Messsystemanalyse gemäß Verfahren 2

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1 Messsystemanalyse gemäß Verfahren

2 Messsystemanalyse gemäß Verfahren 2 1/19 Messsystemanalyse gemäß Verfahren 2 Inhalt Messsystemanalyse gemäß Verfahren Das Szenario zum Verfahren Schritt 1: Verfahren 2 auswählen... 2 Teilemaske - Gruppe Teil... 3 Teilemaske - Gruppe Hersteller... 3 Teilemaske - Gruppe Werkstoff... 3 Teilemaske - Gruppe Zeichnung... 4 Teilemaske - Gruppe Prüfeinrichtung... 4 Teilemaske - Gruppe Auftrag... 4 Teilemaske - Gruppe Kunde... 4 Schritt 2: Merkmal definieren... 5 Merkmalsmaske - Gruppe Merkmal... 5 Merkmalsmaske - Gruppe Bezugsgröße... 6 Merkmalsmaske - Gruppe Prüfmittel... 6 Merkmalsmaske - Gruppe ohne Bezeichnung (unten)... 7 Merkmalsmaske - Gruppe ohne Bezeichnung (rechts oben)... 7 Merkmalsmaske - Gruppe Normal... 8 Schritt 3: Werte eingeben... 8 Schritt 4: Neuberechnung... 9 Schritt 5: Grafische Ergebnisse Grafik Werteverlauf Einzelwerte Grafik Abweichungen Grafik Differenzen Schritt 6: Numerische Ergebnisse Formblatt 3 - Bereich Formblatt 3 - Bereich Formblatt 3 - Bereich Formblatt 3 - Bereich Formblatt 3 - Bereich Formblatt 3 - Bereich Schritt 7: Varianzanalyse Ein wenig Hintergrundinformation zur Varianzanalyse... 18

3 Messsystemanalyse gemäß Verfahren 2 2/19 Das Szenario zum Verfahren 2 In dem Fallbeispiel zum Verfahren 1 wurde das Verfahren 1 an dem Teil Bohrplatte für das Merkmal Innendurchmesser mit der Spezifikation 30 H7 (USG = 30,000 mm und OSG = 30,021 mm) erfolgreich durchgeführt. Das betrachtete Messsystem ist eine Dreipunkt-Innenmessschraube mit der Auflösung RE = 0,001 mm. Nun wird die Abnahme nach dem Verfahren 2 für dieses Messsystem fortgesetzt, da es sich um ein Handmessmittel handelt und somit die Prüfer einen Einfluss auf das Messergebnis haben. Drei Prüfer haben 10 Serienteile in drei Durchläufen zeitnah wiederholt gemessen. Die Serienteile wurden bezüglich der Prozessstreubreite repräsentativ ausgewählt und die Prüfobjektreihenfolge für die Wiederholmessungen mit einem Zufallsgenerator verändert. Schritt 1: Verfahren 2 auswählen Starten Sie das Programm solara.mp oder destra. Falls Sie mit destra arbeiten, wechseln Sie in das Modul Messsystemanalyse (Register Datei - Kachel Modulauswahl - Menü Messsystemanalyse). Wählen Sie nun das Register Datei und klicken Sie auf die Kachel Neu. Abbildung 1 Register Datei mit der Kachel Neu Es öffnet sich das Dialogfenster für die Merkmalsauwahl neue Merkmale anlegen. Stellen Sie das Fenster gemäß der Abbildung ein: Abbildung 2 Dialogfenster neue Merkmale anlegen

4 Messsystemanalyse gemäß Verfahren 2 3/19 Nach dem Klick auf die Schaltfläche OK erscheinen gleich zwei Fenster: die Teilemaske und die Merkmalsmaske. Abbildung 3 Teilemaske mit Dateneinträgen Füllen Sie die Teilemaske entsprechend der Abbildung aus. Die Eingabefelder der Teilemaske sind in Gruppen aufgeteilt. Eine kurze Erläuterung zu den einzelnen Feldern folgt weiter unten. Die Darstellung der Teilemaske und die darin vorhandenen Felder entsprechen dem Layout des Auslieferungsstandards. Das Layout Ihrer Teilemaske kann aufgrund firmenspezifischer Anpassungen von dem hier beschriebenen Layout abweichen. Teilemaske - Gruppe Teil Nummer: Geben Sie hier die Identnummer des Teiles ein: P1 Bezeichnung: Tippen Sie die Teilebezeichnung in das Feld ein: Bohrplatte Doku-Pflicht: Markieren Sie diese Option, wenn das Teil der Dokumentationspflicht unterliegt. Im Fallbeispiel wird die Option nicht aktiviert. Änderungsstand: Geben Sie den Änderungsstand des Teiles ein. Im Beispiel bleibt das Feld leer. Teilemaske - Gruppe Hersteller Nummer: Geben Sie hier die Identifikationsnummer des Herstellers ein: MM Bezeichnung: Schreiben Sie in dieses Feld die Bezeichnung des Herstellers: Maschinenfabrik Mannheim Teilemaske - Gruppe Werkstoff Bezeichnung: Tippen Sie in dieses Feld die Norm-Bezeichnung des Werkstoffes ein:

5 Messsystemanalyse gemäß Verfahren 2 4/19 Teilemaske - Gruppe Zeichnung Nummer: Geben Sie in dieses Feld die Nummer der Zeichnung ein, die zu dem Teil gehört: Z Änderungsstand: Geben Sie den Änderungsstand bzw. die Versionsnummer der Zeichnung ein: Teilemaske - Gruppe Prüfeinrichtung Das Ausfüllen dieser Felder ist nur in dem Fall von Bedeutung, wenn sämtliche Messungen und Prüfungen an dem Teil mit einem einzigen Messsystem erfolgen. Nummer: Hier wird die Identifikationsnummer der Prüfeinrichtung eingegeben. Es bleibt im Fallbeispiel leer. Bezeichnung: Tippen Sie die Bezeichnung der Prüfeinrichtung ein. Das Feld bleibt im Beispiel leer. Prüfgrund: Schreiben Sie den Anlass der Prüfung in dieses Feld. Das Feld bleibt im Beispiel leer. Prüfbeginn: Hier wird der Zeitpunkt des Prüfbeginns eingegeben. Es bleibt im Beispiel leer. Prüfende: Der Schlusszeitpunkt wird in dieses Feld eingegeben. Es bleibt im Beispiel leer. Teilemaske - Gruppe Auftrag Auftrag: Tippen Sie hier z.b. die Fertigungsauftragsnummer oder Prüfauftragsnummer ein: R&D-012 Auftraggeber: Schreiben Sie in dieses Feld die Bezeichnung des Auftraggebers: Entwicklung Teilemaske - Gruppe Kunde Nummer: Tippen Sie in das Feld die Kundennummer ein: Q-DAS Name: Schreiben Sie in das Feld die Bezeichnung des Kunden: Q-DAS GmbH & Co. KG

6 Messsystemanalyse gemäß Verfahren 2 5/19 Schritt 2: Merkmal definieren Nach dem Schließen der Teilemaske ist die Merkmalsmaske sichtbar. Die Eingabefelder sind nach Gruppen geordnet. Bitte füllen Sie die Merkmalsmaske entsprechend der Abbildung aus. Eine kurze Beschreibung der einzelnen Felder folgt später. Merkmalsmaske für das Verfahren 2 Merkmalsmaske - Gruppe Merkmal Nummer: Geben Sie hier die Merkmalsnummer gemäß dem Prüfplan oder der Zeichnung ein: ID-1 Bezeichnung: Bezeichnung des Merkmals nach Prüfplan oder Zeichnung. Hier: Innendurchmesser Messgröße: Wählen Sie die für das Merkmal relevante Messgröße in dem Auswahlfeld aus. Die Einstellung hat keine Auswirkung auf die Art der Berechnung. Im Beispiel bleibt diese undefiniert. Erfassungsart: Stellen Sie hier ein, wie Sie die Daten erfassen wollen. Die Voreinstellung ist die manuelle Datenerfassung. Für die direkte Übertragung vom Messsystem in das Programm stehen in dem Aufklappfeld Online-Schnittstellen für diverse Maßsysteme zur Auswahl bereit. Bleibt im Fallbeispiel unverändert. Ereigniskatalog: Nur relevant für Daten aus dem Programm procella. Hier sollte stets der gleiche Katalog wie in dem Programm procella eingestellt sein, damit die korrekten Ereignisse angezeigt werden.

