形中，相应地在其右侧。X轴与行驶方向相符。Z轴与车辆的竖轴相符。在该情况中，偏差在两侧相当不同，从而使得方向箭头382,384的长度同样不同。方向箭头382和384同样颜色不同地设计。红色被用于大于1.5mm的偏差。绿色被预定用于在0.5mm之下的偏差。同样地在图7中可见相应的状态条400。在用于可视化工具的软件的具体实现方案的情形中，公差说明以及同样颜色用于可视化测量值偏差的使用作为可自由配置的软件元素被编程。因此，所提及的颜色和偏差仅可被看作对于确定的部件而言的示例。在其它部件/构件的情形中，这些值同样可更大或更小。

在图8中图解说明了所谓的零模型。所显示的详细视图是后视图305。在图中右侧图表中的测量点曲线针对问题区域390。在上部中可见如下，即，测量点相对稳定地处在公差范围之上。在该示例的情形中，测量点过程稳定地由子产品至子产品地伸延。该处在公差之外的测量点可由有缺陷的构件产生。用于修正有缺陷的构件的措施被规划，出于不同的原因然而在明显较晚的时刻才可被实现。通过匹配在该区域中的另外的部件，在较晚的过程中可反作用于误差图，从而对于客户/最终用户而言不形成缺陷。功能、视觉和触觉此外与质量标准相符且可被确保。

利用老的可视化系统，该点仅作为红色测量点(在公差之外)被示出。然而失去关于其过程可靠性/过程稳定性的概览，因为该点处在公差之外。理论上，该点同样可在+2.5与-2.5之间往复波动。对于系统用户而言的初始说法总是相同的...该点于是同样是红色的。然而如果限制该点，为此缩小公差且将测量点的平均值看作新的(暂时的)零模型，测量点的更新的偏差/波动可被立即识别出且其可适宜地以调节措施来干预。因此，带有测量点曲线的图示方式提供了额外的信息且在生产上帮助员工，以便于采取合适的措施。在图8的下部中可见零模型。在该处，公差被如此地放置，即，其虽然更紧密地围绕实际的测量值，然而在当前测量值的高度上，其因此暂时被看作正常的。

所有在其中所提及的示例以及有条件的表述不应限制到这样特别列举的示例上地来理解。因此如下例如被专业人士确认，即，所示出的流程图、状态转换图、伪代码和类似物示出了不同的用于示出过程的变体方案，其大致被保存在可计算机读取的介质中且因此可由计算机或处理器来实施。在专利权利要求中所提及的对象明确地同样可以是人。

如下应被理解，即，所建议的方法和附属的装置可以硬件、软件、固件、特殊处理器或其组合的不同形式来实现。特殊处理器可包括特定应用的集成电路(ASIC)、 精简指令集计算机(RISC)和/或现场可编程门阵列(FPGA)。优选地，所建议的方法和装置作为硬件和软件的组合来实现。软件优选作为应用程序被安装在程序存储装置上。通常涉及基于具有硬件的计算机平台的机器，例如一个或多个中央单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)和一个或多个输入/输出(I/O)接口。在计算机平台上，通常此外安装有操作系统。此处所描述的不同过程和功能可以是应用程序的部分或经由操作系统来实施的部分。

该公开内容不被限制于此处所描述的实施例。其存在对于不同匹配和修改而言的空间，专业人士基于其专业知识而且附属于该公开内容地考虑所述匹配和修改。

附图标记列表

10 -

40 不同型号变体

110 装配工位

112 构件A

114 成串测量单元

115 成串测量单元

120 装配工位

122 构件B

124 成串测量单元

125 成串测量单元

130 装配工位

132 构件C

134 成串测量单元

140 装配工位

142 构件D

144 成串测量单元

150 装配工位

152 构件E

154 成串测量单元

180-

189 不同的程序步骤

200 服务器

205 生产监控计算机

300 总视图

301-

304 不同测量点

305-

360 不同的子产品视图

382 制造偏差符号

384 制造偏差符号

392 制造偏差符号

394 制造偏差符号

396 制造偏差符号

400 状态栏