Qualitätsmethode - SPC - Statistische Prozesssteuerung


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Seminarunterlagen


Webinar / Seminar
SPC Statistische Prozesssteuerung

SPC / Prozessregelung

Ziele / Begriffe / Anwendungsfelder

Systematische und zufällige Prozesseinflüsse

Teilgebiete der Statistik / Strategie zur 

Prozessüberwachung

Maschinen- und Prozessfähigkeitsuntersuchung

Kennwerte der Prozessfähigkeit

Ermittlung von Kennwerten mittels 

Stichprobenuntersuchungen

SPC Hilfsmittel

Auswahl und anlegen von Qualitätsregelkarten

 

Kontakt

Langzeitfähigkeit

  • Prozessbeobachtung über einen längeren Zeitraum (Streuverhalten)
  • Tendenzen lassen sich unter realen Bedingungen erkennen 
  • Freigabe eines Prozesses im Kontext der Serie
  • Ablauf:
    • Stichprobenentnahme (prozessgerechter Umfang)
    • Zeitraum ca. 20 Prozesstage
    • Werte in Regelkarte eintragen
    • Untersuchung der Daten
    • Kennwerte errechnen

Fähigkeit

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  • Jeder Prozess unterliegt einer natürlichen Streuung
  • Die Streuung ist z. B. durch Umgebungsbedingungen beeinflusst
  • Die Streuung ist zufällig beeinflusst
  • Die Lage eines Prozesses ist von systematischen Einflüssen geprägt (z. B. Abnutzung eines Werkzeuges)
  • Ziel eines jeden Prozesses ist es, wirtschaftlich eine optimale Qualität zu liefern
  • Statistical Process Control >> statistische Prozesssteuerung
  • Vorbeugung & Entdeckung
  • Frühwarnsystem
  • Visualisierung der Prozessleistung / Prozessfähigkeit
  • Entscheidungshilfe für Maßnahmenmanagement
  • Ziel: Sicherer stabiler Prozessablauf >>
    • Reduzierung von Ausschuss
  • Placeholder imagePlaceholder image

Fähigkeitsanalysen

  • Vor Serienanlauf
    • Messsystemanalyse / Prüfmittelfähigkeit (GR&R)
    • Maschinenfähigkeit / Kurzzeitfähigkeit (Cm, Cmk)
  • Nach Serienanlauf
    • Langzeit-Prozessfähigkeit (Cp, Cpk / Pp, Ppk)

Prozessfähigkeit

Nicht qualitätsfähig / Bedingt qualitätsfähig / qualitätsfähig (entspricht PPM-Rate - zweiseitige Wahrscheinlichkeit)

  • Cp < 1,33 / >= 1,33 / > 1,67 
  • Cpk < 1,00 (= 2700 ppm / Sigma Level 3)/ >= 1,00 / > 1,33 (= 64 ppm / Sigma Level 4)
  • Cm < 1,67 (= 0,5 ppm / Sigma Level 5)/ >= 1,67 / > 2,00 (Sigma Level 6)
  • Cmk < 1,33 / >= 1,33 / > 1,67

Standardabweichung

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Mit Anzahl n Messwerten und dn aus Tabelle 

  • Gibt den Abstand vom Mittelwert aller gemessenen Daten zum Wendepunkt der Kurve einer Normalverteilung an

Varianz

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Prozesskontrolle herstellen

  • Nicht beherrscht / beherrscht
  • Fähig - Führen einer Qualitätsregelkarte >> SPC Kontrollierter Prozess
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    • >> KVP
  • Nicht fähig - Gesperrter Prozess - Reduzierung der Prozessstreuung

Berechnung der Kurzzeitfähigkeit (Cm / Cmk)

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  • Cmk = Abstand zur näherliegenden Spezifikationsgrenze

Berechnung der Prozessfähigkeit (Cp / Cpk)

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Einführung Qualitätsregelkarte

  • Identifizierung des Prozesses und der dazugehörigen Prozessparameter
  • Erfassung der Messwerte >> Bestimmung der Kurzzeitfähigkeit
  • Weitere Stichprobenentnahme (Umfang definieren) - Bestimmung der Langzeitfähigkeit des Prozesses (Zeitpunkte definieren)
  • Festlegung der Eingriffsgrenzen (Streuverhalten des Prozesses unter optimalen Bedingungen)
  • Auswertung der Regelkarte >> Tendenzen erkennbar?
  • Kontinuierliche Verbesserung des Prozesses
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Xquer Regelkarte

