Beitrag zur systematischen Planung der Qualitätsprüfung bei Klein- und Mittelserien- fertigung PDF
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Forschung und Praxis . Band 56 Berichte aus dem Fraunhofer-Institut fur Produktionstechnik und Automatisierung, Stuttgart, und dem Institut fur Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb der UniversiUit Stuttgart Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. H. J. Warnecke Herbert Babic Beitrag zur systematischen Planung der Qualitatsprufung bei Klein- und Mittelserien fertigung Mit 38 Abbildungen und 7 Tabellen Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1982 Oipl.-Ing. Herbert Babic Fraunhofer-Institut fur Produktionstechnik und Automatislerung (IPA), Stuttgart Or.-Ing. H. J. Warnecke o Professor an der Universltat Stuttgart Fraunhofer-Institut fur Produktionstechnik und Automatlslerung (IPA), Stuttgart 093 ISBN-13: 978-3-540-11325-6 e-ISBN-13: 978-3-642-81787-8 001: 10.1007/ 978-3-642-81787-8 Das Werk 1st urheberrechtllch geschutzt Ole dadurch begrundeten Rechte. Insbesondere die der Ubersetzung, des Nachdrucks, der Entnahme von Abblldungen, der Funksendung, der Wledergabe auf photomechamschem oder ahnllchem Wege und der Spelcherung In Datenverarbeltungsanlagen blelben, auch bel nur auszugswelser Verwendung, vorbehal ten Ole Vergutungsanspruche des § 54, Abs 2 UrhG werden durch die 'Verwertungsgesell schall Wort', Munchen, wahrgenommen © Spnnger-Verlag, Berlin, Heidelberg 1982 Ole Wledergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezelchnungen usw In dlesem Werk berechtlgt auch ohne besondere Kennzelchnung mchtzu der Annahme, daB solche Namen 1m Slnne der Warenzelchen-und Markenschutz-Gesetzgebung als frel zu betrachten waren und daher von Jedermann benutzt werden durften Gesamtherstellung Drucken + Werben GmbH Zettachnng 12 7000 Stuttgart 80 (Fasanenhof-industnegeblet) . Telefon (0711) 7156906/07/08 2362/3020-543210 Geleitwort des Herausgebers Die Entwicklungen in der Produktionstechnik in den letzten Jahrzehnten haben entscheidend zur positiven wirtschaftlichen und sozialen Entwicklung in der Bundesrepubllk Deutschland beigetragen. Die Produktlvi tat konnte jedes Jahr urn durchschnittlich etwa 3,5 % gesteigert werden. Mechanisierung und Automatisie- rung wurden und werden stetig weiter vorangetrieben. Wahrend es sich bisher jedoch urn Verbesserungen an ein zelnen Maschinen und Anlagen sowie Verfahren handelte, werden heute alle Unternehmensbereiche erfaBt, und man ist bemuht, das gesamte System Unternehmen bzw. Produk tionsbetrieb zu optimieren. Das klassische Bemuhen urn Optimierung des Einsatzes und Zusammenwirkens der Pro duktionsfaktoren Mensch, Maschine und Material muB heute erweitert werden urn die Berucksichtigung sozialer Belange, gesetzlicher Auflagen, Probleme der Energieversorgung, schnellen Veranderungen an den Produkten und auf den Markten sowie Sicherung der Qualitat und der Lieferfahig keit. Von wissenschaftlicher Seite wird und muB dieses BemUhen unterstutzt werden durch die Entwicklung von Methoden und Vorgehensweisen zur systematischen Analyse und Ver besserung des Systems Produktlonsbetrieb. Hler ist heute insbesondere auch der Fertigungsingenieur gefordert, nicht nur einzelne Maschinen und Verfahren zu beherrschen, sondern das gesamte komplexe System hinsichtlich der Ver knupfung seiner Elemente durch zweckmaBigen Informations und MaterialfluB. Beispielhaft seien dazu nur hinsicht lich des Informationsflusses die heute gegebenen Mbglich keiten der Datenerfassung und -verarbeitung in Ferti gungsplanung und -steuerung, an den einzelnen Produktionsanlagen sowie im Qualitatswesen genannt. 1m MaterialfluB geht es urn richtige Auswahl und Ein satz von Fordermitteln, Forderhilfsmitteln sowie An ordnung und Ausstattung von Lagern. Der weiteren Auto matisierung in der Handhabung von Werkstucken und Werkzeugen sowie der Montage von Produkten wird in nachster Zukunft allergroBte Aufmerksamkeit geschenkt werden. Leistungsfahige Sensoren werden die Moglich kelten dafur sehr stark vergroBern. Die beiden vom Herausgeber geleiteten Institute, das Institut fur Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb der Universitat Stuttgart sowie das Fraunhofer-Institut fur Produktionstechnik und Automatisierung in Stuttgart, arbeiten in grundlegender und angewandter Forschung intensiv an den aufgezeigten Entwicklungen in der Pro duktionstechnik mit. Zur Umsetzung gewonnener Erkennt nisse wird die Schriftenreihe "IPA Forschung und Praxis" herausgegeben. Der vorliegende Band setzt diese Reihe fort, eine Ubersicht Uber bisher erschienene Titel wird am SchluB dieses Bandes gegeben. Dem Verfasser sei fur die geleistete Arbeit gedankt, dem Springer-Verlag fUr die Aufnahme dieser Schriften reihe in seine Angebotspalette und der Druckerei fUr saubere und zUgige Ausfuhrung. Mage das Buch von der Fachwelt gut aufgenommen werden. Hans-Jurgen Warnecke Vorwort Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb der Universitat Stuttgart und am Fraunhofer-Institut fur Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Stuttgart. Mein besonderer Dank gilt dem Leiter beider Institute, Herrn Prof. Dr.