7 Messsystemanalyse gemäß Verfahren 2 6/19 Merkmalsmaske - Gruppe Bezugsgröße Eines der berechneten Ergebnisse ist die in Prozent angegebene Messsystemstreuung %GRR. Der berechnete Prozentwert ist abhängig von der gewählten Bezugsgröße: Die Bezugsgröße kann entweder die Toleranz, der geforderte Cp-Wert, die Gesamtstreuung des Versuchs TV oder ein vom Benutzer eingegebener Wert für die Prozessstreuung sein. Welche Bezugsgröße für die Auswertung tatsächlich verwendet wird, ist in der Auswertestrategie eingestellt. Wurde in der Auswertestrategie explizit die Bezugsgröße Prozessstreuung oder geforderter Cp-Wert eingestellt, so müssen Sie das zugehörige Eingabefeld ausfüllen, um ein Berechnungsergebnis zu erhalten. In diesem Fallbeispiel verwenden wir die Bezugsgröße Toleranz. Somit sind die beiden Eingabefelder für die Bezugsgrößen ohne Bedeutung für das Fallbeispiel. Toleranz: Der Feldinhalt kann nicht verändert werden, denn dieser wird aus den Eingabewerten für die obere und untere Spezifikationsgrenze berechnet und angezeigt. Prozessstreuung: Für Auswertestrategien mit der Bezugsgröße Prozessstreuung ist hier der Wert der einfachen Standardabweichung (1 σ) der bekannten Prozessstreuung einzugeben. Bleibt im Fallbeispiel leer. Geforderter Fähigkeitskennwert Cp/Pp: Bei Auswertestrategien mit der Bezugsgröße geforderter Cp- Wert ist hier der geforderte Prozessfähigkeitsindex Cp für das zu messende Merkmal einzugeben. Bleibt im Fallbeispiel leer. Merkmalsmaske - Gruppe Prüfmittel In dieser Gruppe sind die Identnummer, die Prüfmittelbezeichnung und die Auflösung von besonderer Bedeutung und sollten stets ausgefüllt sein. Nummer: Geben Sie hier die Identnummer oder Seriennummer des Prüfmittels ein. Wir geben in das Feld den Wert DRIM-025 ein. Bezeichnung: Geben Sie in dieses Feld die Bezeichnung des Prüfmittels ein. Im Fallbeispiel wählen wir die Bezeichnung Dreipunkt-Innenmessschraube. Auflösung: In dieses Feld geben Sie die kleinste vom Messgerät darstellbare Messwertdifferenz ein. Achten Sie darauf, dass für den Eingabewert der Auflösung die gleiche Einheit verwendet wird wie für die Messwerte. Im Fallbeispiel wird die Einheit mm verwendet und die Auflösung beträgt RE = 1 µm. Daher geben wir in das Feld Auflösung 0,001 ein. Gruppe: Tippen Sie hier die Gruppenbezeichnung ein, der das Messsystem zugeordnet ist. Im Fallbeispiel ist dies die Gruppe DR-02. Prüfort: Schreiben Sie in dieses Feld die Bezeichnung des Prüfmittel-Einsatzortes. Geben Sie für das Fallbeispiel hier R02-12 ein. Sofern keine andere Information verfügbar ist, wählt man als Wert für die Auflösung bei einer Digitalanzeige den kleinsten Ziffernsprung in der letzten Dezimalstelle und bei einer Analog-Anzeige den kleinsten Skalenschritt.

