Messmittelmanagement

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1 Messmittelmanagement Wie viel Aufwand ist wirklich für die Messmittellenkung erforderlich? Nur wenige Unternehmen treffen genau den richtigen und sinnvollen Umfang. Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

2 Messmittelmanagement (MMM) 1. Was ist, was kann, was soll Messmittelmanagement (MMM)? 2. Welche Normen haben Einfluss? 3. Welche Konsequenzen ergeben sich? 4. Empfehlungen Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

3 Was ist, was kann, was soll MMM? Messmittelmanagement - kein Normbegriff Messmittel Messgerät, Software, Messnormal, Referenzmaterial oder apparative Hilfsmittel oder eine Kombination davon, wie sie zur Realisierung eines Messprozesses erforderlich sind Definition nach DIN EN ISO 9000:2005 Definition der DIN EN ISO 10012:2004 weicht davon ab Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft info@bfw-net.de DGQ-Vortrag

4 Was ist, was kann, was soll MMM? Messmittelmanagement (Definition für den heutigen Abend) Alle Tätigkeiten der Planung, Organisation, Leitung und Controlling in Bezug auf die im Unternehmen benötigten und benutzten Messmittel Ziel Sicherstellen, dass die Messmittel die Anforderungen an ihren beabsichtigten Gebrauch erfüllen beabsichtigter Gebrauch = Messmittel dient zur Ermittlung eines quantitativen Wertes einer Messgröße, die wiederum aus den Produktanforderungen abgeleitet wird Quantitativer Wert einer Messgröße = Maßzahl x Maßeinheit Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft info@bfw-net.de DGQ-Vortrag

5 DIN EN ISO 10012:2004 AQAP-2130 DIN EN ISO 9001:2008 ISO/TS 16949:2009 DIN EN ISO/IEC 17025:2005 DAkkS-DKD-Reihe. Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

6 DIN EN ISO 10012:2004 Messmanagementsysteme Anforderungen an Messprozesse und Messmittel Modell eines prozessorientierten Messmanagementsystems Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

7 DIN EN ISO 9000:2005 Metrologische Bestätigung Satz von notwendigen Tätigkeiten, um sicherzustellen, dass ein Messmittel die Anforderungen an seinen beabsichtigten Gebrauch erfüllt Anforderungen für den beabsichtigten Gebrauch enthalten Gesichtspunkte wie Messbereich, Auflösung und Grenzwerte für Messabweichungen (Punkt Anmerkung 3) Eine metrologische Bestätigung ist erst dann erreicht, wenn die Eignung des Messmittels für die beabsichtigte Anwendung dargelegt und dokumentiert ist (Punkt Anmerkung 2) Üblicherweise umfasst die metrologische Bestätigung Kalibrierung oder Verifizierung (Punkt Anmerkung 1) Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

8 DIN EN ISO 10012:2004 Norm orientiert sich an der DIN EN ISO 9001 Weitergehende Normanforderungen Das Unternehmen muss einen Funktionsbereich Metrologie festlegen Einzelne Abteilung oder über das gesamte Unternehmen verteilt Leitung dieses Bereiches muss u. a. sicherstellen, dass alle Messergebnisse auf die 7 SI-Einheiten zurückgeführt werden können Meter (m) als Einheit der Länge Kilogramm (kg) als Einheit der Masse Sekunde (s) als Einheit der Zeit Ampere (A) als Einheit der elektrischen Stromstärke Kelvin (K) als Einheit der Temperatur Mol (mol) als Einheit der Stoffmenge Candela (cd) als Einheit der Lichtstärke Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft info@bfw-net.de DGQ-Vortrag

9 AQAP-2130 vom November 2009 NATO-Qualitätsanforderungen für Prüfung und Test Anforderungen orientieren sich an der DIN EN ISO 9001 NATO-spezifische Anforderung zu Abschnitt 7.6 Das im Rahmen des vorliegenden Vertrags verwendete Mess- und Kalibriersystem muss mit den Anforderungen von ISO übereinstimmen Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

10 DIN EN ISO 9001:2008 Qualitätsmanagementsysteme Anforderungen Normanforderungen stehen im Abschnitt 7.6 Die Organisation muss die zum Nachweis der Konformität des Produkts mit festgelegten Anforderungen vorzunehmenden Überwachungen und Messungen und die erforderlichen Überwachungs- und Messmittel ermitteln Überwachungsmittel - Was sind das nun? Der Begriff ist weder in der Normenwelt noch in der Qualitätslehre definiert Hilfsweise kann auf die Abschnitte und evtl. auf zurückgegriffen werden Überwachung und Messung des Produkts (Abschn ) Überwachung und Messung von Prozessen (Abschn ) Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft info@bfw-net.de DGQ-Vortrag