-Ing. H.J. Warnecke. Seine groBzugige Unterstutzung und Forderung haben zur erfolgreichen Durchfuhrung dieser Ar beit beigetragen. Herrn Prof. Dr.-Ing. A. Storr danke ich fur die eingehende Durch sicht und die wertvollen Hinweise, die sich daraus ergaben. Aus dem groBen Kreis meiner Kollegen der Institute, die mich durch ihre Mitarbeit und anregende Kr1tik unterstlitzt haben, mochte ich die Herren Dipl.-Ing. H. Kampa, Dipl.-Ing. S. Pauly und cando mach. J. Kring besonders erwahnen. Ihnen allen gilt mein herzlicher Dank. Stuttgart, 1982 Herbert Babic INHALTSVERZEICHNIS Seite o verwendete GroBen, Einheiten und Abktirzungen 12 Zielsetzung und Vorgehensweise 15 2 Ausgangssituation 17 2.1 Stellung der Qualitatsprtifung im Unternehmen 17 2.2 Aufgaben und Ziele der Qualitatsprtifung 20 2.2.1 Planen der Qualitatsprtifung 21 2.2.2 Ausftihren der Qualitatsprtifung 23 2.2.3 Datenverarbeiten in der Qualitatsprtifung 24 3 Festlegen einer allgemeinen Planungssystematik 27 3.1 Ablauf der planerischen Tatigkeiten 27 3.2 Eingrenzung der Planungsbereiche 30 4 Ermitteln der Eingriffsmoglichkeiten, Arbeits weisen und des Informationsflusses der Quali tatsprtifung 31 4.1 Qualitatsprtifungen im Wareneingang 31 4.2 Qualitatsprtifungen in der Fertigung 32 4.2.1 Eingriffsmoglichkeiten und InformationsfluB in der Fertigung 34 4.2.2 Vorgehensweise zum Planen der Fertigungs prtifungen 36 4.3 Qualitatsprtifungen in Montage und vor Versand 39 5 Ermitteln moglicher Prtifzeitpunkte und Prtiforte im FertigungsprozeB 41 5.1 Prinzipielle Moglichkeiten des Prtifzeitpunkts und des Prtiforts 41 5.2 Fertigungstechnische Randbedingungen 42 5.3 Auswirkungen der fertigungstechnischen Randbe dingungen 43 - 10 - Seite 5.3.1 Pruftechnische Auswirkungen 44 5.3.2 Personelle Auswirkungen 48 6 Bestimmen der Prufmerkmale und Prufhaufig keiten 50 6.1 Angewandte statistische Grundlagen 50 6.2 Festlegen der Prufmerkmale 54 6.2.1 Allgemeine Kriterien 55 6.2.2 Beispiel einer Vorgehensweise 56 6.2.2.1 Anwendbares Klassifizierungssystem fur Quali tatsmerkmale 58 6.2.2.2 Ermitteln der Bearbeitungsunsicherheit 59 6.3 Festlegen der Prufhaufigkeit fur Fertigungs endprufungen 61 6.3.1 Bilden der Qualitatsmerkmalsfamilien 63 6.3.1.1 Einschrankende Randbedingungen 64 6.3.1.2 Zuordnung der Toleranzen zu Toleranz- und Fehlerklassen 66 6.3.1.3 Vergleichbarkeit von Prufergebnissen ahnlicher Qualitatsmerkmale 66 6.3.2 Entscheidungsgrundlagen fur variable Stich probenplane 68 6.3.3 Operationscharakteristiken eines variablen Stichprobenplans 69 6.3.3.1 Kennlinien fur zwei Prufpunkte 69 6.3.3.2 Auswahl der Prufpunkte 71 6.4 Programmsystem zum rechnerunterstutzten Ermit teln von Prufmerkmalen und -haufigkeiten fur die Fertigungsendprufung 73 6.4.1 Programmaufbau 73 6.4.1 .1 Dateneingabe 77 6.4.1.2 Ausgabeprotokolle 79 6.4.2 Untersuchung der Vorgehensweise an realen Werk stuckspektren 82 6.4.2.1 Planungsergebnisse 82 - 11 - Seite 6.4.2.2 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung 88 7 Zusammenfassung und Ausblick 92 8 Schrifttum 94 9 Anhang 101 o Verwendete GraBen, Einheiten und Abktirzungen A Auf trag AFO Arbeitsfortschritt AP mrn Arbeitspunkt AQL % annehmbare Qualitatsgrenzlage AVG Arbeitsvorgang BKZ Bearbeitungskennzahl BU Bearbeitungsunsicherheit EP Endprtifung in der Fertigung FENPRU Programmname ftir Fertigungsendprtifung FK Fehlerklasse k Annahmekriterium, Annahmefaktor kPA Annahmekriterium ftir bestimmte Prtifauf- gabenklasse LQ % rtickzuweisende Qualitatsgrenzlage M, WZM Werkzeugmaschine m Merkmalsnummer am Werksttick ml mm/min. Steigung des linearen Trends N St. Losgr6Be, Losumfang NlIf St. Grundgesamtheit n; NS St. Stichprobengr6Be, Stichprobenumfang NM mm NennmaB fur LangenmaBe NMw grd. NennmaB fur WinkelmaBe NPA St. LosgraBe einer Prufaufgabenklasse nPA St. StichprobengraBe einer Prtifaufgabenklasse p % Fehleranteil Pzul % zulassiger Fehleranteil P~ ; PAQL % Fehleranteil bei einer Annahmewahrschein lichkei t vlj( PB; PLQ % Fehleranteil bei einer Ruckweisewahr scheinlichkeit WB PA Prtifaufgabe PG Prufgr6Be PN Prtifnotwendigkeit PVG Prtifvorgang
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