8 Messsystemanalyse gemäß Verfahren 2 7/19 Merkmalsmaske - Gruppe ohne Bezeichnung (unten) In dieser Gruppe wird der Aufbau der Studie definiert. Auswertetyp: Hier sollte schon das Verfahren 2 eingestellt sein. Falls nicht, so wählen Sie im Aufklappfeld das Verfahren 2 aus. Anz. Ref. Mess.: Stellen Sie den Wert 0 ein, da keine Referenzwerte verwendet wurden. Anz. Mess.: Tippen Sie hier den Wert 3 ein. Jeder Prüfer hat drei Prüfdurchläufe bewältigt. Anz. Teile: Geben Sie in das Feld den Wert 10 ein, da 10 Teile in der Studie verwendet wurden. Anz. Prüfer: Schreiben Sie in das Feld den Wert 3, da die Studie mit drei Prüfern durchgeführt wurde. Merkmalsmaske - Gruppe ohne Bezeichnung (rechts oben) In dieser Gruppe sind die Spezifikationsgrenzen für die numerische Auswertung wichtig. Nennmaß: Feld für das Nennmaß gemäß dem Prüfplan. Geben Sie den Wert 30 Ein. Einheit: Geben Sie in dieses Feld die physikalische Maßeinheit der Messgröße ein. Wir geben den Wert mm ein. Nachkommastellen: Stellen Sie hier die Anzahl der anzuzeigenden Nachkommastellen ein. Dies beeinflusst nur die Darstellung der Werte in der Wertemaske. Haben die Werte mehr Nachkommastellen als in dem Feld eingestellt ist, so werden die Werte in der Wertemaske gerundet angezeigt. Im Speicher bleiben die Werte mit der vollen Stellenzahl erhalten, ebenso werden alle Berechnungen mit der vollen Stellenzahl durchgeführt. Die Nachkommastellen werden auf 3 eingestellt. Ob. Spez. Gr.: Tragen Sie in dieses Feld den Wert der oberen Spezifikationsgrenze des zu messenden Merkmals ein. Wir tragen hier 30,021 ein. Unt. Spez. Gr.: Tippen Sie hier den Wert der unteren Spezifikationsgrenze des zu messenden Merkmals ein. Tippen Sie hier den Wert 30 ein. Ob. Abmaß: Der Wert wird automatisch berechnet, wenn die Felder Nennmaß und Ob.Spez. Gr. ausgefüllt wurden. Unt. Abmaß: Der Wert wird automatisch berechnet, wenn die Felder Nennmaß und Unt.Spez. Gr. ausgefüllt wurden. Füllen Sie die Felder Nennmaß, Unt. Abmaß und Ob. Abmaß aus, so werden die beiden Spezifikationsgrenzen automatisch berechnet. Füllen Sie die Felder Nennmaß, Ob.Spez. Gr. und Unt. Spez. Gr. aus, so werden die Abmaße automatisch berechnet. Wenn Sie auf das Feld Nennmaß doppelklicken, erscheint ein Eingabefenster für Maße nach der Norm ISO 286. Wenn Sie dort z.b. 30H7 eintippen, werden die Felder zu den Abmaßen und Spezifikationsgrenzen automatisch ausgefüllt.

9 Messsystemanalyse gemäß Verfahren 2 8/19 Merkmalsmaske - Gruppe Normal Die hier enthaltenen Eingabefelder sind für das Verfahren 2 und damit für das Fallbeispiel ohne Bedeutung. Nummer: Identifikationsnummer oder Seriennummer des Normals Bezeichnung: Die Bezeichnung des verwendeten Normals. Istwert: Der richtige Wert des Normals gemäß Kalibrierschein/-protokoll. Kalibrierunsicherheit: Der Wert der erweiterten Messunsicherheit U des verwendeten Normals. Erweiterungsfaktor: Der Wert des für die Berechnung der erweiterten Unsicherheit U = k u verwendeten Erweiterungsfaktors k. Schritt 3: Werte eingeben Klicken Sie im Register Start auf die Kachel Wertemaske. Abbildung 4 Abbildung des Registers Start mit der Kachel Wertemaske Es erscheint daraufhin die Wertemaske. Füllen Sie die Wertemaske entsprechend der Abbildung aus. Wenn Sie die Daten nicht alle eingeben wollen, so drücken Sie die rechte Maustaste auf dem folgenden Link zu der Datei Q-DAS_Verfahren_2.dfq und wählen Sie anschließend Ziel speichern unter. Speichern Sie die Datei und öffnen Sie diese anschließen mit solara.mp (Register Datei - Kachel Datei öffnen). Abbildung 5 Abbildung der Wertemaske mit allen Messergebnissen

10 Messsystemanalyse gemäß Verfahren 2 9/19 Schritt 4: Neuberechnung Wurden Daten von Hand eingegeben - das betrifft übrigens auch kleine manuelle Änderungen in der Merkmals-,Teile- oder Wertemaske - muss eine Neuberechnung ausgeführt werden. Im Register Start betätigt man dazu die Kachel Auswertung ausführen. Abbildung 6 Abbildung des Registers Start mit der Kachel Auswertung ausführen Alternativ kann auch die Funktionstaste F9 auf der Tastatur gedrückt werden. Daraufhin führt das Programm alle Berechnungen im Hintergrund aus. Wir Anwender rufen die fertigen numerischen und grafischen Ergebnisse nur noch auf.

