POCKET POWER Qualitätssicherung im Produktionsprozess
Prüfdaten/Prüfaufzeichnungen 19 Was sind die Anforderungen an das Arbeitsergebnis aus der Sicht der Kunden? Was sind die Anforderungen der nächsten Verarbeitungsstufen? Die durchzuführenden Prüfungen sind klar festgelegt (z. B. über Prüfpläne, Prüfanweisungen) und auch zeitlich geplant. Die Mitarbeiter sind geeignet qualifiziert. Die infrastrukturellen Rahmenbedingungen sind geschaffen. Die Wirksamkeit des Selbstprüfsystems wird über entsprechende Audits überprüft. Die Rolle von Prozess- und Produktaudits Prozess- und Produktaudits (siehe Abschnitt 5) stellen wichtige Werkzeuge zur nachhaltigen Absicherung von Selbstprüfsystemen dar. Bezogen auf einen spezifischen Herstellprozess stellen sie jedoch kein zusätzliches Fangnetz für fehlerhaft produzierte Produkte dar! 2.4 Prüfdaten/Prüfaufzeichnungen Die Prüfdatenerfassung erfolgt in der Regel entweder am Ort der Prüfung durch den Werker im Rahmen seiner Selbstprüfverantwortung, durch einen Prüfer der Qualitätsfachstellen oder über automatisierte Messeinrichtungen. Die Prüfdatenauswertung sollte rechnergestützt mit validierter Software (siehe Dietrich, E.; Schulze, A.: Statistische Verfahren zur Maschinen- und Prozessqualifikation) erfolgen. Die Rückverfolgbarkeit der Prüfergebnisse auf Prüfer und geprüftes Produkt ist von größter Bedeutung (z. B. Motivation des Werkers, Qualitätsnachweis gegenüber den Kunden).
20 Prüfungen Zuverlässige Prüfergebnisse Die Qualität der Prüfergebnisse kann nur so gut sein wie die zur Anwendung kommenden Prüfprozesse. Daraus resultieren neben dem Erfordernis von qualifizierten Prüfern die Notwendigkeit einer regelmäßigen Prüfmittelüberwachung und der Nachweis der Eignung der Prüfprozesse (siehe Abschnitt 2.7). Ziel der Prüfmittelüberwachung ist die Sicherstellung der Einsatzfähigkeit, Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Prüfmittel. Mithilfe des Eignungsnachweises von Prüfprozessen wird darüber hinaus beurteilt, ob der gesamte Prüfprozess unter realen Produktionsbedingungen wirklichkeitsgetreue Ergebnisse liefert. Prüfaufzeichnungen als Motor für Verbesserungen Grundsätzlich gilt, dass Prüfungen nur dann sinnvoll sind, wenn aus den Ergebnissen auch Schlussfolgerungen gezogen werden. Das heißt, entdeckte Fehler, Hinweise auf instabile Prozesse, nicht erreichte Ausschuss-, Nacharbeits- und Prozessfähigkeitsziele müssen Verbesserungsinitiativen im Herstellprozess auslösen (siehe Abschnitt 4). Der Leitsatz Prüfe nur, was du auch dokumentierst, dokumentiere nur, was du auch auswertest, werte nur aus, wenn du daraus auch Schlussfolgerungen ziehst! (nach Schmitt, R.; Pfeifer, T.: Qualitätsmanagement, Strategien Methoden Techniken) sollte konsequent zur Anwendung gebracht werden.
Laufende Bewertung von Prozessen 21 2.5 Laufende Bewertung von Prozessen Die Güte von Herstellprozessen wird auf Basis von Prozessfähigkeitsuntersuchungen bewertet (siehe Abschnitt 2.5.1), die laufende Regelung und der Nachweis der Stabilität der Herstellprozesse erfolgen mithilfe der Statistischen Prozessregelung (siehe Abschnitt 2.5.2). 2.5.1 Fähigkeit von Prozessen Im Allgemeinen gilt ein Prozess als fähig, wenn er die Vorgaben des Kunden erfüllt. Produktionsprozesse werden meist über die entstehenden Ausschussanteile bewertet. Dazu werden in Abhängigkeit von der Art der betrachteten Merkmale verschiedene Kennzahlen ermittelt. Bewertung der Fähigkeit anhand von qualitativen Merkmalen Werden qualitative, also beobachtbare Merkmale (z. B. glänzende bzw. matte Oberfläche) betrachtet, wird der Prozess häufig anhand der ppm-rate bewertet. Der Begriff ppm steht dabei für parts per million, also die Anzahl defekter Einheiten (Teile), hochgerechnet auf eine Million gelieferte bzw. produzierte Einheiten: ppm = Anzahl der defekten Einheiten Anzahl der Einheiten 1.000.000 Von den Kunden werden Obergrenzen für die ppm-rate definiert, die unter anderem davon abhängen, wie bedeutend die Merkmale am Bauteil sind.
