Eignungsnachweis von Prüfprozessen

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1 Edgar Dietrich Alfred Schulze Eignungsnachweis von Prüfprozessen Prüfmittelfähigkeit und Messunsicherheit im aktuellen Normenumfeld 3., aktualisierte und erweitere Auflage H A N S E R

2 VII Vorwort Vorwort zur 2. Auflage Vorwort zur 3. Auflage iii iv iv vii 1 Prüfprozesseignung Einführung Warum Prüfprozesseignung? Historischer Rückblick und Ausblick Entwicklung Prüfprozesseignung" Anmerkung Autoren zu MSA [1] und VDA 5 [57] Experimentelle Beurteilung 12 2 Prüfmittelüberwachung als Grundlage für die Prüfprozesseignung Kalibrierung von Prüfmitteln Kalibrierung einer Messuhr Eignungsnachweise für Standardmessmittel 19 3 Definitionen und Begriffe Prozess Prüfprozess Prüfen Prüfmittel Messabweichungen und Messunsicherheit Systematische Messabweichung Wiederholpräzision Vergleichspräzision Linearität Stabilität / Messbeständigkeit 33 4 Einflussgrößen auf den Prüfprozess Typische Einflussgrößen Auswirkung der Einflussgrößen Bewertung des Prüfprozesses 40 5 Prüfmittelfähigkeit als Eignungsnachweis für Messprozesse Grundlegende Verfahren und Vorgehensweise Beurteilung Messmittel Unsicherheit des Normals / Einstellmeister Einfluss der Auflösung Beurteilung der Systematischen Messabweichung Verfahren Qualitätsfähigkeitskenngrößen Cg und Cgk Verfahren 1 für einseitig begrenzte Merkmale 66

3 viii Verfahren 1 für mehrere Merkmale Linearität Begriffserklärung Linearität" Beurteilung Prüfprozess Spannweitenmethode (Short Method) Verfahren 2: %R&R mit Bedienereinfluss Verfahren 3: %R&R ohne Bedienereinfluss Überprüfung der Messbeständigkeit Weitere Verfahren Verfahren Verfahrenö Vorgehensweise nach CNOMO Eignungsnachweis von attributiven Prüfprozessen Lehren Lehren oder Messen Voraussetzungen für eine erfolgreiche attributive Prüfung Untersuchung von attributiven Prüfprozessen Short Method" Untersuchung von attributiven Prüfprozessen Erweiterte Methode" Einleitung Testen von Hypothesen Aufbau einer Kreuztabelle für zwei Prüfer Beurteilung der Effektivität eines attributiven Prüfsystems Effektivität bei einem Prüfer ohne Referenz-Vergleich Effektivität bei einem Prüfer mit Referenz-Vergleich Effektivität bei allen Prüfern ohne Referenz-Vergleich Effektivität bei allen Prüfer mit Referenz-Vergleich Methode der Signalerkennung Erweiterte Messunsicherheit als Eignungsnachweis für Messprozesse Guide to the expression of Uncertainty in Measurement Grundlagen Zielsetzung und Zweck der GUM Anwendungsbereich Der Inhalt des Leitfadens Definitionen und Begriffe Ermittlung von Messunsicherheiten Ermittlung der Standardunsicherheit Ermittlung der kombinierten Standardunsicherheit Ermittlung der erweiterten Unsicherheit Protokollierung der Unsicherheit Angabe des Ergebnisses Beispiel GUM H.1 Endmaß-Kalibrierung Messaufgabe Standardunsicherheiten Unsicherheit u(is) der Kalibrierung des Normals Unsicherheit u(d) der gemessenen Längendifferenz Unsicherheit u(as) des Wärmeausdehnungskoeffizienten Unsicherheit u(0) der Temperaturabweichung des Endmaßes 165

4 ix Unsicherheit u(5a) der Differenz der Ausdehnungskoeffizienten Unsicherheit u(50) der Temperaturdifferenz der Maße Kombinierte Standardunsicherheit Kalibrierung eines Gewichtsstückes mit dem Nennwert 10 kg (S2) Messaufgabe Standarunsicherheiten Erweiterte Messunsicherheit und vollständiges Messergebnis Kalibrierung eines Messschiebers Messaufgabe Standardmessunsicherheit (S10.3-S10.9) Erweiterte Messunsicherheit und vollständiges Messergebnis Interpretation der GUM für Prüfprozesse in der Serienfertigung Bestimmung der erweiterten Messunsicherheit nach VDA Ablaufschema VDA Schematisierte Vorgehensweise Eignung des Prüfmittels Bestimmung der Standardunsicherheit nach Ermittlungsmethode A Bestimmung der Standardunsicherheit nach Ermittlungsmethode B Wesentliche Standardunsicherheitskomponenten Standardunsicherheit uref Standardunsicherheit der Auflösung ures Standardunsicherheit ubi Standardunsicherheit upm bei Standardprüfmittel Standardunsicherheit durch das Prüfmittel ug Standardunsicherheit durch das Prüfmittel uev Standardunsicherheit durch den Bedienereinfluss uav Standardunsicherheit durch das Prüfobjekt upa Standardunsicherheit durch Temperatureinfluss utemp Standardunsicherheit durch Linearitätsabweichungen ulin Standardunsicherheit durch Stabilität ustab Mehrfachberücksichtigung von Unsicherheitskomponenten Berücksichtigung der erweiterten Messunsicherheit an den Spezifikationsgrenzen Fallbeispiele nach VDA Fallbeispiel Längenmessung mit einem Standardprüfmittel" Beurteilung der Prüfmittelverwendbarkeit Beurteilung und Nachweis der Prüfprozesseignung Fallbeispiel: Längenmessung mit speziellem Prüfmittel" Vereinfachte Bestimmung der Messunsicherheit AlO-Verfahren ( All-in-One" Verfahren) Nachweis der Prüfprozesseignung Bestimmung der erweiterten Messunsicherheit Bestimmung der einzelnen Standardunsicherheiten Fallbeispiele zum Verfahren All-in-One" Messprozess mit linearer Maßverkörperung Messprozess ohne lineare Maßverkörperung Sonderfälle bei der Prüfprozesseignung 233

5 10.1 Was ist ein Sonderfall? Typische Sonderfälle Umgang mit nicht geeigneten Messprozessen Vorgehensweise zur Verbesserung von Prüfprozessen Typische Fragen zur Prüfprozesseignung Fragestellung Antworten Eignungsnachweis bei der Sichtprüfung Anforderungen an die Sichtprüfung Eignungstest für Sichtprüfer Beschaffung von Prüfmitteln Beispiel für Messaufgabenbeschreibung Beispiel für Lastenheft Eignungsnachweis für Prüfsoftware Allgemeine Betrachtung Das Märchen von der Excel Tabelle" Testbeispiele zur Prüfmittelfähigkeit Anhang Tabellen d2*-tabelle zur Bestimmung der K-Faktoren u. Freiheitsgrade für t-werte Eignungsgrenzen gemäß VDA k-faktoren Modelle der Varianzanalyse Messsystemanalyse - Verfahren Messsystemanalyse - Verfahren Verzeichnisse Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen Formeln Literaturverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Index 296 Leitfaden zum Fähigkeitsnachweis von Messsystemen" 300 General Motors PowerTrain: Richtlinie für Messsystemanalysen (EMS) 329 Bosch Heft 10: Fähigkeit von Mess- und Prüfprozessen 377 DaimlerChrysler LF05: Eignungsnachweis von Prüfprozessen 401