11 Messsystemanalyse gemäß Verfahren 2 10/19 Schritt 5: Grafische Ergebnisse In diesem Schritt beschäftigen wir uns mit den drei Kerngrafiken Werteverlauf, Abweichungen und Differenzen. Es gibt noch viele weitere Grafiken in dem Programm, die im Rahmen dieses Fallbeispiels nicht einzeln im Detail dargestellt und erläutert werden. Besuchen Sie unsere Schulungen zur Messsystemanalyse oder informieren Sie sich über die zugehörigen Hilfetexte. Grafik Werteverlauf Einzelwerte Für einen ersten Überblick öffnen Sie die Grafik Werteverlauf. Abbildung 7 Grafik Werteverlauf aufrufen Es erscheint nun die Grafik Werteverlauf in einem eigenen Fenster. Abbildung 8 Grafik Werteverlauf Einzelwerte In dieser Grafik sind auf der X-Achse in der ersten Zeile die Prüfer mit A, B und C kodiert und darunter die Teilenummern als Indexzahl aufgeführt. Hier erkennen Sie besonders gut mögliche Fehler bei den Wiederholmessungen, da die Messergebnisse der drei Durchläufe direkt nacheinander eingetragen sind. Allerdings sind kleinere Unterschiede durch die Darstellung der gesamten Teilestreuung eventuell verdeckt bzw. präziser ausgedrückt: durch den zu groben Maßstab nicht sichtbar.

12 Messsystemanalyse gemäß Verfahren 2 11/19 Grafik Abweichungen Öffnen Sie nun die Grafik Abweichungen. Abbildung 9 Aufruf der Grafik Abweichungen In dieser Grafik sieht man zunächst drei Abschnitte. Jeder Abschnitt enthält die Ergebnisse eines Prüfers. Abbildung 10 Grafik Abweichungen Betrachten wir den ersten Abschnitt (Prüfer A). Darin sind vier verschiedene Linien eingezeichnet, von denen zwei jedoch exakt deckungsgleich verlaufen, so dass tatsächlich nur drei Linien zu sehen sind. Bei einem idealen Messsystem wären keine Abweichungen vorhanden und daher alle Linien exakt deckungsgleich. Treten Abweichungen etwa nur bei einem bestimmten Teil auf, so könnte dies ein Hinweis auf starke Formabweichungen an dem Teil sein. Erscheinen Abweichungen nur bei einem bestimmten Durchlauf, so könnte das Abtragen eines Schmutzfilmes oder ein minimaler Wärmegang die potenzielle Ursache sein. Vergleicht man die Abweichungen der drei Abschnitte, so sind keine übergreifend gleichen Muster zu erkennen: Die Abweichungen treten in unterschiedlichen Durchläufen an unterschiedlichen Stellen auf, ein Hinweis auf zufällige Einflüsse. Dunkelblaue Linie: Ist hier von der türkisen Linie komplett überdeckt. Die dunkelblaue Linie stellt die Abweichungen der Messwerte des ersten Prüfdurchlaufes von den Teilemittelwerten dar und ist daher mit der 1 gekennzeichnet.

13 Messsystemanalyse gemäß Verfahren 2 12/19 Rosa Linie: Stellt die Abweichungen der Messwerte des zweiten Prüfdurchlaufes von den Teilemittelwerten dar und ist deshalb mit der kleinen 2 markiert. Türkise Linie: Stellt die Abweichungen der Messwerte des dritten Prüfdurchlaufes von den Teilemittelwerten dar und ist daher mit der kleinen 3 gekennzeichnet. Grüne Linie: Mit dieser Linie werden die Abweichungen der Mittelwerte eines bestimmten Prüfers zu den Teilemittelwerten dargestellt. Die Linie ist mit Δx benannt. In den folgenden Formeln werden Indizes mit dem Aufbau Prüfer.Teilenummer.Durchlaufnummer verwendet. Somit ist z.b. x A.1.1 zu lesen als: Messwert von Prüfer A, gemessen an dem Teil Nr. 1 im ersten Durchlauf. Abweichung des Einzelwertes vom Teilemittelwert am Beispiel Prüfer A, Teil Nr. 1, erster Durchlauf: Δx A.1 = x A x 1 Mittelwerte eines Prüfers am Beispiel Prüfer A, erstes Teil: x A.1 = (x A x A x A.1.3 )/3. Teilemittelwert am Beispiel des ersten Teiles: x 1 = (x A x A x A x B x B x B x C x C x C.1.3 )/9. Abweichung des Mittelwertes von Prüfer A vom Teilemittelwert am Beispiel des ersten Teiles: Δx A.1 =x A.1 -x 1

