Entwicklung eines standardisierten Vorgehensmodells zur Integration manueller, automatisierter und virtueller Quality Gates in produzierenden Unternehmen

Abramowski, Johann-Philip; Schmitt, Robert H.; Prefi, Thomas

doi:10.18154/RWTH-2026-06236

Entwicklung eines standardisierten Vorgehensmodells zur Integration manueller, automatisierter und virtueller Quality Gates in produzierenden Unternehmen = Development of a standardized process model for integrating manual, automated and virtual quality gates in manufacturing companies

Abramowski, Johann-Philip^RWTH*

2026

VerantwortlichkeitsangabeJohann-Philip Abramowski

Ausgabe1. Auflage

ImpressumAachen : Apprimus Verlag 2026

Umfang1 Online-Ressource : Illustrationen

ISBN978-3-98555-347-1

ReiheErgebnisse aus der Produktionstechnik ; 2026,9

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2026

Druckausgabe: 2026. - Auch veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University. - Weitere Reihe: Produktionsqualität und Messtechnik. - Weitere Reihe: Edition Wissenschaft Apprimus

Genehmigende Fakultät
Fak04

Hauptberichter/Gutachter
Schmitt, Robert H. (Thesis advisor)^RWTH* ; Prefi, Thomas (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2026-04-01

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2026-06236
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/1037767/files/1037767.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Messtechnik (frei) ; Produktionsqualität (frei) ; Produktionstechnik (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Die Globalisierung, volatile Märkte und stetig steigende Kundenanforderungen stellen produzierende Unternehmen vor eine besondere Herausforderung bei der Erzeugung der richtigen Qualität zu optimalen Kosten. Da die Qualitätsfähigkeit eines produzierenden Unternehmens als elementarer Bestandteil für wirtschaftlichen Erfolg und Konkurrenzfähigkeit in den Märkten betrachtet wird, werden innovative technologische Lösungen zunehmend relevanter. Datenbasierte Systeme, künstliche Intelligenz sowie Automatisierung stellen mögliche technologische Befähiger für den Qualitätsbereich dar. In der Kombination mit dem traditionellen Quality-Gate-Ansatz ermöglichen vergleichbare Ansätze, Prüfzeiten und Kosten zu reduzieren, Ressourcen zu schonen und zudem Prozesse in den Unternehmen zu optimieren. Bei der Einführung vergleichbarer Systeme stehen Unternehmen vor der Herausforderung, geeignete Strategien und interne Anpassungen zu definieren, den erforderlichen Aufwand frühzeitig dem erwarteten Nutzen gegenüberzustellen und die organisatorische Integration sicherzustellen. Um diese Herausforderungen zu adressieren, wird in der Dissertation folgendes Ziel verfolgt: Die Befähigung produzierender Unternehmen zu einer methodischen Integration manueller, automatisierter und virtueller Quality Gates in ihre Produktionsprozesse. Für die Zielerreichung werden bestehende Konzepte von Quality Gates evaluiert und existierende Herausforderungen dargestellt. Anschließend werden Anforderungen an die Evaluation, Gestaltung und Anwendbarkeit eines methodischen Vorgehens definiert. Darüber hinaus werden bestehende Ansätze der Wissenschaft und Industrie hinsichtlich der definierten Anforderungen evaluiert und ein Forschungsbedarf abgeleitet. Um diesen Forschungsbedarf und das definierte Ziel zu adressieren, wird ein standardisiertes Vorgehensmodell entwickelt, das produzierende Unternehmen und entsprechende Experten zu einer eigenständigen Auswahl der optimalen Ausprägung des Quality Gates (manuell, automatisiert, virtuell), deren technischer Gestaltung und organisatorischen Integration befähigt. Das Vorgehensmodells unterteilt sich in fünf Phasen: die Initialisierung, die Systemanalyse, die Szenario-Generierung, die Szenario-Auswahl und die Implementierung. Zur Verifizierung und Validierung wird das entwickelte Vorgehensmodell bei produzierenden Unternehmen aus der Baumaschinen- und Agrarbranche angewandt. Dabei werden mehrstufige Prozessketten in der Produktion betrachtet und für beide Anwendungsfälle ein geeignetes Lösungsszenario mit definierten manuellen, automatisierten und virtuellen Quality Gates ausgewählt. Die Anwendung erfolgt mit Unterstützung verschiedener Experten der produzierenden Unternehmen, die zudem die Funktionalität des Vorgehensmodells testen und einordnen. Abschließend werden weitere Entwicklungspotenziale und Forschungsbedarfe definiert.

Globalization, volatile markets, and ever-increasing customer demands pose a particular challenge for manufacturing companies in terms of producing the right quality at optimal costs. Since the quality capability of a manufacturing company is considered a fundamental component of economic success, innovative technological solutions are becoming increasingly relevant in order to remain competitive in the considered markets. Data-based systems, artificial intelligence, and automation offer potential technological enablers for the quality sector. In combination with the traditional quality gate approach, similar approaches offer the opportunity to reduce inspection times and costs, save resources, and optimize processes within companies. During the roll-out of comparable systems, companies face the challenge of defining suitable strategies and adjustments within the company, comparing the necessary expenditure with the resulting benefits at an early stage, and enabling organizational integration. To address these challenges, the thesis pursues the following goal: enabling manufacturing companies to methodically integrate manual, automated, and virtual quality gates into their production processes. To achieve these goals, existing concepts of quality gates are evaluated, and existing challenges are presented. Subsequently, requirements for the evaluation, design, and applicability of a methodological approach are determined. Furthermore, existing approaches in science and industry are evaluated with regard to the fulfillment of defined requirements, and existing research needs are identified. To address this research need and the defined goal, a standardized process model is being developed that enables manufacturing companies and relevant experts to autonomously select the optimal quality gate configuration (manual, automated, virtual), technical design, and organizational integration. The process model is divided into five phases: initialization, system analysis, scenario generation, scenario selection, and implementation. Finally, the developed process model is applied in two different use cases at manufacturing companies in the construction machinery and agrar industries. Multi-stage process chains in production are examined and a suitable solution scenario with defined manual, automated, and virtual quality gates is selected for both use cases. The application is carried out with various experts from the manufacturing companies, who also classify the functionality of the process model. Finally, further development potential and research needs are defined.

OpenAccess:
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