11 DIN EN ISO 9001:2008 Überwachungsmittel (Definition für den heutigen Abend) Mittel, mit deren Hilfe ein Nachweis für ein (oder mehrere) Qualitätsmerkmal(e) hinsichtlich der Erfüllung einer (oder mehrerer) Anforderung(en) erbracht werden kann Sie dienen dazu, die geforderte Konformität nachweisen zu können Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

12 DIN EN ISO 9001:2008 Beispiele für Überwachungsmittel Dokumente Checklisten wie Versandliste oder Messmittelliste Begleitpapiere wie Lieferschein oder Frachtbrief Bescheinigungen wie Teilnahme am Lehrgang oder Schulung Zeugnisse wie Materialprüfzeugnis oder Kalibrierschein Muster Grenzmuster, Fertigungsmuster, Anfahrmuster Farbmuster, Glanzmuster, Größenmuster Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

13 DIN EN ISO 9001:2008 Beispiele für Überwachungsmittel Aufzeichnungen Berichte wie Auditbericht oder Prüfbericht Reports wie 3 D - oder 8 D - Report Formulare / Formblätter wie Kundenfragebogen oder Lieferantenbeurteilung Andere Prüfziffern / -zahlen Dummys Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft info@bfw-net.de DGQ-Vortrag

14 DIN EN ISO 9001:2008 Grundsätzliche Forderung der ISO 9001 an Messmittel Soweit zur Sicherstellung gültiger Ergebnisse erforderlich, müssen die Messmittel: a) in festgelegten Abständen oder vor dem Gebrauch kalibriert und/oder verifiziert werden anhand von Messnormalen, die auf internationale oder nationale Messnormale zurückgeführt werden können. Wenn es derartige Messnormale nicht gibt, muss die Grundlage für die Kalibrierung oder Verifizierung aufgezeichnet werden b) c) d) e) Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

15 DIN EN ISO 9001:2008 Soweit zur Sicherstellung gültiger Ergebnisse erforderlich Zulässig ist also, die Messmittel einzuteilen in solche, die den Anforderungen der ISO 9001 unterliegen, und solche, die nicht diesen Anforderungen unterliegen Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

16 DIN EN ISO 9001:2008 in festgelegten Abständen oder vor dem Gebrauch Kein Zeitintervall gefordert Anzahl der Benutzungen Zeitdauer Drift oder Trend aus letzten Prüfungen Kombination dieser und/oder anderer Punkte Wichtige Kriterien für die Festlegung Verwendungszweck und Häufigkeit der Benutzung Zustand und Einsatzbedingungen Hysterese / Drift des Messmittels Messunsicherheit und Fehlergrenzen Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft info@bfw-net.de DGQ-Vortrag

17 DIN EN ISO 9001:2008 kalibriert und/oder verifiziert Kalibrieren bedeutet das Bestimmen und Dokumentieren der Abweichung der Anzeige eines Messgerätes (oder des angegebenen Wertes einer Maßverkörperung) vom konventionell richtigen Wert der Messgröße Zitat aus: Rückführung von Mess- und Prüfmitteln auf nationale Normale (DAkkS-DKD-4 vom ) Verifizierung Bestätigung durch Bereitstellung eines objektiven Nachweises, dass festgelegte Anforderungen erfüllt worden sind (DIN EN ISO 9000:2005 Punkt 3.8.4) Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

18 DIN EN ISO 9001:2008 anhand von Messnormalen, die auf internationale oder nationale Messnormale zurückgeführt werden können Hier ist die metrologische Rückführbarkeit gemeint (s. S. 6) Die besagt, dass das Messmittel (oder ein Normal) durch eine ununterbrochene Kette von Kalibrierungen über die nationalen Normale an die SI-Einheiten rückgeführt werden (sogenannte Kalibrierhierarchie oder -kette gemäß DAkkS-DKD-4 vom ) und dass bei jeder dieser Kalibrierungen eine Unsicherheit ausgewiesen werden muss (DAkkS-DKD-3 vom ) Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

19 DIN EN ISO 9001:2008 Die ununterbrochene Kette von Kalibrierungen aufzubauen und nachzuweisen, ist mit relativ einfachen Mitteln im Unternehmen möglich Kalibrieren von Messschiebern für Außen-, Innen- und Tiefenmaße (DAkkS-DKD-R 4-3 Blatt 9.1 vom ) Kalibrieren von Thermoelementen (DAkkS-DKD-R 5-3 vom ) Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

20 DAkkS-DKD-4 vom Kalibrierhierarchie bzw. -kette Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

21 DAkkS-DKD-4 vom Kalibrierhierarchie bzw. bzw. -kette -kette mit mit Aufgaben usw. usw. Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