14 Messsystemanalyse gemäß Verfahren 2 13/19 Grafik Differenzen Eine weitere gute Diagnosegrafik ist die Darstellung der Differenzen. Abbildung 11 Aufruf der Grafik Differenzen In dieser Grafik entspricht die Anzahl der Abschnitte der Anzahl der Teile. Der erste Abschnitt stellt die Messungen am ersten Teil der drei Prüfer A, B und C im Vergleich dar. Zum einen lässt sich erkennen, welche Unterschiede von einem Prüfdurchlauf zum nächsten aufgetreten sind und zum anderen, ob ein Prüfer ein bestimmtes Teil immer zu groß und ein anderer Prüfer dasselbe Teil immer zu klein gemessen hat. Abbildung 12 Grafik Differenzen In der Grafik entspricht die Nulllinie wieder dem Teilemittelwert (siehe Beschreibung unter Grafik Abweichungen). Wie sich die Lage eines Datenpunktes in der Grafik ergibt, wird hier am Beispiel des ersten Datenkreuzes dargestellt: x A x = Messwert von Prüfer A an dem ersten Teil im ersten Prüfdurchlauf minus Teilemittelwert Analog wird die Lage der übrigen Datenpunkte berechnet.

15 Messsystemanalyse gemäß Verfahren 2 14/19 Schritt 6: Numerische Ergebnisse Drücken Sie die Funktionstaste F10 oder klicken Sie im Register Ergebnisse auf die Kachel Formblätter. Abbildung 13 Abbildung des Registers Ergebnisse mit der Kachel Formblätter Es erscheint daraufhin das Formblatt Design 3, in dem die numerischen Ergebnisse enthalten sind. Abbildung 14 Formblatt Darstellung 3 mit den numerischen Ergebnisse zum Verfahren 2 Das Formblatt 3 wurde in sechs Bereiche aufgeteilt. Formblatt 3 - Bereich 1 Die gesamte im Versuch aufgetretene Streuung wurde mit dem Verfahren Varianzanalyse in einzelne Varianzkomponenten aufgeteilt: Erste Spalte: Name der Komponente Zweite Spalte: Geschätzte Varianz der Streukomponenten Dritte Spalte: Geschätzte Standardabweichung der Streukomponente Vierte Spalte: Geschätzte Standardabweichung der Streukomponente mit 95 %- Vertrauensbereichsgrenzen Fünfte Spalte: Die in Prozent ausgedrückte Größe der Streukomponente im Verhältnis zur Toleranz

