Wir stellen uns vor QualitätsLeistungsZentrum Helmbrechts Pressecker Straße 216 D-95233 Helmbrechts www.qlz.de / info@qlz.de Gegründet 1996 Tel. 0 92 52 / 91 4 93 Fax. 0 92 52 / 91 4 94 Vertriebspartner Süd Unser Leistungsangebot Identifizierung Gestaltung Strukturierung Verantwortung Implementierung Turtles Modellierung Leistungsparameter Kennzahlen KAIZEN BSC SPC WE PMV RM EMP Instandhaltung Bestandsführung Einkauf Risikomanagement Prozessmanagement Interne Audits Begleitung Audits Q-Berichte Auswertungen Dokumentation HTML-Handbücher Living-Flowcharts PDF-Formulare Umbau QM-System Externer QMB TQM Betreuung Diplomarbeit DIN EN ISO 9001:2000 VDA 6.1 QS-9000 AQAP TS 16949:2002 DIN EN ISO 13485:2003 DIN EN ISO 14971:2001 Geschäftsprozessmanagement Interne Auditoren Aufbau von QM-Systemen Aufbau von UM-Systemen Prozessorientiertes QMS Reklamations- und Fehlermanagement Techniken Q7 / M7 QRK / SPC FMEA KVP QFD EWG Nr. 183693 (Öko-Audit) DIN EN ISO 14001:2005 SCC Sicherheits- Certifikat Contraktoren OHSAS Occupational Health- and Safety Assesment Series Softwarevertrieb Aufbau von QM-Systemen Aufbau von UM/AM-Systemen Betreuung von QM-Systemen QM-Schulungen Geschäftsprozessmanagement
Anwendungsbereiche Die Messsystemanalyse Im Rahmen der QS-9000 (MSA) werden die Prüfmittel, für die eine Fähigkeitsuntersuchung durchgeführt werden soll, klar eingegrenzt (APQP) Alle im Produktionslenkungsplan (Control Plan) genannte Prüfmittel sollen einer Messsystemanalyse unterzogen werden.
Anwendungsbereiche Die Messsystemanalyse Der VDA 6.1 setzt keine klaren Grenzen. Die Notwendigkeit eines Fähigkeitsnachweises für das Messsystem kann von mehreren Faktoren abhängig sein. Faktoren zur Durchführung eines Fähigkeitsnachweises sind in der Regel: das Prüfmittel ist sehr komplex die Messunsicherheit des Prüfmittels der Einsatz von Prüfmitteln, die ineinander greifen Der VDA 6.1 nennt in seiner Schrift explizit folgende Prüfmittel, auf die diese Regelung zutrifft: Messmaschinen Mehrstellenmessvorrichtungen Messmittel zur statistischen Messwertaufnahme Prüfmittel für elektrische Größen Bei der TS 16949:2002 sind die Forderungen des Kunden maßgeblich!
Warum Messsystemanalysen? Die Messsystemanalyse beherrschter Prozess nicht beherrschter Prozess nicht fähiger Prozess fähiger Prozess Jeder Messwert am Produkt oder Prozess setzt sich aus zwei wichtigen Parametern zusammen. Dies ist der Parameter der Lage (beherrschter Prozess) und der Parameter der Streuung (fähiger Prozess). Gleiches geschieht nun an den, zur Messung verwendeten Messsystemen. Auch diese weisen bei der Anwendung diese Parameter auf. Demnach sind die Parameter der Messwerte die Summe aus den Prozessparametern und aus dem Messsystem! Um nun ein möglichst genaues Ergebnis zu den Parametern des Prozesses zu bekommen, muss man den Fehler des Messmittels kennen.
Messunsicherheit Die Messsystemanalyse Die Ermittlung der Messunsicherheit wird in verschiedenen Schriften beschrieben. Entscheidend zur Anwendung ist primär die Kundenforderung. VDA Band 5 Prüfprozesseignung (DIN V EN 13005 Leitfaden zur Angabe von Unsicherheiten beim Messen GUM) (DIN EN ISO 14253 Prüfung von Werkstücken und Messgeräten durch Messen Teil 1 und Teil 2) QS-9000 MSA Measurement Systems Analysis DGQ-Band 13-61 Prüfmittelmanagement VDI/DGQ 3441 Statistische Prüfung der Arbeits- und Positionsgenauigkeit von Werkzeugmaschinen (6.4 Ermittlung der Messunsicherheit der zu verwendenden Messgeräte) UTG Übereinstimmungsbereich Werkstücktoleranz OTG Nichtübereinstimmungsbereich Unsicherheitsbereich Unsicherheitsbereich Spezifikation (Konstruktion) Nichtübereinstimmungsbereich Verifikation (Produktion) Bei Messwerten in der Nähe der Toleranzgrenzen kann die Übereinstimmung bzw. Nichtübereinstimmung nicht eindeutig nachgewiesen werden. außererhalb der Toleranz innerhalb der Toleranz außererhalb der Toleranz Bei dem Nachweis der Fähigkeit des Fertigungsprozesses braucht die Messunsicherheit nicht berücksichtigt werden, da diese in der Prozessbeurteilung enthalten ist (VDA Band 5).
