Entwicklungsbegleitende Versuchstechniken

Entwicklungsbegleitende Versuchstechniken von Klein,  Bernd
Die heutige Produktentwicklung unterliegt den Zwängen möglichst kurzer Entwicklungszeiten, niedrigerer Kosten und einer hohen Ausführungsqualität. Hierbei verschärfen sich diese Vorgaben laufend. Im Ergebnis erwartet ein Kunde ein Produkt, welches seine Funktionen sicher erfüllt, eine hohe Zuverlässigkeit aufweist und eine lange Lebensdauer erreicht. Diese Ziele lassen sich allein durch konstruktive Maßnahmen gewöhnlich nur schwer erreichen, sondern es bedarf immer öfter einer versuchstechnischen Validierung (DfT). Da Versuche meist zeit- und aufwandsintensiv sind, muss es allgemeines Bestreben sein, die Versuchstechnik zu systematisieren und verstärkt statistisch-methodische Auswerteverfahren (wie Messdatenauswertung, Verteilungsanalyse mit Beschreibungsgrößen, DoE, HALT/HAST / HASS/ HASA, Schadensakkumulationshypothesen, Weibull-Analyse etc.) einzusetzen.
Aktualisiert: 2023-06-15
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Entwicklungsbegleitende Versuchstechniken

Entwicklungsbegleitende Versuchstechniken von Klein,  Bernd
Die heutige Produktentwicklung unterliegt den Zwängen möglichst kurzer Entwicklungszeiten, niedrigerer Kosten und einer hohen Ausführungsqualität. Hierbei verschärfen sich diese Vorgaben laufend. Im Ergebnis erwartet ein Kunde ein Produkt, welches seine Funktionen sicher erfüllt, eine hohe Zuverlässigkeit aufweist und eine lange Lebensdauer erreicht. Diese Ziele lassen sich allein durch konstruktive Maßnahmen gewöhnlich nur schwer erreichen, sondern es bedarf immer öfter einer versuchstechnischen Validierung (DfT). Da Versuche meist zeit- und aufwandsintensiv sind, muss es allgemeines Bestreben sein, die Versuchstechnik zu systematisieren und verstärkt statistisch-methodische Auswerteverfahren (wie Messdatenauswertung, Verteilungsanalyse mit Beschreibungsgrößen, DoE, HALT/HAST / HASS/ HASA, Schadensakkumulationshypothesen, Weibull-Analyse etc.) einzusetzen.
Aktualisiert: 2023-06-15
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Entwicklungsbegleitende Versuchstechniken

Entwicklungsbegleitende Versuchstechniken von Klein,  Bernd
Die heutige Produktentwicklung unterliegt den Zwängen möglichst kurzer Entwicklungszeiten, niedrigerer Kosten und einer hohen Ausführungsqualität. Hierbei verschärfen sich diese Vorgaben laufend. Im Ergebnis erwartet ein Kunde ein Produkt, welches seine Funktionen sicher erfüllt, eine hohe Zuverlässigkeit aufweist und eine lange Lebensdauer erreicht. Diese Ziele lassen sich allein durch konstruktive Maßnahmen gewöhnlich nur schwer erreichen, sondern es bedarf immer öfter einer versuchstechnischen Validierung (DfT). Da Versuche meist zeit- und aufwandsintensiv sind, muss es allgemeines Bestreben sein, die Versuchstechnik zu systematisieren und verstärkt statistisch-methodische Auswerteverfahren (wie Messdatenauswertung, Verteilungsanalyse mit Beschreibungsgrößen, DoE, HALT/HAST / HASS/ HASA, Schadensakkumulationshypothesen, Weibull-Analyse etc.) einzusetzen.
Aktualisiert: 2023-06-05
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Versuchsplanung – DoE

Versuchsplanung – DoE von Klein,  Bernd
Mit Design of Experiments wird ein sehr wirksames Instrument zur Verkürzung von Innovationszeiten und Steigerung von Qualitäten angewandt. Dieses Lehrbuch führt in den theoretischen Hintergrund der Methode ausführlich ein und vertieft das Verständnis anhand einer Vielzahl von Beispielen und Fallstudien. Durch Übungsaufgaben können die vorgestellten Lösungsansätze praktisch nachvollzogen und der Umgang mit den Methoden trainiert werden.
Aktualisiert: 2023-05-29
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Entwicklungsbegleitende Versuchstechniken

Entwicklungsbegleitende Versuchstechniken von Klein,  Bernd
Die heutige Produktentwicklung unterliegt den Zwängen möglichst kurzer Entwicklungszeiten, niedrigerer Kosten und einer hohen Ausführungsqualität. Hierbei verschärfen sich diese Vorgaben laufend. Im Ergebnis erwartet ein Kunde ein Produkt, welches seine Funktionen sicher erfüllt, eine hohe Zuverlässigkeit aufweist und eine lange Lebensdauer erreicht. Diese Ziele lassen sich allein durch konstruktive Maßnahmen gewöhnlich nur schwer erreichen, sondern es bedarf immer öfter einer versuchstechnischen Validierung (DfT). Da Versuche meist zeit- und aufwandsintensiv sind, muss es allgemeines Bestreben sein, die Versuchstechnik zu systematisieren und verstärkt statistisch-methodische Auswerteverfahren (wie Messdatenauswertung, Verteilungsanalyse mit Beschreibungsgrößen, DoE, HALT/HAST / HASS/ HASA, Schadensakkumulationshypothesen, Weibull-Analyse etc.) einzusetzen.
Aktualisiert: 2023-05-08
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Entwicklung einer warmrissbeständigen AlCu-Gusslegierung für den Einsatz in thermisch belasteten Bauteilen unter Anwendung von DoE