16 Messsystemanalyse gemäß Verfahren 2 15/19 Formblatt 3 - Bereich 2 Hier ist der Aufbau des Versuches zusammengefasst: Anzahl der Prüfdurchläufe (im Formblatt als Anzahl der Messungen bezeichnet), Anzahl der Prüfer und Anzahl der Teile. Formblatt 3 - Bereich 3 Je nach Auswertestrategie können unterschiedliche Bezugsgrößen für die Berechnung der Gesamtstreuung (Total Variation TV) σ TV herangezogen werden. Gemäß der AIAG-Richtlinie Measurement System Analysis können insgesamt vier verschiedene Bezugsgrößen für die Bestimmung der Gesamtstreuung verwendet werden: 1. Verwendung der Gesamtstreuung σ TV aus der Varianzanalyse (ANOVA) 2. Berechnung anhand des in der Merkmalsmaske eingegebenen Wertes der bekannten Prozessstreuung 3. Berechnung anhand der in der Merkmalsmaske eingegebenen Spezifikationsgrenzen (Toleranz) 4. Berechnung anhand des in der Merkmalsmaske eingegebenen Vorgabewertes für den geforderten Cp-Wert Prozessfähigkeitsindex In der Standard-Auswertekonfiguration Q-DAS Measurement Process Qualification (06/2013) wird die Gesamtstreuung aus der Toleranz berechnet (σ TV = T/6). Formblatt 3 - Bereich 4 Dies ist der für die Bewertung des Prüfprozesses wichtigste Bereich: Auflösung in Prozent der Bezugsgröße %RE Es wird in Prozent ausgedrückt, wie groß die Auflösung im Verhältnis zur gewählten Bezugsgröße ist. In der Standardeinstellung ist als Bezugsgröße die Toleranz des zu messenden Merkmals eingestellt: %RE = RE / T 100 %. Der obere Grenzwert (Höchstwert) %RE max = 5 % ist in der Balkengrafik als roter Strich dargestellt. Eine prozentuale Auflösung von 5 % bedeutet, dass innerhalb der Toleranz = 100 % / 5 % = 20 verschiedene Messwerte unterschieden werden können. Ist die prozentuale Auflösung kleiner oder gleich 5 %, so ist die Anforderung erfüllt und der Balken ist in grüner Farbe dargestellt. Ist die prozentuale Auflösung größer als 5 %, so ist die Anforderung nicht erfüllt und der Balken wird rot eingefärbt. Für die Daten des Fallbeispiels erhält man %RE = 0,001 / 0, % = 4,76 %. In der Standardeinstellung wird diese Kenngröße für die Einstufung des Messsystems als fähig oder nicht fähig berücksichtigt. Zahl der unterscheidbaren Merkmalsklassen ndc Diese Kenngröße wurde in der Richtlinie Measurement System Analysis der US-Amerikanischen Organisation Automotive Industry Action Group (AIAG) vorgeschlagen. In der Balkengrafik ist der untere Grenzwert (Mindestwert) ndc min = 5 als roter Strich dargestellt. Ist der ndc-wert kleiner als der untere Grenzwert ndc min = 5, so ist der Balken in roter Farbe dargestellt, andernfalls in grüner Farbe. Für die Daten des Fallbeispiels erhält man den Wert: ndc = (2) (σ PV / σ GRR ) 1,414 (0, / 0, ) 14

17 Messsystemanalyse gemäß Verfahren 2 16/19 Diese Kenngröße wird in der Standardeinstellung für die Beurteilung des Messsystems als fähig oder nicht fähig nicht berücksichtigt. Prüfsystemstreuung %GRR Mit dem mathematischen Auswerteverfahren Varianzanalyse (Zweifache Varianzanalyse für zufällige Effekte) wurde die Gesamtvarianz im Versuch σ² TV in die Varianzkomponenten (1) Vergleichspräzision σ² AV, (2) Varianz der Teile σ² PV und (3) Wiederholpräzision σ² EV aufgeteilt. Die Wechselwirkung wurde bei der Auswertung als nicht signifikant erkannt und aus dem Modell entfernt ("pooling"). Zwei der Varianzkomponenten wurden dem Messsystem zugeordnet: Die Wiederholpräzision σ² EV und die Vergleichspräzision σ² AV. Beide Komponenten fasst man daher als Prüfsystem-Gesamtvarianz zusammen: σ² GRR = σ² EV + σ² AV. Zieht man aus dem Ergebnis die Quadratwurzel, so hat man die einfache Standardabweichung der Prüfsystem-Gesamtstreuung σ GRR. Im letzten Schritt berechnet man: %GRR = σ GRR / σ TV 100 % Die Gesamtstreuung wird in der Standardeinstellung aus der Bezugsgröße Toleranz ermittelt: Mit den Daten des Fallbeispiels erhält man: σ TV = T / 6 %GRR = σ GRR / σ TV 100 % = 0, / (0,021 / 6) 100 % 10,37 % Die folgende Tabelle enthält die Beurteilungskriterien für die Größe %GRR, die in der Standard- Auswertekonfiguration Q-DAS Measurement Process Qualification (06/2013) festgelegt sind: Kenngröße % GRR hat einen Wert kleiner oder gleich 15 % größer als 15 % und kleiner oder gleich 30 % größer als 30 % Beurteilung Messsystem ist geeignet Messsystem ist bedingt geeignet Messsystem ist nicht geeignet