Messunsicherheit Die Messsystemanalyse Ist mein Prüfmittel überhaupt verwendbar? Auflösung Auflösung (%) = ---------------- x 100% T Auflösung (%) 5% Auflösung (%) > 5% Auflösung geeignet Auflösung nicht geeignet Kleinste prüfbare Toleranz T min 6 u PM T min = ------------ G PP T T min Prüfmittel verwendbar T < T min Prüfmittel nicht verwendbar Messunsicherheitsbudget Dies ist eine tabellarische Darstellung, die alle zur Unsicherheit beitragende Komponenten zusammenfasst. u PM = Standardunsicherheit des Prüfmittels Diesen Wert erhält man nach der statistischen Auswertung aus einer Messreihe (n=25). Die Standardabweichung geht als Standardunsicherheit in das Messunsicherheitsbudget ein. (Beispiel zu Methode A) G PP = Grenzwert für die Beurteilung des Prüfprozesses Diesen Wert ist ein Tabellenwert, der auf einer 3-stufigen Empfehlung der Toleranzklassen des Passungssystems nach DIN ISO 286 T1 basiert. Er ist von der Toleranzgröße abhänging (kleine Toleranzen = größerer Grenzwert) Der Wert liegt zwischen 0,20 und 0,40)
Methode 1 (MSA) Ermittlung von c g und c gk Systematische Messabweichung Wiederholbarkeit Kennwert c g Kennwert c gk Das Verfahren der Methode 1 bezieht sich in der Ausführung auf ein variables Merkmal eines bestimmten Produkts. Wählen Sie zunächst das Prüfmittel mit dem passenden Messbereich aus. Vorbereitung Bereitstellung des Masterteils. Der richtige Wert des Masterteils muss innerhalb des Toleranzbereich des Produktmerkmals liegen. Den richtigen Wert ermitteln Sie mit einem Messmittel aus dem Labor, am besten mit einer Messmaschine. Diese Berechnung zu dieser Methode ist über den Schätzwert für die Streuung Ihres Prozesses oder über die Toleranzen des Merkmals möglich. Idealerweise verwenden Sie zur Durchführung ein CAQ-System. (PDAP von JessenLenz)
Methode 1 (MSA) Ermittlung von c g und c gk Durchführung Das Masterteil wird 50-mal gemessen. (Die Anzahl der Messwerte darf nur in Ausnahmefällen kleiner als 50 sein, sie darf niemals kleiner als 25 sein!) Das Masterteil muss nach jeder Messung entnommen werden. Es ist zur Erfassung des Folgewertes jedes Mal neu einzulegen. Achten Sie darauf, dass das Masterteil bei allen Messungen immer die gleiche Ausrichtung hat. Führen Sie die Messungen zur Methode 1, soweit dies möglich ist, in der Umgebung durch, die den späteren Einsatzbedingungen entspricht. Dies ist in der Regel die Fertigung. Aus den Messwerten müssen Sie nun die statistischen Kennwerte für die Lage und die Streuung s Messmittel errechnen.
Methode 1 (MSA) Ermittlung von c g und c gk Bei bekannter Prozessstreuung Systematische Messabweichung c g c ozess g = σˆ Pr Messmittel s 0,15 Wiederholbarkeit c gk (der kleinere von beiden Werten) c gk = ( xmeister + 0,45 σ Pr ozess) 3s ˆ Messmittel x Messmittel c gk = xmessmittel ( xmeister 0,45 σ Pr ozess 3s Messmittel ˆ ) Bei unbekannter Prozessstreuung, oder wenn c gk < 1,00 ist Systematische Messabweichung c g c GesamtspezifizierteToleranzbreite g = 6sMessmittel 0,15 Wiederholbarkeit c gk (der kleinere von beiden Werten) c gk = ( xmeister + 0,075 Toleranzbreite) 3s Messmittel x Messmittel c gk = xmessmittel ( xmeister 0,075 3s Messmittel Toleranzbreite Die Mindestforderung für c g und c gk 1,00 Ist einer der beiden Kennwerte kleiner als 1,00 ist das Prüfmittel nicht fähig. Das Prüfmittel muss verbessert oder ersetzt werden. Alternativ ist in Absprache mit dem Kunden eine Toleranzerweiterung oder Sondergenehmigung abzustimmen.
