Leseprobe - DGQ

1 Einleitung
Diese Schrift wendet sich besonders an die Ingenieure und Techniker in der
Qualitätsplanung und Qualitätslenkung.
Die beschriebenen Verfahren stellen eine Auswahl dar, die auf einen großen Teil
der in der betrieblichen Praxis vorkommenden Fälle anwendbar sind. Der Einsatz
statistischer Methoden ist kein Ersatz für fehlendes Wissen über die im Prozeß
eingesetzten Einrichtungen und Verfahren. Statistische Methoden sind jedoch
wichtige Werkzeuge zum Überwachen und Beherrschen des Prozesses, um damit
seine Qualitätsfähigkeit zu verbessern.
Eine Qualitätsregelkarte - abgekürzt QRK - ist ein Formblatt zur grafischen Darstellung
von Meßwerten und Zählergebnissen oder daraus berechneter, statistischer
Kennwerte. Die Ergebnisse fallen nach der periodischen Entnahme und Prüfung
von Stichproben aus einem fortlaufenden Fertigungsprozeß an. Sie werden mit
den zuvor nach statistischen Gesichtspunkten berechneten und eingetragenen
Warn- und Eingriffsgrenzen verglichen. Aus diesem Vergleich werden nach vorher
festgelegten Regeln Maßnahmen zur Lenkung des Fertigungsprozesses abgeleitet.
Als einfaches Beispiel ist in Bild 1.1 eine QRK für den Mittelwert xschematisch
dargestellt.
Die Benennung "Qualitätsregelkarte" ist entstanden aus dem Wunsch, die englische
Benennung "Quality Contral Chart" ins Deutsche zu übertragen. Sie trifft das Wesen
eines solchen statistischen Werkzeuges besser als die durch unklare Übersetzung
vor Jahrzehnten entstandene und immer wieder falsch verstandene Benennung
"Kontrollkarte".
6,55
xmm
6,50
6,45
Bild 1.1: Schema einer Qualitätsregelkarte (ORK)
8
obere Eingriffsgrenze OEG
untere Eingriffsgrenze UEG
1 I I I I i I I i I I
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Uhrzeit

Im Englischen bedeutet "to control" soviel wie "steuern" (vgl. "ControITower" eines
Flughafens), während unter dem deutschen Verb "kontrollieren" die Überprüfung
eines abgeschlossenen Vorgangs verstanden wird. Dennoch ist zu erwarten, daß
es viele Jahre dauern wird, bis die weit verbreitete Benennung "Kontrollkarte"
überall durch "Qualitätsregelkarte" ersetzt ist.
Ähnlich liegen die Verhältnisse bei der Benennung der Grenzen. Während die
Benennung "Warngrenze" als eindeutig beibehalten wurde, ist die bisherige Benennung
"Kontrollgrenze" durch "Eingriffsgrenze" ersetzt worden, weil dadurch
die Tätigkeit, die das Überschreiten dieser Grenze auslöst, besser zum Ausdruck
kommt.
Im Rahmen der Statistischen Prozeßlenkung (SPC - Statistical Process Control)
stellen QRK ein wichtiges Werkzeug dar. Die Anwendungsmöglichkeit der QRK ist
nicht auf Fertigungsvorgänge beschränkt. Sie kann in analoger Weise eingesetzt
werden zur Überwachung von Laborversuchen, von Ergebnissen von Eingangsprüfungen
usw., kurz überall dort, wo Untersuchungen gleicherArt an Stichproben
- bevorzugt-gleichen Umfangs - regelmäßig durchgeführt werden. Auch bei 100%­
Prüfungen können QRK zur Prozeßlenkung eingesetzt werden.
1.1 Qualitätslenkung mit Qualitätsregelkarten (QRK)
Qualitätsregelkarten (QRK) sind die wichtigsten Werkzeuge, die zur Qualitätslenkung
von Prozessen im Rahmen der Statistischen Prozeßlenkung (SPC) eingesetzt
werden.
Um entscheiden zu können, bei welchen Prozessen QRK eingesetzt werden
sollen, sind die in Frage kommenden Prozesse bezüglich ihrer Beherrschung und
ihrer Qualitätsfähigkeit zu untersuchen. Hierbei sind die beiden Begriffe "Prozeßbeherrschung"
(beherrschter Prozeß) und "Qualitätsfähigkeit" (qualitätsfähiger
Prozeß) zu unterscheiden.
