Prozessfenster ermitteln

Fragen zur Planung einer Untersuchung oder eines Projekts.

Prozessfenster ermitteln

Beitragvon Max93 » Do 3. Okt 2024, 12:01

Hallo zusammen

Ich habe eine Frage bezüglich der Ermittlung eines Prozessfensters. Im konkreten Fall geht es um eine Art Pressschweissverfahren. Für den Fall einer zu grossen thermischen Belastung des Bauteils kommt es zur Bildung von Russspuren. Diese hängen zum einen von der Prozesstemperatur ab, aber auch wie lange die Kraft während des Prozesses aufgebracht wird. Somit habe ich zwei Eingangsgrössen (Temperatur und Zeit) und eine diskrete/dichotome Ausgangsgrösse (Brandspuren ja/nein). Wie kann ich nun am effizientesten ermitteln, bei welcher Temperatur/Zeit-Kombination Brandspuren auftreten und in welchem Bereich diese Gefahr nicht besteht? Mein erster intuitiver Gedankengang war zunächst die Zeit konstant zu lassen und zu ermitteln, bei welcher Temperatur die ersten Brandspuren auftreten. Dann die Temperatur um x Grad absenken und die Zeit so lange erhöhen, bis erneut Brandspuren auftauchen. Dies für einige Schritte wiederholen und man hätte ein Diagramm, an dem man sich orientieren könnte. Aber es wird hier mit Sicherheit eine elegantere Lösung geben.

Vorab besten Dank und freundliche Grüsse
Max93
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Re: Prozessfenster ermitteln

Beitragvon bele » Do 3. Okt 2024, 13:28

Hallo Max,

stell Dir ein Diagramm vor, in dem die Temperatur nach rechts und die Zeit nach oben abgetragen wird. Dann gibt es dort eine Linie (eher keine Gerade) von oben links nach unten rechts, die einen Bereich trennt, in dem kein Ruß entsteht (unten links) und einen in dem es rußt (oben rechts). Die Frage ist, wie Du den Verlauf dieser Kurve ausleuchtest, wenn Du immer nur an beliebigen Stellen der Kurve schaust.

Dein Vorschlag, Zeit und Temperatur jeweils voneinander getrennt zu variieren bedeutet, dass Du das Schaubild immer auf senkrechten oder waagerechten Linien durchsuchst. Das kann man so machen, Du kannst aber auch beides gemeinsam variieren und damit diagnoale Linien austesten.

Denkbar wäre z. B. folgendes. Du machst einen Versuch mit geringer Temperatur und kurzer Zeit der sicher im Nicht-Ruß-Bereich liegt und einen weiteren mit hoher Temperatur und langer Zeit, der zu Ruß führt. Jetzt testest Du den Punkt, der genau in der TEmperaturmitte und in der Zeitmitte liegt. Je nachdem, ob der rußst suchst Du als nächstes den Punkt in der Mitte zwischen dem neuen Punkt und einem der beiden Ausgangspunkte und dann wieder den Punkt in der Mitte usw. So solltest Du rechts schnell auf eine Stelle an der Grenzlinie kommen. Mit weiteren Versuchen misst Du dann nach rechts und links entlang der Grenzlinie, bis Du mehrere Punkte auf der Grenzlinie gefunden hast und damit lässt sich dann eine Regression rechnen, die eine Formel für die ungefähre Grenzlinie ergibt.

LG,
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Re: Prozessfenster ermitteln

Beitragvon NotMe » Sa 5. Okt 2024, 14:56

Hallo Max,

bele's Vorschlag der Analyse ist sinnvoll und ich habe dazu nichts beizutragen. Meiner Erfahrung nach ist es aber hilfreich, sich das Problem mit etwas Abstand anzuschauen und zu versuchen weitere Einflussgrößen ("input factors") zu benennen. Bist Du Dir sicher, dass
- Zusammensetzung des Rohmaterial,
- Luftfeuchtigkeit,
- Oberflächenbeschaffenheit der Presse,
- Abkühlvorgang,
- ...
keinen signifikanten Einfluss auf das Resultat haben? Wenn Du Dir "sicher bist", dass Zeit und Temperatur die signifikanten Parameter sind, dann brauchst Du natürlich nur diese zu testen. Falls es aber noch weitere Einflussgrößen gibt, dann läufst Du Gefahr entweder keinen Effekt zu detektieren oder das Problem heute zu lösen, um es in einem Monat wieder auf dem Schreibtisch liegen zu haben. Deshalb ist mein Vorschlag, dass Du Dir 1h - 2h Zeit nimmst uns aufschreibst welche Einflussfaktoren Dir einfallen und was Gegen- und Für-Argumente sind.

Liebe Grüße,
NotMe
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