Methode 2 (MSA) R&R Study (Repeatability and Reproducibility Study) Diese Methode sollte erst dann durchgeführt werden, wenn die Genauigkeit des Prüfmittels bereits anhand der Methode 1 nachgewiesen worden ist. Das Verfahren der Methode 2 bezieht sich in der Ausführung auf ein variables Merkmal eines bestimmten Produkts. Wählen Sie zunächst das Prüfmittel mit dem passenden Messbereich aus. Obwohl die Anzahl der Werker, Messversuche und Teile variieren kann, stellt die im Folgenden beschriebene Methode die optimalen Bedingungen für diese Fähigkeitsuntersuchung dar. Man sollte die Untersuchung mit 3 Werkern, 3 Messversuchen und 10 Teilen durchführen. Vorbereitung Legen Sie die Anzahl der Werker, die Anzahl der Messversuche und die Anzahl der Teile fest. (Im Beispiel 3 Werker mit 2 Messversuchen an 10 Teilen) Die Werker sollten diejenigen sein, die später auch das Prüfmittel benutzen. Die Teile müssen aus dem Prozess stammen und die Teilestreuung muss repräsentativ sein. Sie sollten die Teile also möglichst in gleichmäßigen Abständen dem Prozess entnehmen (keine aufeinander folgende Teile). Alle Teile müssen in zufälliger Reihenfolge durchnummeriert werden. Tragen Sie die Stammdaten in das von Ihnen verwendete Formular ein. Idealerweise verwenden Sie für die Methode 2 ein CAQ-System. Die Auflösung des Prüfmittels muss mindestens eine Zehnerpotenz höher sein als die Streuung (Zum Beispiel bei einer Streuung von 0,06). Das Prüfmittel muss also eine Genauigkeit von mindestens 0,001 anzeigen. Die Messmethode muss mit der in der Prüfanweisung angegebenen übereinstimmen.
Methode 2 (MSA) R&R Study (Repeatability and Reproducibility Study) Durchführung Alle 10 Teile werden vom ersten Werker gemessen. Danach führen die anderen Werker diese Messungen in der gleichen Reihenfolge durch. Um Beeinflussungen zu vermeiden, sollten die Bediener die Teilenummerierungen nicht sehen. Gleiches gilt für die Einsichtnahme der vorausgegangenen Messungen. Der zweite und (ggf. dritte) Messdurchgang beginnt jeweils mit einer anderen Reihenfolge, welche von den folgenden Werkern ebenfalls eingehalten werden muss. Die Untersuchung sollte durch eine im Prüfmittelmanagement qualifizierte Person überwacht werden. Es ist größte Sorgfalt zu beachten. Berechnungsbeispiel Alle nachfolgenden Berechnungen basieren auf einer Vorhersagegenauigkeit von 99%, das heißt, 99% der Fläche unter der Kurve der Normalverteilung werden abgedeckt.
Methode 2 (MSA) R&R Study (Repeatability and Reproducibility Study) Messwerterfassung Prüfer Wiederholung 1 2 3 4 5 Teil 6 7 8 9 10 Mittelwert A 1 0,65 1,00 0,85 0,85 0,55 1,00 0,95 0,85 1,00 0,60 0,83 2 0,60 1,00 0,80 0,95 0,45 1,00 0,95 0,80 1,00 0,70 0,825 3 B Mittelwert 0,625 1,000 0,825 0,900 0,500 1,000 0,950 0,825 1,000 0,650 A = 0,8275 Spannweite 0,05 0,00 0,05 0,10 0,10 0,00 0,00 0,05 0,00 0,10 R A = 0,045 1 0,55 1,05 0,80 0,80 0,40 1,00 0,95 0,75 1,00 0,55 0,785 x 2 0,55 0,95 0,75 0,75 0,40 1,05 0,90 0,70 0,95 0,50 0,75 3 c Mittelwert 0,550 1,000 0,775 0,775 0,400 1,025 0,925 0,725 0,975 0,525 B = 0,7675 Spannweite 0,05 0,10 0,05 0,05 0,00 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 B = 0,045 1 0,50 1,05 0,80 0,80 0,45 1,00 0,95 0,80 1,05 0,85 0,825 x R 2 0,55 1,00 0,80 0,80 0,50 1,05 0,95 0,80 1,05 0,80 0,83 3 Mittelwert 0,525 1,025 0,800 0,800 0,475 1,025 0,925 0,800 1,050 0,825 C = 0,8075 Spannweite 0,05 0,05 0,00 0,00 0,05 0,05 0,05 0,00 0,00 0,00 C = 0,025 x R