22 DAkkS-DKD-4 vom Kalibrierhierarchie bzw. -kette am Beispiel SI-Einheit Länge Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

23 DAkkS-DKD-3 vom Ermittlung der Unsicherheit in dieser Kette erfordert dagegen Spezialistentum Die Messunsicherheit ist ein Parameter, der mit dem Messergebnis verbunden ist und der die Streuung der Werte charakterisiert, die der Messgröße vernünftigerweise beigeordnet werden können (DAkkS-DKD-3 vom ) Jede Messung liefert nur einen Schätzwert des wahren Wertes Der wahre Wert einer Messgröße kann nicht bestimmt werden Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

24 DAkkS-DKD-3 vom Typische Quellen für Messunsicherheiten nicht repräsentative Stichprobennahme persönlichen Einflüsse bei der Ablesung vereinfachende Näherungen und Annahmen (Messprinzip oder Messverfahren) Man misst eigentlich immer falsch, man muss nur wissen wie viel (Zitat von Dave Packard, Mitbegründer von Hewlett & Packard) Ermittlung Messunsicherheiten (DAkkS-DKD-3-E2 vom ) 10 kw Normalwiderstand Messschieber Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

25 ISO/TS 16949:2009 Qualitätsmanagementsysteme Besondere Anforderungen bei Anwendung der ISO 9001:2008 für die Serien- und Ersatzteil- Produktion in der Automobilindustrie Weitergehende Normanforderungen stehen im Abschnitt Aufzeichnungen der Kalibrierung und Verifizierung Aufzeichnungen der Prüfmittelüberwachung aller Lehren, Mess- und Prüfmittel, die als Nachweis der Produktkonformität mit den festgelegten Anforderungen benötigt werden, einschließlich werker- und kundeneigener Prüfmittel, müssen Folgendes enthalten: Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

26 ISO/TS 16949:2009 Begriff Prüfmittel ist in bisherigen Normen nicht enthalten DAkkS-DKD-Schriften verwenden ebenso den Begriff Prüfmittel Rückführung von Mess- und Prüfmitteln auf nationale Normale (DAkkS-DKD-4 vom ) Hilfsweise kann Begriff Prüfung herangezogen werden Prüfung Konformitätsbewertung durch Beobachten und Beurteilen, begleitet soweit zutreffend durch Messen, Testen oder Vergleichen (DIN EN ISO 9000:2005 Punkt 3.8.2) Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

27 ISO/TS 16949:2009 Konformität Erfüllung einer Anforderung (DIN EN ISO 9000:2005 Punkt 3.6.1) Bewertung Tätigkeit zur Ermittlung der Eignung, Angemessenheit und Wirksamkeit der Betrachtungseinheit, festgelegte Ziele zu erreichen (DIN EN ISO 9000:2005 Punkt 3.8.7) Bestätigung, dass Anforderung(en) erfüllt worden sind, ist durch Verifizierung und/oder Validierung möglich Verifizierung festgelegte Anforderungen Validierung spezifisch beabsichtigter Gebrauch Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

28 Welche Konsequenzen ergeben sich? Grundsätzliche Forderung an Messmittel Die Beurteilung, ob die Genauigkeit eines Messgerätes für eine vorgesehene Messaufgabe ausreicht, liegt allein in der Verantwortung der Benutzer Unternehmen und Mitarbeiter Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

29 Welche Konsequenzen ergeben sich? Grundsätzliche Forderungen an die Kalibrierung von Messmitteln Die Messunsicherheit wird nach einheitlichen Kriterien auf der Grundlage internationaler Vereinbarungen ermittelt und kann für verschiedene Laboratorien je nach den vorhandenen messtechnischen Möglichkeiten um Größenordnungen voneinander abweichen Bei Konformitätsaussagen muss die Messunsicherheit berücksichtigt werden Die Angabe eines Messergebnisses ist nur dann vollständig, wenn sie sowohl den der Messgröße durch die Messung zugewiesenen Wert, als auch die mit dieser Zuweisung verbundene Messunsicherheit enthält Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

30 Welche Konsequenzen ergeben sich? Korrekte Angabe eines Messergebnisses Länge x = (25,837 ± 0,008) mm mit k = 2 Interpretation Der wahre Wert der Länge x liegt mit einer Wahrscheinlichkeit von 95,45% (k = 2) im Bereich von (25,837 ± 0,008) mm k Erweiterungsfaktor, der in den Fällen einer Normalverteilung mit ausreichender Zuverlässigkeit einer Überdeckungswahrscheinlichkeit von ca. 95% entspricht (DAkkS-DKD-3 vom ) Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft info@bfw-net.de DGQ-Vortrag

31 Welche Konsequenzen ergeben sich? 1. Problemkreis: Welches Maß wird noch akzeptiert? Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

