Qualitätssicherung in der Spinnfaser-Erzeugung - Lenzing

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Heft 72 LENZINGER BERICHTE April 1991 Vereinfacht ausgedrückt wird dabei gefragt: Kann man tatsächlich diese Ware in den Toleranzen produzieren, die gefordert werden? Eine gleichmäßige Garnqualität kann in der Spinnerei nur durch einen ,,fähigen” und langfristig ,,stetigen” Prozeß erreicht werden. Nicht ,,fähige” oder nicht ,,stetige” Prozesse führen zum Sor- tieren und Nacharbeiten (z.B. erneutes Umspulen) von Garnen. Die Prozeßfähigkeit selbst ist dann ein Maß für die Streuung eines Prozesses, sie wird mit einem Prozeßfähigkeits-lndex Cp bzw. Cpk ausgedrückt. Der CP-Index mißt die Eignung eines Prozesses, ein bestimmtes Merkmal unter Einhaltung der vorgegebenen Toleranzen zu er- zeugen. Ein Prozeß ist: - fähig, wenn Cp größer 1,33, - bedingt fähig, wenn Cp zwischen 1,0 und 1,33, - nicht fähig, wenn Cp kleiner l,O. Der Cpk-Index mißt darüber hinaus die Zentrierung des Prozes- ses innerhalb des Toleranzbereiches, wobei die Beurteilung wie beim CP-Index erfolgt. Die Prozeßfähigkeit kann bestimmt werden, wenn alle “systematischen Störeinflüsse” in einem Spinnprozeß weitgehend besei- tigt sind und nur noch ,,zufallsbedingte Störungseinflüsse“ wirken (Abb. 3 u. 4). Jeder Spinnprozeß umfaßt die klassischen fünf Hauptgruppen und eine ganze Vielzahl von Einflußgrößen oder Teilprozessen, die prinzipiell alle auch untersucht werden müssen. Die Haupt- gruppen sind die “fünf M” und bedeuten: - Mensch, - Maschine, - Methode, - Material, - Milieu. -JA-: ’ Vorbereitung. Voraussetzungen fur die Fahlgkettsunter- suchung schaffen Untersuchung durchfuhren. StIchproben entnehmen. Daten m p-Regelkarte elntragen. bzw. weitere benotlgte Daten errechnen und darstellen Ist der Prozeß beherrscht3 JA CF Auswertung durchführen. &-Index errechnen /’ ’ M-., _ ,’ ‘.\* c,, 22 1.33 ,+NEIN7 \ ’ ‘,_ * Ermittlung der systematischen Streuungseln- flusse NEIN “” Prozeß mcht fähig Abb. 3: Ablaufplan für eine Prozeßfähigkeitsuntersuchung für quali- tative (zählbare) Qualitätsmerkmale 50 ,/” / I Abb. 4: Ablaufplan für eine Pmzeßfätigkeitsunterwchung für quanti- iative (meßbare) Qualitätsmerkmale Von qualifizierten Menschen, werden unter Benutzung sicher und gleichmäßig arbeitender Maschinen, verbunden durch einen tadellosen Spinnplan (Methode) gut geeignete Fasern (Ma- terial) bei regelrechten Klimabedingungen (Milieu) Qualitätsgar- ne gesponnen. Leider unterliegen die in der Auflistung genannten ,,fünf M” immer: - zufälligen Streuungseinflüssen und - systematischen Streuungseinflüssen. Dabei sind zufällige Einflüsse oder auch äußere Einflüsse auf die Prozeßfähigkeit Fehler an Maschinen oder Teilen davon wie Brüche, Risse usw. an Druckrollern, Ballon-Einengungs-Ringen, Läufern, Lagern usf. Pannen, die immer wieder vorkommen und wohl aulch in Zukunft vorkommen werden. Systemaltische Streuungseinflüsse oder innere Störungen auf die Prozleßfähigkeit sind demgegenüber eher im Bereich Spinn- planfehler, Rohstoff-Abweichungen, Informationslücken vom Meister zur Maschinenbedienung u.ä. zu suchen. Wenn im Spinnprozeß die systematischen Streuungseinflüsse weitestgehend eliminiert sind und nur noch zufällige Einflüsse wirken, so ist der Prozeß im mathematisch-statistischen Sinn als stabil oder beherrscht zu bezeichnen. Zur Überprüfung dieses Zustandes und damit zur Untersu- chung der Prozeßfähigkeit werden bei den quantitativen Quali- tätsmerkmalen und bei den qualitativen Merkmalen (d.h. meß- baren oder nur zählbaren Merkmalen) sogenannte Regelkarten verwenclet. Die Funktionsweise solcher Karten kann hier nicht erörtert werden, dazu muß auf die einschlägige Literatur verwie- sen werden. Aus den Ergebnissen der Kontrollmessung eines Qualitätsmerk- males und aus der zulässigen Toleranz kann der Cp- bzw. der
April 1991 LENZINGER BERICHTE Cpk-Index berechnet werden. Das Verfahren ist hier vereinfacht kurz aufgezeigt: c = ~- OSG - USG P 6 Sigma OSG/USG: obere/untere Toleranzgrenze Sigma : Standardabweichung der Kontrollmessung Verglichen wird also die erlaubte Toleranzbreite (OSG/USG) mit der gemessenen Abweichung. Die DGQ (Deutsche Gesell- schaft für Qualität) und viele andere Anwender dieser Methoden gehen davon aus, daß 75 Yo der Bandbreite der erlaubten Tole- ranz von der Prozeßstreubreite nicht überschritten werden soll- ten Damit errechnete sich ein Mindestwert für Cp von 1,33 als zulässig. Der Cpk-Index berücksichtigt neben der Standardabweichung der Kontrollmessung auch noch