22 Prüfungen Bewertung der Fähigkeit anhand von quantitativen Merkmalen Bei quantitativen, d. h. messbaren Merkmalen erfolgt die Angabe der Güte des Prozesses in der Regel mittels Prozessfähigkeitsindizes. Ausgangspunkt für die Berechnung der Prozessfähigkeitsindizes sind die Vorgaben für die Merkmale, die durch die obere und die untere Spezifikationsgrenze (OSG und USG) festgelegt werden. Diese Grenzen ergeben sich aus den technischen Anforderungen an das Produkt (z. B. Funktion oder Montierbarkeit). Die Prozessfähigkeitsindizes bringen zum Ausdruck, wie gut die Verteilung der Messwerte innerhalb der Spezifikationsgrenzen liegt. Aus den Prozessfähigkeitsindizes lässt sich unmittelbar ein Fehleranteil ermitteln, sodass die Prozessfähigkeitsindizes in weiterer Folge als Maß für den zu erwartenden Fehleranteil dienen. Nachfolgend werden die Prozessfähigkeitsindizes ausgehend von einem normalverteilten Prozess erläutert. In der Literatur und in den Normen ist dargestellt, wie das Vorgehen auf anders verteilte Prozesse übertragen werden kann. Bevor die Prozessfähigkeitsindizes ermittelt werden, muss die Stabilität des Prozesses nachgewiesen werden, denn dies ist die Voraussetzung für die Gültigkeit der Indizes. Ein Prozess ist stabil, wenn Form, Lage und Streuung der Verteilung der Merkmalswerte vorhersagbar sind. Die Stabilität eines Prozesses wird unter anderem mittels Prozessregelkarten (siehe Abschnitt 2.5.2) beurteilt. Die Güte des Prozesses wird mithilfe der potenziellen Prozessfähigkeit c p und der kritischen Prozessfähigkeit c pk angegeben (siehe auch Bild 2). Die potenzielle Prozessfähigkeit c p gibt an, wie sich die Toleranz zur Prozessstreubereite verhält.
Laufende Bewertung von Prozessen 23 USG T µ USG µ OSG µ = krit OSG Potenzielle Prozessfähigkeit T c p = 6σ Kritische Prozessfähigkeit c pk = krit 3σ σ Merkmal 6σ Legende: µ Mittelwert σ Standardabweichung USG Untere Spezifikationsgrenze OSG Obere Spezifikationsgrenze Toleranz: T = OSG USG krit = min{ µ USG; OSG µ } Bild 2: Ermittlung der Prozessfähigkeitsindizes Nachdem die Normalverteilung scheinbar bei ± 3σ die x- Achse berührt, wird ein Intervall von 6σ (entspricht ± 3σ) als Prozessstreubereite angenommen. Die potenzielle Prozessfähigkeit berücksichtigt ausschließlich die Streuung des betrachteten Prozesses. Der zu erwartende Fehleranteil eines Prozesses hängt aber auch von der Lage des Prozesses im Vergleich zu den Spezifikationsgrenzen ab. Daher wurde als zweiter Index die kritische Prozessfähigkeit c pk eingeführt. c pk berücksichtigt auch die Lage des Prozesses (systematische Abweichung von der Toleranzmitte; japanisch: katayori) und spiegelt den zu erwartenden Fehleranteil wider. Dieser entspricht dem Überschreitungsanteil (Fläche unter der Glockenkurve außerhalb der Spezifikationsgrenzen) und lässt sich mithilfe der Gesetze der Normalverteilung berechnen. Ist ein Merkmal nur einseitig toleriert (nur USG oder nur OSG), wird nur der c pk -Wert ermittelt. Liegt der Prozessmittelwert in oder nahe der Mitte der