Entwicklung einer warmrissbeständigen AlCu-Gusslegierung für den Einsatz in thermisch belasteten Bauteilen unter Anwendung von DoE von Kröger,  Franziska
Ein anforderungsgerechter Leichtbau und endkonturnahe Herstellungsprozesse sind Bausteine, die effektiv dazu beitragen. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass es unter Einsatz der statistischen Versuchsplanung möglich ist, mehrere Zielgrößen simultan zu adressieren und dadurch eine zeit- und ressourceneffiziente Werkstoffentwicklung zu betreiben. In Vorbereitung auf die Legierungsentwicklung wurden thermodynamische Berechnungen sowie praktische Untersuchungen an konventionellen AlCu-Gusslegierungen durchgeführt. Unter Berücksichtigung der daraus gewonnenen Erkenntnisse wurde für die Aufstellung eines statistischen Versuchsplans ein interaktionsbasiertes Regressionsmodell zugrunde gelegt, in dem die vier Legierungselemente Kupfer (Cu), Mangan (Mn), Nickel (Ni) und Kobalt (Co) als Eingangsgrößen variiert wurden. Entsprechend der Anforderungen an den Werkstoff wurden die mechanischen Eigenschaften bis 300 °C, die Warmrissbeständigkeit sowie die Wärmeleitfähigkeit als Zielgrößen formuliert. Insgesamt achtzehn AlCuMnCo(Ni)-Legierungen wurden erprobt und analysiert. Basierend auf den zuvor ermittelten Referenzwerte wurde anschließend aus dem Modell eine optimale Zusammensetzung AlCu6.7Mn0.5Co0.1 identifiziert, für die höchste me-chanische Eigenschaften bei 250 °C, eine Warmrisszahl < 1,0 sowie ein Phasenanteil < 8 % vorhergesagt wurde. Die Versuchsergebnisse bestätigten die hohe Modellqualität für die mechanischen Eigenschaften und den Phasenanteil. Der niedrige Phasenanteil führte zu einer hohen Wärmeleitfähigkeit der Legierung. Im Vergleich zur Referenzlegierung AlCuNiCoSbZr, weist das Optimum AlCu6.7Mn0.5Co0.1 überwiegend höhere Eigenschaften auf.
Aktualisiert: 2021-12-30
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Geometrieoptimierung von Benzin-Hochdruck-Einspritzventilen mit Hilfe numerischer Strömungsmechanik und genetischer Algorithmen

Geometrieoptimierung von Benzin-Hochdruck-Einspritzventilen mit Hilfe numerischer Strömungsmechanik und genetischer Algorithmen von Hellmann,  Robin
Hochdruck-Einspritzventile stellen eine Schlüsselkomponente von Otto-Motoren mit Benzin-Direkteinspritzung dar, wobei die Ventilsitzgeometrie maßgeblich das Kraftstoffspray bestimmt. Für ein optimales Brennverfahren ist deshalb ein motorspezifisch gestalteter Ventilsitz notwendig, d.h. für jeden Motor muss entsprechend der Vorgaben eine optimale Ventilsitzgeometrie gefunden werden. Zuerst wird ein geeignetes Optimierungsproblem für die Ventilsitzgeometrie formuliert, das sich aus den konkurrierende Zielgrößen einer minimalen Penetration und einem minimalen Strahlkegelwinkel bei gleichbleibendem Massenstrom und Strahlrichtung des Kraftstoffes definiert. Anschließend wird ein vollständig automatisierter 3D-CFD Simulationsablauf entwickelt, bewertet und eingesetzt. Hierbei stellt sich die Kopplung der Innenströmung mit einer Simulation des Kraftstoffsprays als bedeutend und zielführend heraus. Die Validierung erfolgt mittels skalenaufgelösten Berechnungsverfahren und Hochgeschwindigkeits-Sprayvisualisierungen und zeigt eine gute Übereinstimmung. Innerhalb einer statistischen Versuchsplanung werden Metamodelle mit hoher Vorhersagequalität erstellt und neue Zusammenhänge zwischen Geometrie- und Strömungsgrößen aufgezeigt. Der Einsatz der Metamodelle und des gekoppelten Simulationsablaufs im Rahmen von genetischen Optimierungen identifiziert optimale Ventilsitze und erlaubt die Ableitung von Auslegungskriterien im gesamten, sehr großen Parameterraum. Abschließend werden vier Pareto-optimale Injektoren in den fertigbaren Raum überführt und hergestellt. Sowohl die numerische Berechnung als auch die Sprayvisualisierung der gefertigten Muster zeigen, dass die in der Optimierung gefundenen Vorteile der Spraycharakteristika erhalten bleiben.
Aktualisiert: 2021-01-19
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Entwicklungsbegleitende Versuchstechniken

