Statistische Prozessüberwachung im Werk Kassel. 1. Göttinger Messtechniksymposium 17. Juli 2014 Jens Hansen, Daimler AG

Statistische Prozessüberwachung im Werk Kassel 1. Göttinger Messtechniksymposium 17. Juli 2014 Jens Hansen, Daimler AG

Statistische Prozessüberwachung Werk Kassel Eigene Vorstellung Dipl.-Ing. Maschinenbau, TU Clausthal Vertiefung elektr. Antriebstechnik 1983-1987 Daimler-Benz Werk Mannheim Produktbewährung Motoren 1987-1990 Fa. FAMOS Sarajevo, Kontrollkoordinator für Lizenzfertigung 1991-1993 Daimler-Benz Werk Kassel, Leitung Qualitätsförderung u. revision 1993-2011 Leitung Qualitätsmanagement System und Methoden 2012-2015 Leitung Qualitätsmanagement Produktion Aufgaben und Verantwortlichkeiten: Qualitätsregelkreise: In-line-Produktions- und Produktaudit Statistische Prozessüberwachung Produkt- und Prozessfreigaben Qualitätskennzahlen und -berichterstattung 2

Das Nfz-Achsenwerk der Daimler AG Kassel Geschichte des Werkes 1810 Gründung einer Kanonen- und Glockengießerei durch Georg Ch. C. Henschel in Kassel 1848 Die erste Lokomotive genannt der Drache geht in Betrieb 1910 Lieferung 10.000ste Lokomotive 1925 Beginn der Lkw-Produktion bei Georg Ch. C. Henschel in Kassel 1943 Fast vollständige Zerstörung der Henschel Werke durch Luftangriffe 1945/46 Wiederaufnahme der Lokomotiv- und LKW-Reparatur 1948 Wiederaufnahme und Ausbau der Fahrzeugproduktion 1969 Gründung der Hanomag-Henschel Fahrzeugwerke zusammen mit Daimler-Benz 1970 Beginn der Achsfertigung für den Nutzfahrzeugbereich der Daimler-Benz AG 1980 Der letzte Hauben-LKW läuft in Kassel vom Band 1997 Produktbereich Achsen mit integriertem Vertrieb, Entwicklung und zweitem Produktionsstandort in Gaggenau 2001 10 Millionen Achsen aus Kassel, 1,5 Millionen Achsen aus Gaggenau, 2005 25 Jahre Achsenkompetenz in Kassel 2007 Umbenennung des Standorts in Mercedes-Benz Werk Kassel Meilensteine: über 14 Millionen Achsen und rd. 400.000 Trailerachsen aus Kassel 2013 ca. 3.000 Mitarbeiter, 540.000 Achsen, 226.000 Gelenkwellen Source: Werkspräsentation Kassel 2013 3

Das Nfz-Achsenwerk der Daimler AG Kassel Produktsegmente Achsen Fahrzeugsegment Produkte Leichte und schwere Lkw Transporter und G-Klasse Trailer und Bus Source: Werkspräsentation Kassel 2013 4

Statistische Prozessüberwachung Werk Kassel Warum erfassen wir Messwerte? Fertigungsüberwachung Im Werk Kassel der Daimler AG werden eine hohe Anzahl von Guss- und Schmiedeteilen mechanisch bearbeitet. Daher ist eine ständige Fertigungsüberwachung notwendig. Hierfür gibt es drei Arten, die sich auch ergänzen: - in-process-messeinrichtungen - Messrechner mit Vorrichtungen und Induktivtastern - Handmessplätze mit konventionellen Messmitteln und Urwertkarten zur Dokumentation Dokumentation/ Nachweisführung Da die Fahrzeugachse sicherheitsrelevante Funktionen wie lenken, bremsen, tragen und antreiben beinhaltet, dient die Dokumentation auf den Urwertkarten auch der Nachweisführung sowie der Plausi-Prüfung durch ein zweites Mess-System, z.b. bei Drehmomenten. 5