Ein beherrschter Prozeß ist gegeben, wenn sich die Parameter der Verteilung
der Merkmalswerte des Prozesses (z. B. Mittelwert !l und Standardabweichung a
bei einer Normalverteilung) praktisch nicht oder nur in bekannter Weise oder
in bekannten Grenzen ändern [1]. Ein beherrschter Prozeß ist verstanden worden,
er überrascht nicht! Dieser Zustand wird bisweilen mit den Worten "der Prozeß ist
unter statistischer Kontrolle" umschrieben.
Ein qualitätsfähiger Prozeß ist geeignet, Einheiten zu erzeugen, die die Qualitätsforderung
erfüllen und deren Merkmalswerte innerhalb spezifizierter Grenzwerte
liegen. Ein qualitätsfähiger Prozeß liefert praktisch keinen Ausschuß!
Jeder Prozeß befindet sich in einer der vier möglichen Positionen der folgenden
Übersicht:
Der Prozeß ist beherrscht nicht beherrscht
qualitätsfähig A (C)
nicht qualitätsfähig B ((D))
Bild 1.2: Übersicht über verschiedene Prozeßsituationen [2]
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Status A ist unzweifelhaft der beste Zustand, denn er weist den Prozeß sowohl als
qualitätsfähig als auch als beherrscht aus. Diesen Zustand muß man erreichen.
Beim Status B ist es erforderlich, entweder den Prozeß in RichtungAzu verbessern
oder aber eine Sortierprüfung einzuführen.
Status C ist in Klammern aufgeführt, weil man bei einem nicht beherrschten Prozeß
keine präzise Aussage über die Qualitätsfähigkeit machen kann. Bei einem nicht
beherrschten Prozeß ändert sich die Verteilung der Merkmalswerte in (zumindest
teilweise) unbekannter Weise. Um einen solchen Prozeß zu beherrschen, sind die
Ursachen für dieses Verhalten zu suchen, d. h. der Zusammenhang zwischen den
Einflüssen auf den Prozeß und derVerteilung seiner Merkmalswerte ist zu untersuchen.
Hierbei ist es vorteilhaft, die Methoden der Statistischen Versuchsmethodik
anzuwenden und ein System der Lenkung durch Qualitätsregelkarten einzurichten.
Erst dann findet man heraus, ob der nunmehr beherrschte Prozeß qualitätsfähig
(Status A) oder nicht qualitätsfähig (Status B) ist.
Status D hat keine praktische Bedeutung.
Qualitätsfähigkeit und Prozeßbeherrschung sind für jedes Qualitätsmerkmal zu
untersuchen.
Es bietet sich an, Prozesse für die Qualitätslenkung mit QRK auszuwählen, die sich
im Status C befinden. Eine Beschränkung auf zunächst wenige Prozesse ermöglicht
eine intensive Betreuung durch den "SPC-/QRK-Fachmann" und wird
deshalb schneller zum Erfolg führen.
Entgegen landläufiger Meinung ist es für die Qualitätslenkung mit QRK nicht unbedingt
erforderlich, elektronische Datenverarbeitung einzusetzen, obwohl statistische
Auswertungen damit wesentlich schneller auszuführen sind. In vielen
Fällen ist ein einfacherTaschenrechner mit Statistikfunktionen schon eine wesentliche
Hilfe beim Anlegen und Führen der Qualitätsregelkarten.
Eine unabdingbare Voraussetzung ist jedoch die Beherrschung der QRK-Technik.
Es ist vorteilhaft, zunächst einfache QRK zu wählen, um die Akzeptanz im Betrieb
möglichst schnell zu erreichen. Bei elektronischer Meßwerterfassung oder bei
Prüfeinrichtungen mit angeschlossenen Rechnern bietet es sich an, die Qualitätsregelkarten
mittels EDV zu führen.
Wenn im Zuge der Einführung von QRK die Meßwerterfassung automatisiert werden
kann, wird das als Vorteil empfunden. Das Projekt wird als Arbeitserleichterung
begrüßt und nicht als "schon wieder etwas Neues" emotional abgelehnt.
In allen Fällen, in denen derAufwand für die Prüfung und andere Bedingungen, wie
ausreichende Qualifikation des Personals und wirtschaftliche Überlegungen, es
zulassen, sollte die Prüfung als Selbstprüfung durchgeführt werden.