32 Welche Konsequenzen ergeben sich? Entwicklung der erreichbaren Fertigungsgenauigkeit nach Taniguchi u. a. Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

33 Welche Konsequenzen ergeben sich? 2. Problemkreis: Welche Kalibrierart ist die richtige? Viele Verfahren am Markt, die in Form von - Werkskalibrierung nach Herstellerrichtlinie oder - in Anlehnung an eine Norm XYZ oder sogar als - Kalibrierung nach DIN EN ISO 9001 angeboten werden Beispiel Drehmomentsensoren Kalibrieren nach DIN (Klasseneinstufung) Kalibrieren nach VDI/VDE 2646 (keine Klasseneinstufung) Kalibrieren nach DAkkS-DKD-R-3-5 Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft info@bfw-net.de DGQ-Vortrag

34 Welche Konsequenzen ergeben sich? Kalibriernormen und Richtlinien für Drehmomentsensoren nach Krimmel Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

35 Welche Konsequenzen ergeben sich? Wie (als welches Mittel) ist dieser Messschieber einzustufen? Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft DGQ-Vortrag

36 Empfehlungen - Problemkreis 1 1 Ermittlung der produktbezogenen Anforderungen Kundenanforderungen Anforderungen aus festgelegten oder beabsichtigten Gebrauch Gesetzliche und behördliche Anforderungen (Unternehmens)interne Anforderungen (Grundlage: DIN EN ISO 9001:2008 Punkt 7.2.1) 2 Ableitung der Qualitätsmerkmale aus Punkt 1 Geometrische Merkmale mit Maßen und Toleranzen Länge x 1 mit Toleranz y 1 Masse x 2 mit Toleranz y 2 Weitere Merkmale (physikalische, funktionale usw.) mit Maßen und Toleranzen Reißfestigkeit x 3 mit Toleranz y 3 Glanzgrad x 4 mit Toleranz y 4 Partikelanzahl x 5 mit Toleranz y 5 Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft info@bfw-net.de DGQ-Vortrag

37 Empfehlungen - Problemkreis 1 3 Umsetzung der Qualitätsmerkmale aus Punkt 2 in messtechnische Anforderungen Messprozess Messmittel für diesen beabsichtigten Gebrauch Messbereich, Auflösung, Hysterese, Ansprechschwelle, (DIN EN ISO 10012:2004 Punkt 7.1.1) Zulässige Messunsicherheit Messunsicherheit 5% der Merkmalstoleranz 4 Durchführung des Messprozesses und Bewertung der Messergebnisse (unter Voraussetzung der metrologischen Bestätigung) 5 Dokumentation der Messergebnisse Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft info@bfw-net.de DGQ-Vortrag

38 Empfehlungen - Problemkreis 2 1 Definition einer Struktur für die zu nutzenden Mittel, mit denen Konformitätsnachweise erbracht werden, um bei einer Zertifizierung von Managementsystemen zu bestehen 2 Eine mögliche Struktur Prüfmittel Überwachungsmittel Messmittel kalibrierungspflichtig Nicht kalibrierungspflichtig verifizierungspflichtig Nicht verifizierungspflichtig Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft info@bfw-net.de DGQ-Vortrag

39 Empfehlungen - Problemkreis 2 Beispiel: Einsatzzweck eines Messschiebers Prüfmittel Überwachungsmittel Messmittel (in der Brusttasche eines Betriebsleiters) kalibrierungspflichtig (Bauteilmessung im Labor) Nicht kalibrierungspflichtig verifizierungspflichtig (Bauteilmessung in der Fertigung) Nicht verifizierungspflichtig (Rohmateriallager mit großen Toleranzen) Zuordnungsprobleme lassen sich durch unterschiedliche Kennzeichnung oder eindeutige Zuordnung z. B. mit Identnummer in der Praxis reduzieren Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft info@bfw-net.de DGQ-Vortrag

40 Empfehlungen - Problemkreis 2 Prüfmittelliste erforderliche Merkmale 1. Prüfmittelart / -typ 2. Lfd. Nummer / Identifikationsnummer 3. Hersteller (kann, muss aber nicht) 4. Messbereich 5. Messunsicherheit 6. Genauigkeitsgrad / Güteklasse 7. Prüfverfahren / Prüfanweisung (evtl. an anderer Stelle) 8. Eingangsdatum / Erstprüfung (kann, muss aber nicht) 9. Prüfintervall (besser nächster Prüftermin) 10. Bearbeiter / Prüfer-Nr. (kann, muss aber nicht) 11. Standort / Org.-Einheit, Kostenstelle, Anwender (kann, muss aber nicht) 12. Status (Prüfergebnis) Dr. Schmidt Büro für Wirtschaft info@bfw-net.de DGQ-Vortrag