Statistische Prozessüberwachung Werk Kassel Historie und Aufbau bis 1992: Konventionelle Qualitätsphilosophie ( Prüfwesen ) mit Lauf- und Endkontrollen. Dokumentation der Prüfergebnisse auf Papier und manueller Auswertung. 1992-1993: Einführung der Werkerselbstkontrolle: Die Mitarbeiter der Produktion prüfen und dokumentieren ihre Arbeitsschritte - festgelegte Prüfschärfen, z.b. basierend auf den Ergebnissen der KFU und LFU - Dokumentation der Prüfergebnisse in Urwertkarten und Messrechnern. Beginn mit 6 Messrechnern ( SPR2 ), Abzug der Messwerte mittels Disketten; ca. 30 Messplätze für Regelkarten ( SPR1 ), Ablage der Messwerte mittels Scanner in Datenbank. Von Beginn an wird jeder Mitarbeiter bezgl. Hintergrund, Zweck, Verantwortung und Umgang mit den Messrechnern bzw. Regelkarten geschult. 1993 1998: Sukzessiver Ausbau auf ca. 20 Messrechner und 80 Messplätze Verknüpfung der Prüfmerkmalsplanung mit den FMEA-Ergebnissen 6

Statistische Prozessüberwachung DAG Werk Kassel Historie und Aufbau 1998-2002: Anbindung der Messrechner an eine Datenbank weiterer Ausbau der Messplätze mit SPR1-Regelkarten bis zur Flächendeckung 2003/2004: Einführung einer DV-Lösung zur Prozessbetrachtung on-line, d.h. Messwertverlauf und Fähigkeitsbeurteilung der mittels Messrechner überwachten Prozesse können am Büro-PC der Prozessverantwortlichen eingesehen werden. Anbindung von Messmaschinen und integrierten Messrechern an die Datenbank seit 2008: Einführung einer DAG-truckweit abgestimmten Auswertekonfiguration mit Unterstützung Q-DAS (automatische Verteilungserkennung, festgelegte Fähigkeitsschwellen) ab 2014: Anbindung an eine gemeinsame Datenbank von Messwerten aus Regelkarten, Messrechern, integrierten Messgeräten und Messmaschinen. 7

Statistische Prozessüberwachung Werk Kassel DV-System Ist-Stand on-line Prozess- Auswertung manuelle Auswertung Datenbank mit Messwerten Datenbank mit Messwerten Datenbank mit Messwerten Mess-PCs in Industriegehäuse PC PC PC Messvorrichtungen/ Handmessmittel mit Induktivtastern integrierte Messrechner maschinenlesbare Urwertkarten 8

Statistische Prozessüberwachung Werk Kassel Weiterentwicklung on-line Prozess- Auswertung Datenbank mit Messwerten Datenbank mit Messwerten Mess-PCs in Industriegehäuse PC PC PC 3D-KM Messvorrichtungen/Handmessmittel mit Induktivtastern integrierte Messrechner maschinenlesbare Urwertkarten 3D Koordinatenmessmaschinen Jeder Prozessverantwortliche (z.b. Meister) kann die Fähigkeit seiner Prozesse sehen 9

Statistische Prozessüberwachung DAG Werk Kassel Prozessfähigkeit ist mehr als Cpk fähige Maschine Fähiger Prozess Prozesskenntnis Verantwortlichkeit Präventive Instandhaltung Qualitätskultur Messsystem Mitarbeiterschulung Zulieferqualität 10