Die Kombination der Selbstprüfung mit dem Führen von QRK durch den Bearbeiter
hat sich als besonders erfolgreich erwiesen. Daher sollte die Selbstprüfung bei
Einführung von QRK ebenfalls eingeführt werden. Für die dauerhafte Wirksamkeit
der Selbstprüfung muß gesorgt werden. Das geschieht am besten anhand einer
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Lenkung und Beratung der Selbstprüfer durch das Qualitätswesen. Diese Lenkung
erfolgt zweckmäßig in der Form eines "Verfahrensaudit Selbstprüfung", das sich
auch auf das Führen der Qualitätsregelkarten erstreckt. Eine vorausgehende
Schulung der Selbstprüfer in der Eintragung gewonnener Ergebnisse in die
Qualitätsregelkarten ist erforderlich [3].
1.2 Arten von Merkmalen
In der QRK-Technik sind je nach Art der betrachteten Merkmale unterschiedliche
Methoden beim Auswerten von Prozeßvorläufen und beim Anlegen, Führen und
Auswerten von QRK anzuwenden. Um Fehlinterpretationen vorzubeugen, werden
in diesem Abschnitt merkmalsbezogene Begriffe erläutert [4].
Ein Merkmal ist eine Eigenschaft zum Erkennen oder zum Unterscheiden von Einheiten
(Einheiten sind die betrachteten materiellen oder immateriellen Gegenstände).
Es kann verschiedene Merkmalswerte annehmen. Durch die Festlegung
des betrachteten Merkmals (z. B. Farbe, Länge) ist die Art des Merkmals bestimmt
und damit auch die Art der Merkmalswerte (z. B. rot, 3 m).
Ein Qualitätsmerkmal ist ein die Qualität mitbestimmendes Merkmal.
Ein Prüfmerkmal ist ein Merkmal, anhand dessen eine Prüfung durchgeführt wird.
Ein Produktmerkmal ist ein Merkmal des Produktes (Länge, Gewicht, Schlierenfreiheit).
Ein Prozeßmerkmal ist ein den Prozeß kennzeichnendes Merkmal als ein Merkmal
des Prozesses selbst (Temperatur, Druck, Kolbenhub) oder als ein Merkmal eines
Prozeßergebnisses (Produktmerkmal), das mit dem Merkmal des Prozesses hinreichend
korreliert ist.
Sowohl Produktmerkmale als auch Prozeßmerkmale können Prüfmerkmale sein.
Produktmerkmale, die Prüfmerkmale sind,
- sind häufig zugleich auch Qualitätsmerkmale des Produktes (Breite eines Deckglases,
Gewicht eines Pendelschlaghammers),
- müssen aber kein Qualitätsmerkmal des Produktes sein (Gewicht eines Deckglases).
Es gibt
- quantitative Merkmale Merkmale, deren Werte einer Skala zugeordnet sind, auf
der Abstände definiert sind
- qualitative Merkmale Merkmale, deren Werte einer Skala zugeordnet sind, auf
der keine Abstände definiert sind.
(Eine Skala ist der zweckmäßig geordnete Wertebereich eines Merkmals.)
Es gibt zwei Arten quantitativer Merkmale
- kontinuierliche Merkmale (auch stetige Merkmale genannt)
Temperatur eines Lötbades in Kelvin
Gewicht von Deckgläsern in Gramm
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1.3 Einflüsse auf einen Prozeß
In jedem Prozeß wirkt eine Vielzahl von Einflüssen auf das Produkt ein.
Zufällige Einflüsse führen zu Abweichungen einzelner Merkmalswerte vom Mittelwert.
Die Abweichung eines einzelnen Merkmalswertes ist nicht vorhersehbar,
während die Verteilung der Merkmalswerte einer Serie von produzierten Einheiten
angegeben werden kann.
Systemische Einflüsse sind - nach entsprechenden Untersuchungen - in der
Wirkung auf jede produzierte Einheit der Größe und Richtung nach bekannt.
Es werden physikalische Gesetzmäßigkeiten beschrieben.
Störeinflüsse sind in der Wirkung weder der Größe noch der Richtung nach
voraussehbar.
Das folgende Bild zeigt das Modell eines mit SPC gelenkten Prozesses.
Maßnahmen