die Lage des Mittelwertes im Vergleich zum Zentrum zwischen OSG und USG. Cpk = A krit A krit = F - USG 3 Sigma bzw. A krit = OSG - 7 A krit: kritischer Abstand des Gesamtmittelwertes zur Spezifikationsgrenze Unterscheiden sich Cp und Cpk, so wird nicht in der Mitte der vorgegebenen Toleranz produziert. Wenn dennoch eine der To- leranzgrenzen nicht überschritten werden darf, so ist mit kleine- rer Standardabweichung zu produzieren, um den gleicherma- ßen geltenden Grenzwert Cpk = 1,33 nicht zu unterschreiten. Bei ,,Ford” sind beispielsweise die in der Tabelle 1 dargestellten Regeln zur Bedeutung der Cp- bzw. der Cpk-Indizes eingeführt. Tabelle 1: Einordnung der Proze8fähigkeits-Indizes bei Ford Nach diesen im ersten Moment vielleicht etwas theoretisch an- mutenden Ausführungen soll das Augenmerk wieder auf kon- krete Dinge der Spinnerei gelenkt werden. Die Stichworte sind noch einmal: Mensch/Maschine/Methode/Materia//Mi/ieu Zu allen fünf Punkten sollen einige Beispiele aus dem Spinnerei- bereich vorgestellt werden. Der Mensch muß qualifiziert, d.h. für seine Aufgabe in der Spinnerei genü- gend gut geschult sein. Beispiel: Immer wieder stimmte die Fa- sermischung in einem Betrieb nicht. Der Staplerfahrer, der die Ballen laut Auftragszettel aus dem Lager holte und auspackte, konnte nicht lesen. Die Maschine muß sicher und gleichmäßig arbeiten. Beispiel: Die Bandfeinheit der Regulierstrecke triftete im Laufe des Tages. Ursache war eine fehlerhafte Temperaturkompensation in der Elektronik. Ver- schleißteile, wie Garnituren, Druckroller, Riemchen, Läufer, Rin- ge, Fadenführer usf., werden nicht pünktlich und nicht systematisch gewechselt. Die Methode oder der Spinnplan muß sorgfältig aufgestellt sein. Bei der Pla- nung von Spinnerei-Anlagen wird versäumt, die Maschinen- Zuordnung zu systematisieren. Systematisch wäre z.B., wenn eine bestimmte Strecke zwei Flyer bedient und eine Spinnstelle des Flyers eine bestimmte Anzahl (vielleicht 8 oder 10) festge- legte Spinnstellen auf der Ringspinnmaschine versorgt, oder bei der Kontrolle der Garndaten ist es wenig zweckmäßig, immer nur volle Kopse heranzuziehen, denn während des Kopsauf- baus ändern sich bekanntlich die Garnwerte. Das Material den zu spinnenden Garnen anzupassen, klingt selbstverständ- lich, ist es aber nicht, denn sehr oft werden wohlfeile Posten mit abweichenden Faserdaten eingemischt, und nachher ist die Verwunderung groß wegen mangelhafter Reinheit, zu vieler Nis- sen usw. Das Milieu oder das Klima kann von zwei Seiten her betrachtet werden, beide sind wichtig: Das Klima als Temperatur und Feuchte, weil bestimmte Fasern hier bestimmte Bedingungen erfordern, um optimale Ergebnis- se zu ermöglichen und vor allem ,,das Betriebsklima”. Die Moti- vation - eigentlich ein sechstes ,,M” - ist in der modernen Indu- strie fast wichtiger als alles andere. Mitdenken und Mitarbeiten muß nach Kräften gefördert werden. Weil das so wichtig ist, fragt die Lieferanten-Einstufung sehr detailliert nach diesen Dingen, z.B. ihre Struktur, Planung, Organisation und Uberwachung. All dieses ist im übrigen bis ins einzelne auch zu belegen, 4. Die Dokumentation der Qualitätssicherung in der Spinnerei Für einen Spinnereibetrieb mit geprüfter Prozeßfähigkeit ist es unabdingbar, die anfallenden Meßdaten aus der Produktion auch zu dokumentieren und vor allem auch aufzubewahren. DIN ISO 9000 9004 schreibt Verfahrensweisen direkt vor, von denen nur auszugsweise einige diskutiert werden sollen: - Der Rohstoff (das Fasermaterial) ist einer Eingangsprüfung zu unterziehen, und vor allem seine Rückverfolgbarkeit muß gesichert werden. - Der Produzent (die Spinnerei) ist verpflichtet, Verfahren zur Uberwachung aller qualitätsrelevanten Daten und Unterla- gen einzuführen und aufrechtzuerhalten, die ihrer Identifizie- rung, Sammlung, Registrierung, Archivierung, Pflege, Prü- fung und Verteilung dienen. Diese Dokumente sind dem Kunden (dem Garnverarbeiter) und auf Verlangen auch nachgelagerten Stufen (z.B. dem Konfektronär) vorzulegen. - Der Betrieb (die Spinnerei) hat ein Qualitätssicherungs- Handbuch aufzustellen, in dem alle wichtigen, qualitätsrele- vanten Verfahren der Organisation, der Technik und des Prü- fens im Sinne eines Regelwerkes dokumentiert sind. 5. Schlußbetrachtungen Ein moderner Spinnereibetrieb mit einer qualitativ und vielleicht auch modisch hochwertigen Garnpalette kommt ohne ein aus- gefeiltes QualitätsSicherungs-System nicht mehr aus. Anfangs 51
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