SPC online im Rahmen von Qualität 4.0. Qualitätskollegium TU Berlin Konrad Wälder. BTU Cottbus-Senftenberg
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- Katharina Bergmann
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1 Qualitätskollegium TU Berlin SPC online im Rahmen von Qualität 4.0 Konrad Wälder BTU Cottbus-Senftenberg 1 1
2 Grundsätzliches SPC (statistische Prozessregelung) Ø liefert zentrale Instrumente der Qualitätssicherung Ø wird im Rahmen von messenden und attributiven Prüfungen eingesetzt Ø dient dem Nachweis der Prozessbeherrschung Ø verfolgt das Ziel einer verbesserten Prozessbeherrschung 2
3 Herausforderungen durch Qualität / Industrie 4.0 Datenquantität (Big Data) Ø hohe Stichprobenumfänge bei multidimensionalen Qualitätsmerkmalen sind zu verarbeiten. Ø Tendenz zu Einzelwertkarten Ø Multidimensionalität wird durch multivariate Karten nur unzureichend reflektiert Ø Umgang mit der Informationsflut Auswertung in Echtzeit (Online) Ø In Echtzeit verfügbare Prüfungsergebnisse Ø Durchführung von SPC: Online im Fertigungsraum oder a-posteriori in QS- Abteilung. 01 Grundlagen Six Sigma 3
4 Herausforderungen durch Qualität / Industrie 4.0 4
5 Herausforderungen durch Qualität / Industrie 4.0 5
6 Herausforderungen durch Qualität / Industrie 4.0 Individualisierte und flexible Produkte Ø geringe Losumfänge auch in der Serienproduktion Ø Inline Meßtechnik als Ergänzung/Alternative klassischer Methoden Interaktion Mensch - Maschine Ø Qualitätssicherung wird zunehmend automatisiert Ø Diese Interaktion in vernetzten Systemen muss gesteuert und geregelt werden. 6
7 SPC Online Ø SPC muss für die beschriebenen Herausforderungen Lösungen und Antworten bereit halten, um auch in der QS 4.0 von zentraler Bedeutung zu sein. Voraussetzungen und Rahmenbedingungen Ø Geeignete Software-Paket sind verfügbar: InfinityQS, SAS-JMP Ø Modifizierte statistische Methoden; Auflösen von Dogmen Ø Neue Methoden: Algorithmen, Data Mining 7
8 SPC Online Modifizierte statistische Methoden Ø Ansatz: Wahl eines geeigneten Signifikanzniveaus und eines geeigneten Fehlers 2. Art. Klassisches SPC: Fehler 1. Art (blinder Alarm) führt bei a-posteriori- Auswertungen von Regelkarten zu hohen Kosten. Daher muss ein niedriges Signifikanzniveau gewählt werden. Online SPC: Echtzeitauswertung. Ein höheres Signifikanzniveau (10%-15%) kann gewählt werden. Bei individualisierten Produkten mit geringen Losumfängen wird so der Fehler 2. Art minimiert und längere Ausfälle sind bei einer Auswertung im Fertigungsraum nicht zu erwarten. 8
9 SPC Online Neue Algorithmen Ø Ansatz: Dimensionsreduktion in Verbindung mit SPC 1. Schritt: Reduktion der Dimension hoch- bzw. mehrdimensionaler Daten: Faktoranalyse, Hauptkomponentenanalyse, multidimensionale Skalierung (MDA) 2. Schritt: SPC für resultierende Faktoren, ggf. multivariate Regelkarten 9
10 SPC Online Data Mining Konkrete Aufgaben Ø Ausreißeridentifikation Ø Klassifikationemethoden (Cluster-Analyse) Ø Analyse von Ursache-Wirkungs- und logischen Zusammenhängen: Assoziationsanalyse, Regressionsanalyse 10
11 Konkrete Umsetzung Attributive Regelkarten Ø Gängige attributive Regelkarten lassen sich relativ problemlos in Verbindung mit QS 4.0 einsetzen. Ø Im Zusammenhang mit Kleinserien bietet eine frühzeitige Fehlererkennung auf Grundlage von Echtzeitdaten Vorteile. Mittelwert- und Streuungskarten Ø Neben den erwähnten Lösungsansätzen ist hier insbesondere eine automatische Messwertauswahl sinnvoll. Beispiel: Auswahl aller Messwerte einer Stunde 11
12 Konkrete Umsetzung Kombination von Online- und a-posteriori-auswertung Ein sinnvoller Einsatz von SPC erfolgt als Kombination von Online- Auswertung und einer klassischen Vorgehensweise: Ø Multidimensionale Auswertung von Echtzeit-Daten, beispielsweise zur Identifikation gravierender Probleme Ø A-posteriori-Auswertung von Offline-Daten zur zielgerichteten Kontrolle/ Regelung und Analyse einzelner Qualitätsmerkmale. 12
13 Fazit Ø SPC wird auch im Rahmen von QS 4.0 eine Kernmethode bleiben. Ø Allerdings sind Methoden zu überarbeiten und klassische Annahmen zu überprüfen. Ø Aufgrund der zunehmenden Automatisierung ergeben sich starke Verknüpfungen zwischen QS, Messtechnik und Regelungstechnik. 13
14 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 14
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