Qualitätssicherung

Grundlagen der Meßtechnik

Fertigungstechnik - Maturaausarbeitung

1 Meßfehler

2 Statistische Erfassung der Meßfehler

2.1 Statistische Auswertung von Meßreihen

2.1.1 Urliste

2.1.2 Außreißerkontrolle (Quantile)

2.1.3 Klassierung (Histogramm)

2.2 Normalverteilung

2.3 Stichprobenprüfung

3 Prüfmittelüberwachung

3.1 Erforderliche Vorarbeiten

4 Qulalitätsaudit

5 CAQ - Computer Aided Quality Assurance

Meßfehler

Der Begniff Fehler bezeichnet bisher in der Praxis der Meßtechnik die unverrmeidliche Tatsachse, daß ein Meßwert nicht genau gleich dem gesuchten Wert der Meßgröße ist. In rechtlicher Sicht kann jedoch ein ,,Fehler' die Ursache eines ,,Mangels' sein, der z. B. die Zurückweisung einer gelieferten Ware rechtfertigen kann. Deshalb setzt sich die rechtlich nicht relevante Bezeichnung Abweichung anstelle ,,Fehler'' durch, wobei eine Bewertung erst durch die Unterscheidung in zulässige und unzulässige Abweichungen erfolgt.

Jedes Messen unterliegt technischen Unvollkommenheiten und äußeren störenden Einflüssen, so daß der vom Meßgerät angezeigte Meßwert - die Istanzeige x₁ - nicht mit dem gesuchten wahren Wert der Meßgröße - der Sollanzeige x_s - übereinstitmmt.

Meßabweichungen treten in zwei grundsätzlich unterschiedlichen Formen auf:

systematische Meßabweichungen

zufäflige Meßabweichungen.

Systematische Meßabweichungen haben unter gleichen Bedingungen bei der Durchführung der Messung für jeden Meßwert einen bestimmten Betrag und ein bestimmtes Vorzeichen. Sie können deshalb bei der Wiederholung einer Messung nicht erkannt werden, sondern müssen durch andere Meßverfahren, deren Meßabweichnngen hinreichend klein bzw. bekannt sind, ermittelt werden.

Sind systematische Meßabweichnngen bekannt, so kann jeder abweichende Meßwert berichtigt werden. Da der Aufwand für das Ermitteln systematischer Abweichungen in vielen Fällen nicht lohnend ist, kann für solche nicht erfaßten systematischen Abweichungen ein Maximalbereich als +/-Angabe geschätzt werden, der rechnerisch wie der Streubereich zufalliger Abweichungen behandelt wird und die Meßsicherheit erhöht.

Zufällige Meßabweichungen schwanken infolge nicht kontrollierbarer Zufallseinflüsse während des Messens nach Betrag und Vorzeichen. Die anfällige Meßabweichung eines einzelnen Meßwertes kann nicht ermittelt und daher auch nicht berichtigt werden. Das Auftreten zufälliger Meßabweichnngen kann aber an der Streuung der Meßwerte einer Wiederholmeßreihe ohne zusätzliche Hilfsmittel erkannt werden. Wiederholmeßreihen müssen unter gleichbleibenden Bedingungen mit der gleichen Meßeinrichtung und dem gleichen Prüfgegenstand in unmittelharer Folge aufgenommen werden. Aus der Streuung der Meßwerte wird nach den Regeln der Statistik eine Meßunsicherheit berechnet

Statistische Erfassung der Meßfehler

Grundlage statistischer Untersuchungen sind Geganstände oder Vorgänge, an denen als Merkmalwert Werte bestimmter Eigenschaften beobachtet werden. Zu unterscheiden sind:

quantitative Merkmale:

Dessen Werte können einer Skala zugeordnet werden

qualitative Merkmale:

Es sind auf der Skala keine Abstände genau definiert

Statistische Auswertung von Meßreihen

Einer statistischen Auswertung werden in erster Linie Wiederholungsmessungen unterworfen. Sie entstehen, wenn ein bestimmter Vorgang, unter völlig gleichen Bedingungen wiederholt wird.

Urliste

Die Meßwerte werden in der Reihenfolge mit laufender Nummer notiert, in der sie ermittelt wurden. Nur mit Hilfe dieser Urliste können nicht zufällige zeitabhängige Veränderungen der Meßweerte untersucht werden.

Außreißerkontrolle (Quantile)

Aus der Menge der Meßergebnisse wird das erst und letzte ¼ weggenommen (Ausreißer) und nur mit den verbleibenden Werten weitergerechnet.

Klassierung (Histogramm)

Der Meßbereich wird in Klassen eingeteilt.

Beim Histogramm gilt das Prinzip der Flächentreue. Zuviele Klassen senken die Transparenz.

Normalverteilung

Vorrausgesetz, daß in einer Fertigung eine große Menge an Werkstücken auf den gleichn Maschinen unter gleichen Bedingungen hergestellt wurden und das die Prüfung ebenfalls unter gleich Bedingungen erfolgt ist, dann ergibt sich eine sogenannte Normalverteilung. Die bekannteste Häufigkeitsverteilung, die man als Normalverteilung bezeichnet ist die Gauß´sche Glockenkurve.