Methode 2 (MSA) R&R Study (Repeatability and Reproducibility Study) Auswertung Mittelwert des Teils x P 0,567 1,008 0,800 0,825 0,458 1,017 0,942 0,783 1,008 0,667 x = 0,8075 R P = 0,559 Spannweite aller Spannweiten Spannweite der Mittelwerte x R DIFF Obere Eingriffsgrenze UCL R Untere Eingriffsgrenze LCL R R R R R R ( A + B + C) / Anzahl der Prüfer = (0,045 + 0,045 + 0,025) / 3 = x Maximaler -Minimaler = 0,8275 0,7675 = x x D4 (Tabellenwert Tabelle rechts) = 0,04 x 3,267 = x D3 (Tabellenwert Tabelle rechts) = 0,04 x 0,000 = 0,04 0,06 0,13 0,00 UCLR repräsentiert die obere Eingriffsgrenze für die Einzelspannweiten. Markieren Sie in der Messwerttabelle alle Werte, die jenseits dieser Grenze sind. Identifizieren Sie die Ursache und leiten Sie Korrekturen ein. Die Messung desselben Teils ist vom selben Prüfer zu wiederholen. Liegen die Eintragungen erneut außerhalb der Eingriffsgrenzen, ist der gesamte Prüfablauf noch einmal zu starten. Liegen die Messwerte anschließend immer noch außerhalb der Eingriffsgrenzen, ist das Verfahren abzubrechen und das Messsystem zu verbessern oder zu ersetzen. Liegen die Messwerte innerhalb der Eingriffsgrenzen, kann die Berechnung fortgesetzt werden. Erfassen Sie die Stammdaten in dem von Ihnen verwendeten Formular (z.b. MSA Messeinheit Analyse) oder im CAQ-System.
Methode 2 (MSA) R&R Study (Repeatability and Reproducibility Study) Formblatt Messeinheit - Analyse Teilenummer: Teilebezeichnung: Merkmal: Spezifikation: 12487/84 Dichtung Dicke 06 1,0 mm Messmittelbezeichnung: Messmittelnummer: Messbereich: Genauigkeit: Dickenmesser D-4711 0,0 10,1 0,01 Datum: Durchgeführt von: 24.12.2005 Michael Meier Messeinheit - Analyse Prozentual bezogen auf die Gesamtstreuung (TV) Wiederholbarkeit Messmittelstreuung (EV Equipment Variation) % EV = 100 x (EV / TV) EV = R x K 1 = 100 x (0,18 / 0,94) Wieder-holu ngen K 1 = 0,04 x 4,56 2 4,56 = 19,15% = 0,18 3 3,05 Vergleichbarkeit Prüferstreuung (AV Appraiser Variation) % AV = 100 x (AV / TV) AV = ( xdiffxk 2)² ( EV ² / nr) = 100 x (0,16 / 0,94) = ( 0,06x2,70)² (0,18² /(10x2) = 17,02% = 0,16 Prüfer 2 3 K 2 3,65 2,70 n= Anzahl Teile / r= Anzahl Wiederholungen
Methode 2 (MSA) R&R Study (Repeatability and Reproducibility Study) Formblatt Messeinheit - Analyse Wiederholbarkeit und Vergleichbarkeit (R&R) R&R = = = 0,24 Streuung von Teil zu Teil (PV Part Variation) 4 2,30 % PV = 100 x (PV / TV) = 100 x (0,91 / 0,94) PV = R P x K 3 5 2,08 = 96,81% = 0,559 x 1,62 = 0,24 ( EV ² + AV ²) ( 0,18² + 0,16²) Teile 2 3 6 7 K 3 3,65 2,70 1,93 1,82 % R&R = 100 x (R&R / TV) = 100 x (0,24 / 0,94) = 25,53% Gesamtstreuung (TV Total Variation) TV = ( R & R² + PV ²) = ( 0,24² + 0,91²) = 0,94 8 9 10 1,74 1,67 1,62 % R&R ist kleiner 10% Das Messsystem ist annehmbar % R&R ist zwischen 10% und 30% Das Messsystem kann annehmbar sein, abhängig von der Wichtigkeit der Anwendung, der Kosten des Messmittels, der Reparaturkosten usw. % R&R ist größer 30% Das Messsystem muss verbessert werden. Unternehmen Sie alles, um die Probleme zu erkennen und zu beseitigen.
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