  • Die in der Praxis am häufigsten vertretene Regelkarte 
  • Detaillierte Visualisierung des Prozessverhaltens
  • Daten müssen nicht normalverteilt sein, da jeder einzelne Mittelwert einer Teilgruppe (zentraler Grenzwertsatz) eine Normalverteilung aufweist
  • Daten müssen stetig und voneinander unabhängig sein
  • Gemäß VDA Band 4 >> 20 (25) Stichproben >> 5 (4) Teile
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Qualitätsregelkarte

  • Qualitative Merkmale (attributiv) 

    • P-Karte / NP-Karte 
    • C-Karte 
  • Quantitative Merkmale (stetig) 
    • Einzelwert / Spannweite - I-MR - Karte 
    • Mittelwert / Standardabweichung - x-quer/s – Karte 
    • Mittelwert / Spannweite - x-quer/R - Karte

Spezifikation / Eingriffsgrenzen

Spezifikation innerhalb des roten Kreises

Eingriffsgrenzen - organger Kreis

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SPC und weitere Hilfsmittel zur Prozessanalyse

  • Histogramm
  • FMEA
  • Pareto-Analyse
  • Ursache-Wirkungsdiagramm
  • Korrelationsanalyse

Prozesserfolg

  • Umsatz – Gewinn – Wachstum
  • Kundenzufriedenheit – Kundenbindung – Neukunden
  • Mitarbeiterqualifikation – lessons learned
  • Fähige Prozesse – Reklamationen - Prozessleistung

SPC Statistische Prozesssteuerung

  • Statistical Process Control >> statistische Prozesssteuerung
  • Vorbeugung & Entdeckung
  • Frühwarnsystem
  • Visualisierung der Prozessleistung / Prozessfähigkeit
  • Entscheidungshilfe für das Maßnahmenmanagement
  • Ziel: Sicherer stabiler Prozessablauf > Reduzierung von Ausschuss

SPC Ablauf

  • Auswahl des Qualitätsmerkmals
  • Bestimmung des Messmittels (MSA)
  • Fahigkeitsuntersuchung durchführen
    • Maschinenfähigkeit (Cm / Cmk Wert)
    • Prozessfähigkeit (Cp / CpK Wert)
  • Prozessregelung über Qualitätsregelkarten
    • >> stetige Optimierung beachten

Einflüsse auf einen Prozess

  • Systematisch
    • Können beeinflusst werden
    • Berechenbar –Abschätzungen sind generell möglich
    • Kleine Ursachen
    • Z. B. Werkzeugverschleiß
  • Zufällig
    • Können schwer beeinflusst werden
    • Störeinflüsse
    • Z. B. Temperaturschwankungen

Stichprobenstrategie

  • Umfang der Stickprobe bestimmen
    • Repräsentative Stichprobe
  • Die richtige Information gewinnen
  • Faktoren:
    • Prozessänderungen
    • Welche Aussage soll gewonnen werden?
    • Grundgesamtheit gegeben?

Fähige und beherrschte Prozesse

  • Qualitätsanforderungen werden erfüllt
  • Kennzahlen treffen optimale Aussagen i. O.
  • Systematische Einflüsse sind bekannt
  • Der Prozess unterliegt nur zufälligen Einflüssen

Auswertemethode

  • Rechnereinsatz >> CAQ-Software
  • Statistische Methode
  • Verknüpfung der Messwerte
  • Mathematische Modelle

Cp- & Cpk-Werte interpretieren

  • Die Garagenwände stellen jeweils den Toleranzgrenzwertbereich dar
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Formel der z-Transformation:

  • z = (x(x=USL bzw. OSL)- μ) / σ z= (x-x)/S
  • x- μ = z* σ
  • Der z-Wert gibt an, wie viele Standardabweichungen der transformierte Wert x vom Mittelwert entfernt liegt. 
  • Z-Wert in Tabelle nachschauen, um Fehleranteil zu ersehen (Fehleranteil beider Seiten ist zu berücksichtigen)