Qualitätsmethode - SPC - Statistische Prozesssteuerung

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

• 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

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

Mit Anzahl n Messwerten und dn aus Tabelle 

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

Varianz

Prozesskontrolle herstellen

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

Berechnung der Kurzzeitfähigkeit (Cm / Cmk)

• Cmk = Abstand zur näherliegenden Spezifikationsgrenze

Berechnung der Prozessfähigkeit (Cp / Cpk)

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

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

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

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

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)