Die Normalverteilungskurve hat markante Eigenschaften:

Sie ist symmetrisch und hat beim Mittelwert ihr Maximum

Sie hat im Aabstand der Standardabweichung vom Mittelwert Wendepunkte

Ihre Fläche zwischen max und min entspricht einer statistischen Aussagegenauigkeit von 99,7%

Stichprobenprüfung

Mit Stichprobenprüfung werden bestimmte statistische Methoden bezeichnet, die vorzugsweise in der industriellen Warenprüfung angewendet werden, um Lieferungen mit unzulässig hohem Ausschußanteil erkennen zu können, ohne eine Vollprüfung durchführen zu müssen.

Um die Anzahl der Stichproben festzulegen, stehen Tabellen zur Verfügung, die auf Erfahrungswerten basieren.

Prüfmittelüberwachung

Die in der Fertigung verwendeten Prüfmittel unterliegen Verschleiß und Alterung. Durch unsachgemäßes Behandeln könen sie beschädigt werden. Deshalb müssen alle Prüfmittel nach bestimmten Kriterien überwacht werden, d.h. auf ihre dem Einsatz entsprechende Brauchbarkeit geprüft werden.

Erforderliche Vorarbeiten

Registrieren aller zu überwachenden Prüfmittel,

Feststellen der Einsatzhäufigkeit, evtl. Mehrbeschaffung,

Festlegen der organisatorischen und personellen Zuständigkeit (Werkstatt/Meßraum, Werker/Prüfer),

Ausarbeiten von Prüfvorschriften (Merkmale nach DIN-Vorgaben, innerbetriebliche Abmachungen), Protokollierung und Archivierung,

Festlegen der Prüfintervalle und Kennzeichnung der über diesen Zeitraum zugelassenen Prüfmittel (z.B. durch Farbmarkierung an bestimmter Stelle),

verbindliche Einführung der Prüfvorschriften durch die Firmenleitung.

Qulalitätsaudit

Zur Überprüfung der Wirksamkeit des Qualitätssiehetungssysterns werden verschiedene Qualitätsrevisionsmaßnahmen, sogenannte Qualiätsaudits, vorgenommen. Diese Audits sollen nicht die unterschiedlichen Qualitätssichernngsaktivitäten in Unternehmen ersetzen, sondern sie geben eine zusätzliche Entscheidungshilfe und steigern damit die Transparenz der Wirkung aller QS-Mitsnahmen. Ziel der Audlis ist es, sich zu vergewissern, ob praktizierte Abläufe ,Verfahren und Prozesse sowie die vorhandene Organisation den Sollvorgaben entsprechen und ob sie den gestellten Anforderungen an Qualität gerecht werden. Unabhängige, rnit hoher Kompetenz. ausgestattete StabstelIen nehmen die Abwicklung der Aitdits vor.

Entsprechend dem Ziel ,das mit der Revisionsmaßnahme verfolgt werden soll, sind:

Systemaudit

Verfahrensaudit

Produktaudit

voneinander zu unterscheiden.

Das Systemaudit dient der Überprüfung des Qualitätssicherungssystems und erfolgt üblicherweise nach den Regeln des im Bild dargestellten Ablaufplans.

Beim Verfahrensaudit werden die technologischen Verfahren und Arbeitsabläufe des Ferligungsprozesses überprüft. Kriterien für die Durchführung stellen die Einhaltung der Arbeitsgenauigkeit und die Zweckmäßigkeit des technologischen Prinzips dar.

Das Produktaudit wird anhand einer kleinen Produktstichprobe durchgeführt. Nach gewichteten Kriterien wird nach einer vorgegebenen Prüfliste das Produkt auf Übereinstimmnng rnit allen vorgegebenen Qualitätsmerkmalen verglichen.

Die Ergebnisse der Audits erhalten das Management, die Leitung der Qualititssieherung sowie die Leitung des betreffenden Bereiches. Werden Schwachstellen festgestellt, sind von den betreffenden Bereichen Korrekturen in die Wege zu leiten. In unregelmäßigen Abständen werden die Atsdits

wiederholt, um festzustellen, ob die vorgenommenen Verbesserungsmaßnahmen gegriffen haben.

CAQ - Computer Aided Quality Assurance

CAQ (computer aided quality assurance) ist rechnerunterstützte Qualitätssicherung. Für die Meßgrößenaufnahme wird entweder ein Taster verwendet, der nacheinander alle Meßstellen anfährt oder es wird eine Meßvorrichtung für mehrere Meßstellen gleichzeitig (Mengenfertigung) verwendet. Die Auswertung der Meßwerte erfolgt nach einem im Computer befindlichen Programm, das man als Anwender auch oft von einem Datenträger extern einlesen kann. Die Ausgabe kann z.B. ergeben: statistische Werte, Meßwerttendenz von Werkstück zu Werkstück, kleinster Bohrungsdurchmesser einer Meßreihe, Bohrungsabstände.., tabellarischer oder grafischer Ausdruck. Bei vorgegebenen Abmessungen wird ein lst-Soll-Wertvergleich durchgeführt.