Wie kein anderes beherrschte in den letzten 10 Jahren das Thema Qualitätssicherung die Diskussionen in der produzierenden Industrie. Qualitätssichernde Maßnahmen werden immer stärker in den Entstehungsprozeß des Produkts verlagert, so daß z.B. durch kontinuierliche Überwachung der Prozesse und Betriebsmittel Qualitäts-schwankungen frühzeitig erkannt und korrigierende Maßnahmen ergriffen werden können. In allen Phasen der Produktion und Qualitätssicherung müssen deshalb umfangreiche Meßvorgänge stattfinden. Steigende Qualität, welche sich oft in immer engeren Tole-ranzen äußert, stellt somit auch neue Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Meßtechnik, so daß eine hochentwickelte Meßtechnik eine wichtige Voraussetzung für die wirtschaftliche Fertigung industrieller Produkte sowie zur Überwachung und Steigerung der Qualität darstellt. Diese untrennbare Verknüpfung von Qualitätssiche-rung und Meßtechnik äußert sich in der Aufnahme des Moduls Prüfmittelüberwa-chung in allen Nachweisstufen der DIN ISO 9000er Reihe. Nach DIN ISO 9001 /DIN9001/ ist z.B. ein Lieferant dazu verpflichtet, Prüfmittel zu überwachen, kalibrieren und instand zu setzen, alle Prüfmittel und -vorrichtungen zu kennzeichnen und in festgelegten Prüfin-tervallen zu überprüfen, die durchzuführenden Messungen und die geforderte Genauigkeit festzulegen sowie die geeigneten Prüfmittel auszuwählen. Alle Meßsysteme und Meßmittel weisen ein gewisses Maß an Meßfehlern auf, die den Erfolg der qualitätssichernden Maßnahme in Frage stellen können. Deshalb ist es absolut unumgänglich, das Ausmaß dieser Meßfehler quantitativ und qualitativ zu erfassen und im Vergleich mit der zu überwachenden Größe zu beurteilen, ob das spezielle Meßinstrument im konkreten Überwachungsfall einsetzbar ist.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung und Motivation
2 Messen, Meßtechnik und Meßfehler
2.1 Grundbegriffe des Prüfens und Messens
2.2 Meßverfahren
2.3 Meßfehler und Meßunsicherheit
2.3.1 Entstehung vom Meßfehlern
2.3.2 Klassifizierung von Meßfehlern
2.3.3 Meßunsicherheit
3 Meßmittelfähigkeitsstudien
3.1 Motivation und Zielsetzung
3.2 Beschreibende Kenngrößen
3.3 Methoden der Fähigkeitsuntersuchung
3.3.1 Kurzübersicht
3.3.2 Untersuchungsvorbereitung
3.3.3 Verfahren 1 - Genauigkeit und Fähigkeitskoeffizienten Cg, Cgk
3.3.4 Verfahren 2
3.3.5 Verfahren 3
3.3.6 Stabilitätsüberprüfung
3.3.7 Stabilitätsüberwachung
4 Varianzanalyse und Meßmittelfähigkeit
4.1 Vorbemerkungen
4.2 Varianzanalytisches Modell
4.3 Konfidenzintervalle und erweiterte Modelle
5 Software zur Auswertung von Meßmittelfähigkeitsstudien
6 Zusammenfassung und Aussicht
7 Literatur
8 Anhang - VBA-Code für Excel 97
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit besteht darin, die theoretischen Grundlagen der statistischen Qualitätssicherung im Kontext von Meßmittelfähigkeitsstudien zu erläutern und praktische Verfahren zu deren Durchführung und Auswertung, insbesondere mittels MS Excel, zu implementieren. Die zentrale Forschungsfrage fokussiert sich darauf, wie Meßunsicherheiten quantitativ erfasst und durch geeignete mathematische Modelle wie die Varianzanalyse beurteilt werden können, um die Eignung von Meßmitteln für industrielle Produktionsprozesse sicherzustellen.
- Grundlagen der Meßtechnik und Klassifizierung von Meßfehlern
- Methodik der Meßmittelfähigkeitsuntersuchungen (Verfahren 1 bis 3)
- Anwendung der Varianzanalyse (ANOVA) zur Auswertung von Meßmittelfähigkeit
- Stabilitätsprüfungen und Langzeitüberwachung von Meßgeräten
- Implementierung von Auswertealgorithmen in MS Excel 97 unter Nutzung von VBA
Auszug aus dem Buch
1 Einleitung und Motivation
Wie kein anderes beherrschte in den letzten 10 Jahren das Thema Qualitätssicherung die Diskussionen in der produzierenden Industrie. Qualitätssichernde Maßnahmen werden immer stärker in den Entstehungsprozeß des Produkts verlagert, so daß z.B. durch kontinuierliche Überwachung der Prozesse und Betriebsmittel Qualitätsschwankungen frühzeitig erkannt und korrigierende Maßnahmen ergriffen werden können.