18 Messsystemanalyse gemäß Verfahren 2 17/19 Die Bezeichnungen für die einzelnen Streukomponenten sind von Richtlinie zu Richtlinie recht heterogen. In der folgenden Tabelle sind die Einträge in einer Zeile gleichbedeutend: Wiederholpräzision Wiederholbarkeit Messsystemeigenstreuung Repeatability Equipment Variation EV σ EV Vergleichspräzision Vergleichbarkeit Reproduzierbarkeit Reproducibility Appraiser Variation AV σ AV Wechselwirkung Interaction IA σ IA Prüfsystemstreuung Gage Repeatability and Reproducibility GRR σ GRR Teilestreuung Part Variation PV σ PV Gesamtstreuung Total Variation TV σ TV Formblatt 3 - Bereich 5 Minimale Bezugsgröße für fähiges Messsystem: Das untersuchte Messsystem ist für Merkmale geeignet, die eine Toleranz größer oder gleich T min aufweisen. Minimale Bezugsgröße für bedingt fähiges Messsystem: Das untersuchte Messsystem ist für Merkmale bedingt geeignet, deren Toleranz kleiner als T min ist aber größer als T' min. In der Regel wird man sich allein an T min orientieren. Aus den Daten des Fallbeispiels erhält man mit σ GRR = 0, mm, σ TV = T min / 6 und %GRR = 15 % durch Umstellen der Formel %GRR = σ GRR / (T min / 6) 100 % nach T min : T min = 0, mm % / 15 % 0,0145 mm Formblatt 3 - Bereich 6 In diesem Bereich ist die Bewertung des Prüfsystems gemäß der aktuellen Auswertestrategie enthalten (erste Zeile) sowie auch die Angabe der eingestellten Auswertestrategie (zweite Zeile). Es ist zu beachten, dass in der Standardeinstellung für die Beurteilung des Messsystems als fähig drei Kriterien herangezogen werden: Die prozentuale Auflösung muss kleiner oder höchstens gleich %RE max = 5 % sein Das Produkt Anzahl Teile mal Anzahl Prüfer mal Anzahl Prüfdurchläufe muss größer oder gleich 30 sein Die Größe %GRR muss kleiner oder gleich 15 % sein

19 Messsystemanalyse gemäß Verfahren 2 18/19 Schritt 7: Varianzanalyse Ein wenig Hintergrundinformation zur Varianzanalyse Dieser Teil ist nur für Interessierte gedacht und sollte von Einsteigern einfach übersprungen werden. Die im Versuch beobachtete Gesamtvarianz wurde mit dem Verfahren der zweifachen Varianzanalyse für zufällige Effekte gemäß den verursachenden Quellen in Varianzkomponenten zerlegt: Abbildung 15 ANOVA, vollfaktorielles Modell, Programm destra ( Modul Regressions- / Varianzanalyse) Beim Anblick der Ergebnisse ist augenfällig, dass die Wechselwirkung Teile mal Prüfer nicht signifikant (P < α = 0,05) ist. In so einem Fall ist es üblich, das Modell zu vereinfachen und die Wechselwirkung aus dem Modell herauszunehmen: Abbildung 16 ANOVA, Modell mit Haupteffekten, Programm destra (Modul Regressions- / Varianzanalyse)

20 Messsystemanalyse gemäß Verfahren 2 19/19 Im nächsten Schritt werden die Varianzkomponenten geschätzt (Estimated Mean Squares EMS): Abbildung 17 Schätzer für die Varianzkomponenten (EMS), Programm destra (Modul Regressions-/Varianzanalyse) Im Rahmen des Verfahrens 2 werden diese Varianzkomponenten wie folgt gedeutet 1. Rest-Varianz σ² EV : Wiederholpräzision, wird oft Repeatability und Equipment Variation EV genannt 2. Prüfer-Varianz σ² AV : Vergleichspräzision, wird oft Reproducibility und Appraiser Variation AV genannt 3. Teile-Varianz σ² PV : Teilevarianz, wird oft Part Variation PV genannt Zwei Varianzkomponenten werden dem Prüfsystem als Verursacher angelastet: Die Wiederholpräzision σ² EV und die Vergleichspräzision σ² AV. Beide Komponenten fasst man daher als Prüfsystem-Gesamtvarianz zusammen: σ² GRR = σ² EV + σ² AV. Zieht man aus dem Ergebnis nun noch die Quadratwurzel, so hat man die einfache Standardabweichung der Prüfsystem-Gesamtstreuung σ GRR. In der Standardeinstellung ist das Programm so konfiguriert, dass die Gesamtstreuung σ TV (Total Variation TV) anhand der Toleranz berechnet werden soll. Konform zur AIAG-Richtlinie berechnet das Programm demgemäß den Schätzer σ TV = T/6, also ein Sechstel der Toleranz des zu messenden Merkmals. Mit dieser Gesamtstreuung als Bezugsgröße berechnet man die Größe %GRR: %GRR = σ GRR /σ TV 100 %.