Statistische Prozessüberwachung DAG Werk Kassel Verantwortlichkeit durch Prozessbeschreibung Der Prozess Statistische Prozessüberwachung ist, für alle Truck-Aggregatewerke der Daimler AG einheitlich, abgestimmt und festgelegt. Darin sind die Verantwortlichen und die Mitwirkenden sowie Input und Output für jeden einzelnen Prozessschritt festgelegt. Damit wird eine vergleichbare Vorgehensweise und eine vergleichbare Kennzahl erreicht. Die Hauptprozessschritte sind: Start Prozess planen Prozessfreigabe durchführen Prozessdaten erfassen Prozessdaten auswerten Problemlöseprozess Ende 11

Statistische Prozessüberwachung DAG Werk Kassel Prozess als Regelkreis Planung Festlegung der Prüfmerkmale, der Prüfschärfe sowie des Prüfmittels im Prozess Prüfplanung durch Planung, QS und QM aufgrund der Fähigkeiten, der FMEA-Ergebnisse und der Merkmalsbedeutung. Plan Do Produktion Fertigung und Montage mit Werkerselbstprüfung. Dokumentation der Prüfergebnisse Maßnahmeneinleitung In regelmäßigen Gesprächen mit QS und Produktion werden für Prozesse mit Handlungsbedarf Maßnahmen zur Erreichung der Fähigkeit/ Absicherung abgestimmt und eingeleitet. Act Check Prozessüberwachung Messwerte und deren Verlauf werden auf Handlungsbedarf geprüft. Monatliche Auswertung Ermittlung der Fähigkeitskennwerte. Aus beidem erfolgt die Feststellung des Handlungsbedarfes. 12

Statistische Prozessüberwachung Werk Kassel Prozess als Regelkreis Prozess- und Prüfplanung Fertigung bzw. Montage Prüfungen mit Dokumentation auf Regelkarte oder in Messrechner SPR-Karten Messrechner Urwertkarte tägliche Sichtung der SPR-Karten Bei auffälligem DS-Merkmal: Sofortinfo an Qualitätssicherung Maßnahmenverfolgung Einleitung und Verfolgung der festgelegten Maßnahmen Regelkreis Prozessfähigkeit Regelmäßige Ermittlung der Prozessfähigkeit mit festgelegter QS-Stat-Konfiguration Besprechung der Prozesse mit Handlungsbedarf mit QS QS-Stat-Auswertung Berichterstattung im monatl. Qualitätsgespräch mit dem Werksmanagement Ermittlung der Prozesskennzahl PCA Score Card je Bereich 13

Statistische Prozessüberwachung Werk Kassel Schulung der Mitarbeiter Die Schulung der Mitarbeiter ist eine unabdingbare Voraussetzung für die statistische Prozessüberwachung. Jeder Mitarbeiter, der an einem Platz mit Messrechner oder Messplatz eingesetzt wird, ist geschult in: - Zweck und Nutzen - Handhabung/ Umgang mit Messmitteln - Produktsicherheit, Produkthaftung, Nachweispflicht - Vorgabedokumente, Prüfschärfen - Umgang mit fehlerhaften Teilen: Rückprüfung, Kennzeichnung - Grundlagen Statistik: Cpk, Verteilungsformen, Wahrscheinlichkeiten Die Schulung wird dokumentiert. 14

Statistische Prozessüberwachung Werk Kassel Schulung der Mitarbeiter 15

Statistische Prozessüberwachung Werk Kassel Messwerterfassung mittels maschinenlesbarer Regelkarte Muster zu Schulungszwecken Kennzeichnung von sicherheitsrelevanten Merkmalen ( DS ) Merkmal 1 Kürzel o. Stempel des Mitarbeiters Prüfschärfe Achsbaureihe Merkmal 2 Merkmal 3 Dokumentation von Prozessereignissen 20

Statistische Prozessüberwachung Werk Kassel Messwerterfassung mittels Messrechner Messplatz mit Messrechner in Industriegehäuse Jeder Messplatz beinhaltet: - Messplatzordner mit allen erforderlichen Unterlagen - Prüfvorschrift - Messvorrichtung - Einstellmeister und: Ausreichende Beleuchtung! 21