In allen Phasen der Produktion und Qualitätssicherung müssen deshalb umfangreiche Meßvorgänge stattfinden. Steigende Qualität, welche sich oft in immer engeren Toleranzen äußert, stellt somit auch neue Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Meßtechnik, so daß eine hochentwickelte Meßtechnik eine wichtige Voraussetzung für die wirtschaftliche Fertigung industrieller Produkte sowie zur Überwachung und Steigerung der Qualität darstellt. Diese untrennbare Verknüpfung von Qualitätssicherung und Meßtechnik äußert sich in der Aufnahme des Moduls Prüfmittelüberwachung in allen Nachweisstufen der DIN ISO 9000er Reihe.
Alle Meßsysteme und Meßmittel weisen ein gewisses Maß an Meßfehlern auf, die den Erfolg der qualitätssichernden Maßnahme in Frage stellen können. Deshalb ist es absolut unumgänglich, das Ausmaß dieser Meßfehler quantitativ und qualitativ zu erfassen und im Vergleich mit der zu überwachenden Größe zu beurteilen, ob das spezielle Meßinstrument im konkreten Überwachungsfall einsetzbar ist.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung und Motivation: Diese Einleitung führt in die Bedeutung der Qualitätssicherung in der modernen Industrie ein und begründet die Notwendigkeit, Meßmittel systematisch auf ihre Fähigkeit zur Prozessüberwachung zu prüfen.
2 Messen, Meßtechnik und Meßfehler: Dieses Kapitel definiert die grundlegenden meßtechnischen Begriffe und differenziert zwischen verschiedenen Arten von Meßfehlern und deren Entstehungsursachen.
3 Meßmittelfähigkeitsstudien: Hier werden die Ziele und Methoden der Fähigkeitsuntersuchung (Verfahren 1, 2 und 3) sowie die Stabilitätsüberprüfung und -überwachung detailliert analysiert.
4 Varianzanalyse und Meßmittelfähigkeit: Dieses Kapitel stellt die bifaktorielle Varianzanalyse als weiterführendes mathematisches Modell zur Auswertung von Meßmittelfähigkeitsstudien vor.
5 Software zur Auswertung von Meßmittelfähigkeitsstudien: Hier wird die Implementierung der theoretischen Auswertealgorithmen in das Tabellenkalkulationsprogramm Excel 97 unter Verwendung von VBA beschrieben.
6 Zusammenfassung und Aussicht: Das Kapitel fasst die wesentlichen Erkenntnisse der Arbeit zusammen und gibt einen Ausblick auf die Notwendigkeit, künftig stärker Kostenaspekte bei der Steigerung der Meßgenauigkeit zu berücksichtigen.
7 Literatur: Auflistung der im Text zitierten Fachquellen.
8 Anhang - VBA-Code für Excel 97: Dokumentation des für die Auswertung erstellten Programmcodes.
Schlüsselwörter
Qualitätssicherung, Meßmittelfähigkeitsstudie, Meßfehler, Meßunsicherheit, Verfahren 1, Verfahren 2, Varianzanalyse, ANOVA, Wiederholbarkeit, Vergleichbarkeit, Stabilitätsüberwachung, MS Excel 97, VBA, Prozessfähigkeit, Toleranz
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit behandelt die systematische Untersuchung und Beurteilung der Eignung von Meßmitteln in der produzierenden Industrie, um sicherzustellen, dass Meßfehler die Qualitätssicherung nicht gefährden.
Was sind die zentralen Themenfelder der Studie?
Die Schwerpunkte liegen auf der meßtechnischen Fehlerklassifizierung, der praktischen Durchführung von Fähigkeitsstudien (wie R&R-Studien) und deren Auswertung mittels verschiedener mathematischer Verfahren.
Welche wissenschaftliche Methode wird primär verwendet?
Neben klassischen Spannweiten- und Standardabweichungsmethoden zur Auswertung wird insbesondere das Modell der bifaktoriellen Varianzanalyse (ANOVA) zur detaillierten Fehlerzerlegung eingesetzt.
Was wird im Hauptteil ausführlich behandelt?
Im Hauptteil werden die verschiedenen Verfahren zur Bestimmung der Meßmittelfähigkeit, deren statistische Grundlagen sowie deren Implementierung in Software-Tools zur automatisierten Auswertung detailliert beschrieben.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist es, ein besseres Verständnis für Meßmittelfähigkeitsstudien zu schaffen und praktische Algorithmen für deren Durchführung bereitzustellen, die in Excel-basierte Werkzeuge integriert wurden.
Durch welche Schlüsselwörter lässt sich die Arbeit am besten charakterisieren?
Qualitätssicherung, Meßmittelfähigkeitsstudie, Varianzanalyse, Meßunsicherheit, Wiederholbarkeit und Vergleichbarkeit.
Warum spielt die Varianzanalyse (ANOVA) eine so wichtige Rolle?
Sie ermöglicht eine differenziertere Analyse von Fehlerursachen, indem sie Einflüsse von Bedienern, Teilen und deren Interaktionen separat quantifiziert.
Welche Vorteile bietet die in der Arbeit vorgestellte Excel-Software?
Die Software erlaubt eine automatisierte und flexible Auswertung nach verschiedenen Verfahren, was die Handhabung größerer Datenmengen erleichtert und die statistische Zuverlässigkeit der Ergebnisse steigert.
- Quote paper
- Falko Schröter (Author), 1999, Untersuchung verschiedener Verfahren der Feststellung der Meßmittelfähigkeit in der statistischen Qualitätssicherung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/185350
