Qualitätssicherung
Teil von Wie wird aus einer Zeichnung ein brauchbarer Prüfplan?
SPC-Regelkarten von Zeichnungstoleranzen unterscheiden
Warum ein Regelkartensignal trotz toleranzgerechtem Messwert eine Prozessuntersuchung auslöst und wie Sie Eingriffsgrenzen richtig einordnen.
Das Wichtigste auf einen Blick
- Eine Regelkarte zeigt, ob ein Prozess über die Zeit vorhersagbar läuft, nicht ob er die Zeichnung erfüllt.
- Eingriffsgrenzen stammen aus dem Prozess, Toleranzgrenzen aus der Zeichnung. Beide Zahlen haben verschiedene Aufgaben.
- Ein Messwert kann innerhalb der Toleranz liegen und trotzdem ein Signal auslösen, das eine Untersuchung rechtfertigt.
Was Eingriffsgrenzen beobachten
Eine Regelkarte stellt ein Qualitätsmerkmal über der Stichprobennummer oder der Zeit dar. Ein Messwert kann innerhalb der Zeichnungstoleranz liegen und trotzdem außerhalb der Eingriffsgrenze, was eine Untersuchung auslöst.
Sie enthält eine Mittellinie und zwei Eingriffsgrenzen, eine obere und eine untere, die als UCL und LCL bezeichnet werden. Solange der Prozess unter Kontrolle bleibt, sollen fast alle Punkte innerhalb dieser Grenzen liegen. So beschreibt es das NIST-Handbuch zu Regelkarten, Teil des NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods (NIST Handbook 151).
Fällt ein Punkt außerhalb der Grenzen, geht das Handbuch davon aus, dass der Prozess wahrscheinlich außer Kontrolle ist und eine Untersuchung sinnvoll wird. Die Grenzen selbst werden dabei aus dem Prozessverhalten abgeleitet, meist als Vielfaches der Standardabweichung. Drei-Sigma-Grenzen sind verbreitet; für die hiesige Praxis beschreibt ISO 7870 Regelkarten.
Wichtig bleibt die Richtung der Aussage. Die Karte beobachtet Stabilität, nicht Übereinstimmung mit einer Vorgabe. Statistisch in Kontrolle bedeutet dem Handbuch zufolge, dass alle Punkte zwischen den Grenzen liegen und ein zufälliges Muster bilden.
Warum Zeichnungstoleranzen eine andere Frage beantworten
Die Zeichnung legt fest, welche Werte ein Bauteil haben darf. Eine Toleranzgrenze ist eine Anforderung an das Produkt. Die Eingriffsgrenze ist eine Erwartung an den Prozess. Beide können zahlenmäßig nah beieinander liegen oder weit auseinander, ohne dass die eine die andere ersetzt.
Dasselbe Handbuch formuliert diesen Unterschied deutlich: Statistische Kontrolle bedeutet nur, dass ein Prozess vorhersagbar ist. Ein stabiler Prozess kann trotzdem eine unakzeptable Mittellage oder Streuung aufweisen. Erst wenn er stabil ist, lässt er sich gezielt zentrieren oder in seiner Streuung reduzieren, etwa durch Experimente, Kalibrierung oder eine neue Auswertung historischer Daten.
Den vierten Messwert im Beispiel einordnen
Das folgende Zahlenbeispiel ist frei gewählt und dient nur der Veranschaulichung. Die Eingriffsgrenzen sind vorab festgelegt, nicht aus diesen fünf Werten geschätzt. Eine Aussage über die Prozessstabilität lässt sich daraus nicht ableiten.
Messwerte gegen Grenzen prüfen
Messwert
- 1: 10,000 mm
- innerhalb
- 2: 10,012 mm
- innerhalb
- 3: 10,008 mm
- innerhalb
- 4: 10,041 mm
- außerhalb
- 5: 10,014 mm
- innerhalb
Eingriffsgrenze
- 1: 10,000 mm
- innerhalb
- 2: 10,012 mm
- innerhalb
- 3: 10,008 mm
- innerhalb
- 4: 10,041 mm
- innerhalb
- 5: 10,014 mm
- innerhalb
Zeichnung
- 1: 10,000 mm
- 2: 10,012 mm
- 3: 10,008 mm
- 4: 10,041 mm
- 5: 10,014 mm
Vierten Messwert einordnen
| Nr. | Messwert | Eingriffsgrenzen 9,970 bis 10,030 | Zeichnung 9,950 bis 10,050 |
|---|---|---|---|
| 1 | 10,000 mm | innerhalb | innerhalb |
| 2 | 10,012 mm | innerhalb | innerhalb |
| 3 | 10,008 mm | innerhalb | innerhalb |
| 4 | 10,041 mm | außerhalb | innerhalb |
| 5 | 10,014 mm | innerhalb | innerhalb |
Der vierte Messwert liegt mit 10,041 mm über der oberen Eingriffsgrenze von 10,030 mm, aber unter der Zeichnungsgrenze von 10,050 mm. Das ist ein Signal, kein Ausschuss: Das Bauteil wäre nach Zeichnung in Ordnung, wird aber für die Untersuchung gesperrt, der Prozess geprüft und die Entscheidung dokumentiert. Ein automatisches Verwerfen ist nicht nötig.
Das Signal prüfen und die Reaktion festhalten
Ein Signal ist kein Urteil. Es ist ein Anlass, die Ursache zu suchen, nicht sie zu unterstellen. Prüfen Sie zuerst, ob die Messung selbst stimmt: Messmittel, Prüfbedingungen, Bedienung und Rückführung. Erst danach folgen Prozessdaten wie Werkzeugverschleiß, Materialcharge, Temperatur oder Rüstwechsel.
Ablauf bei einem Prozesssignal
- Messung prüfenMessmittel, Bedingungen, Bedienung, Rückführung
- Prozessdaten prüfenWerkzeugverschleiß, Materialcharge, Temperatur
- Rüstwechsel als Ursache abklären
- Reaktion notierenZeitpunkt, Anlass, Ursachen, Maßnahme
- Auch systematische Muster innerhalb der Grenzen prüfen
Halten Sie die Reaktion nachvollziehbar fest. Bewährt hat sich eine kurze Notiz mit Zeitpunkt, Anlass, geprüften Ursachen und getroffener Maßnahme. Dieses Vorgehen ist eine eigene praktische Empfehlung, keine normative Vorgabe.
Ein weiterer Punkt gehört dazu: Nicht jeder Punkt innerhalb der Grenzen bedeutet Ruhe. Zeigt die Karte ein systematisches, nicht zufälliges Muster, etwa viele Punkte oberhalb der Mittellinie in Folge, lohnt ebenfalls eine Untersuchung. Statistische Verfahren zur Erkennung solcher Sequenzen lassen sich auf die Karteninterpretation anwenden.
Was bei der Merkmalsauswahl zählt
Wählen Sie Merkmale, die der Prozess beeinflusst und die sich wiederholt messen lassen. Kritische Maße mit hohem Kundeninteresse oder hohem Fehlerfolgerisiko gehören dazu. Der Messaufwand zählt: Ein Merkmal mit aufwendiger Prüfung sollte nur aufgenommen werden, wenn das Risiko das rechtfertigt. Ein Merkmal, das nur einmal pro Schicht geprüft wird, liefert weniger Informationen über Veränderungen.
Stichprobenhäufigkeit und Stichprobengröße hängen vom Prozessrisiko, den Kosten und den vereinbarten Anforderungen ab und gehören in eine betriebliche Regelung.