Statistische Prozessüberwachung DAG Werk Kassel Messwerterfassung mittels maschinenlesbarer Regelkarte Messplatz mit maschinenlesbaren Regekarten Jeder Messplatz beinhaltet: - Messplatzordner mit allen erforderlichen Unterlagen - Prüfvorschrift - Messmittel - Einstellmaße - Spezialstift und: Ausreichende Beleuchtung! 22

Regelkreis Statistische Prozessregelung Werk Kassel 2002: Die letzte Gauß-Normalverteilung im Werk Kassel 23

Regelkreis Statistische Prozessregelung Werk Kassel Beispiele aus der Praxis für Schulungszwecke Bei zweiseitig begrenzten Merkmalen wird eine geringe Streuung und die Toleranzmitte angestrebt. Bei diesem Prozess besteht kein Handlungsbedarf. Source: 24

Regelkreis Statistische Prozessregelung Werk Kassel Beispiele aus der Praxis für Schulungszwecke Bei Merkmalen mit einer natürlichen Grenze (z.b. Form- und Lagetoleranzen) wird eine geringe Streuung und die Null-Grenze. angestrebt. Bei diesem Prozess besteht kein Handlungsbedarf. Source: 25

Regelkreis Statistische Prozessregelung Werk Kassel Beispiele aus der Praxis für Schulungszwecke Bei dem nebenstehenden Prozess ist die Prozesslage verschoben. Der Index für die Streuung ist mit cp > 1,33 ok, aber der Index für die Lage ist wg. der Verschiebung mit cpk < 1,33 (nicht i.o.). Mögliche Ursache: Maschine falsch eingestellt. Bei diesem Prozess besteht Handlungsbedarf. Mögliche Maßnahme: Einfache Maschinenkorrektur auf die Toleranzmitte. Source: 26

Regelkreis Statistische Prozessregelung Werk Kassel Beispiele aus der Praxis für Schulungszwecke Bei dem nebenstehenden Prozess handelt es sich um eine Schraubverbindung. Werkzeug: Schlagschrauber Messmittel: Drehmomentschlüssel mit Schleppzeiger (Weiterdrehmethode) Bei diesem Prozess besteht Handlungsbedarf, z.b. - Untersuchung des Schraubfalls, - des Messmittels, - der Handhabung des Messmittels, - Eignung des Messmittelsystems 27

Regelkreis Statistische Prozessregelung Werk Kassel Beispiele aus der Praxis für Schulungszwecke Bei diesem Prozess weisen sowohl der Index Cp als auch Cpk für die Streuung und die Lage des Prozesses kleinere Kennwerte als 1,33 auf. Zeitweise sind jedoch sowohl Streuung als auch Lage des Prozessabschnittes konstant (typische Mischverteilung). Mögliche Ursachen: - unterschiedliche Rohteillose - unterschiedliche Werkzeuge - unterschiedliche Vorrichtungen Bei diesem Prozess besteht Handlungsbedarf. 28

Regelkreis Statistische Prozessregelung Werk Kassel Beispiele aus der Praxis für Schulungszwecke Ein über einen langen Zeitraum stabil laufender Prozess weist eine Störung (Verschiebung der Prozessmittellage) auf. Mögliche Ursachen: - geänderte Einstellung - neues Werkzeug Bei diesem Prozess besteht Handlungsbedarf. 29

Regelkreis Statistische Prozessregelung Werk Kassel Beispiele aus der Praxis für Schulungszwecke Störung eines sonst stabil laufenden Prozesses durch vereinzelte Ausreißer. Mögliche Ursachen: - Messfehler - Dokumentationsfehler - Einstellfehler Bei diesem Prozess besteht Handlungsbedarf: - Prozessbegehung, - Interview des Bedieners/ Meisters Mögliche Maßnahmen: - Nachschulung - ggfls. Messreihe 30

Vielen Dank für Ihr Interesse! 31