Entwicklungsbegleitende Versuchstechniken von Klein,  Bernd
Die heutige Produktentwicklung unterliegt den Zwängen möglichst kurzer Entwicklungszeiten, niedrigerer Kosten und einer hohen Ausführungsqualität. Hierbei verschärfen sich diese Vorgaben laufend. Im Ergebnis erwartet ein Kunde ein Produkt, welches seine Funktionen sicher erfüllt, eine hohe Zuverlässigkeit aufweist und eine lange Lebensdauer erreicht. Diese Ziele lassen sich allein durch konstruktive Maßnahmen gewöhnlich nur schwer erreichen, sondern es bedarf immer öfter einer versuchstechnischen Validierung (DfT). Da Versuche meist zeit- und aufwandsintensiv sind, muss es allgemeines Bestreben sein, die Versuchstechnik zu systematisieren und verstärkt statistisch-methodische Auswerteverfahren (wie Messdatenauswertung, Verteilungsanalyse mit Beschreibungsgrößen, DoE, HALT/HAST / HASS/ HASA, Schadensakkumulationshypothesen, Weibull-Analyse etc.) einzusetzen.
Aktualisiert: 2023-03-04
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Versuchsplanung – DoE

Versuchsplanung – DoE von Klein,  Bernd
Eine Vielzahl von Unternehmen wendet "Design of Experiments" - DoE - als sehr wirksames Instrument zur Verkürzung von Innovationszeiten an. Zur industriellen Optimierungsmethode mit der Zielsetzung des Robust Designs wird DoE durch die Ausrichtung auf die Taguchi- und Shainin-Ansätze. Die Anwendungsfelder sind: - die Simulation auf der Basis funktionaler Daten (DACE) - die Erstellung mathematischer Wirkzusammenhänge (multiple Regression) - die Planung äußerst wirtschaftlicher Versuchsprogramme (Matrixexperimente). Mittels statistischer Auswertverfahren (ANOM/ANOVA) lassen sich abgesicherte Entscheidungen treffen, die auch im Gebrauchsumfeld Bestand haben. Das Buch führt in den theoretischen Hintergrund der Methode ein, zeigt dann anhand einer Vielzahl von Beispielen die Anwendbarkeit und illustriert die praktische Übertragbarkeit mit Fallstudien. Entwicklern und Versuchsingenieuren werden Wege aufgezeigt, wie sich Versuchsmethodik unterstützend im Entwicklungsprozess einsetzen lässt. Durch die auf den Internetseiten des Verlags zum download bereitstehenden Dateien erhält der Leser die Möglichkeit, die in diesem Buch enthaltenen Ansätze nachzuvollziehen.
Aktualisiert: 2021-07-15
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Versuchsplanung – DoE

Versuchsplanung – DoE von Klein,  Bernd
Eine Vielzahl von Unternehmen wendet "Design of Experiments" - DoE - als sehr wirksames Instrument zur Verkürzung von Innovationszeiten an. Zur industriellen Optimierungsmethode mit der Zielsetzung des Robust Designs wird DoE durch die Ausrichtung auf die Taguchi- und Shainin-Ansätze. Die Anwendungsfelder sind: - die Simulation auf der Basis funktionaler Daten (DACE) - die Erstellung mathematischer Wirkzusammenhänge (multiple Regression) - die Planung äußerst wirtschaftlicher Versuchsprogramme (Matrixexperimente). Mittels statistischer Auswertverfahren (ANOM/ANOVA) lassen sich abgesicherte Entscheidungen treffen, die auch im Gebrauchsumfeld Bestand haben. Das Buch führt in den theoretischen Hintergrund der Methode ein, zeigt dann anhand einer Vielzahl von Beispielen die Anwendbarkeit und illustriert die praktische Übertragbarkeit mit Fallstudien. Entwicklern und Versuchsingenieuren werden Wege aufgezeigt, wie sich Versuchsmethodik unterstützend im Entwicklungsprozess einsetzen lässt. Durch die auf den Internetseiten des Verlags zum download bereitstehenden Dateien erhält der Leser die Möglichkeit, die in diesem Buch enthaltenen Ansätze nachzuvollziehen.
Aktualisiert: 2021-07-16
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Versuchsplanung – DoE

Versuchsplanung – DoE von Klein,  Bernd
Mit Design of Experiments wird ein sehr wirksames Instrument zur Verkürzung von Innovationszeiten und Steigerung von Qualitäten angewandt. Dieses Lehrbuch führt in den theoretischen Hintergrund der Methode ausführlich ein und vertieft das Verständnis anhand einer Vielzahl von Beispielen und Fallstudien. Durch Übungsaufgaben können die vorgestellten Lösungsansätze praktisch nachvollzogen und der Umgang mit den Methoden trainiert werden.
Aktualisiert: 2023-03-30
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