Cookie-Einstellungen

Qualitätsprüfung

Die Qualitätsprüfung in der industriellen Produktion erfasst die kritischen Merkmale eines Bauteils oder einer Baugruppe und vergleicht diese mit den Sollvorgaben der Konstruktion.

Hierbei werden normalerweise nur die Merkmale geprüft die einen Einfluss auf die einwandfreie Funktion des später fertigen Gesamtsystems haben. Aber auch Merkmale welche für die ästhetischen Eigenschaften eines fertigen Produkts relevant sind (z.B. Kratzer in einer Oberfläche, etc.).

Zur Qualitätsprüfung benutzt man spezielle kalibrierte und in regelmäßigen Abständen kontrollierten Prüf- und Messmittel. Diese Prüf- und Messmittel erfassen einen Ist Zustand und geben das Ergebnis entsprechend aus. Dies können Maße, Winkel, Temperaturen, Vibrationen, oder einfach nur Gut / Schlecht sein.

Welche Merkmale genau geprüft werden müssen, wird in aller Regel durch die bestehende Konstruktion vorgegeben bzw. durch eine Toleranzanalyse ermittelt. Außerdem können aber auch Erfahrungen und Kenntnisse aus dem Produktionsprozess in die Entscheidung mit einfließen ob das Merkmal geprüft werden muss oder nicht. Gerade bei letzterem kann eine künstliche Intelligenz (KI) helfen, Rückschlüsse aus der Vielzahl von Daten zu gewinnen und zu entscheiden ob dieses Merkmal wirklich geprüft werden muss, oder der Prozess so stabil ist, dass es sich immer im jeweiligen Toleranzfeld befindet.

Die Merkmale werden mit geeigneten Messmitteln geprüft. Oft ist es ausreichend einfach zu prüfen ob das Merkmal gut oder schlecht ist. Dies gibt zwar keine Aussage darüber wieso, oder in welche Richtung das Merkmal falsch ist, aber es stellt eine sehr günstige Methode dar. Mittels kraftgesteuerten Roboter lässt sich hiermit ebenfalls eine automatisierte Lösung realisieren, welche gleichzeitig Daten erfasst und eine Statistische Auswertung ohne den Fehlerfaktor Mensch ermöglicht.

Klassischerweise werden die geprüften Merkmale in einem Prüfprotokoll aufgenommen und dann Zentral verwaltet und eine Statistik geführt. Moderne Systeme erlauben es die Prüfdaten direkt vom Prüf- oder Messgerät in eine Datenbank zu schreiben. Entsprechende Software erstellt aus diesen Daten schließlich ein Prüfprotokoll für die Fertigung aber auch eine statistische Auswertung. Diese Auswertung kann über die komplette Fertigung erstellt werden oder über einzelne Bauteile oder Baugruppen.

Über statistische Diagramme bekommt man sehr schnell einen Überblick und sieht auf den ersten Blick in welche Richtung die Qualität läuft.

Unter Einsatz von künstlicher Intelligenz kann die Prüf- bzw. Messmaschine entscheiden welche Merkmale häufiger geprüft werden müssen und welche vielleicht gar nicht mehr oder nur sehr selten.

Hierzu greift die KI auf die Datenbank zu und erfasst die Prüfdaten zu einem Merkmal. Über statistische Algorithmen und maschinelles lernen entscheidet die KI schließlich ob das Merkmal geprüft wird und gibt diese Information an die Maschine oder an den Arbeitsplatz weiter. Die Maschine oder der Werker, welcher vom System durch den Prüfprozess geleitet wird, überspringt schließlich dieses Merkmal, welches nicht mehr geprüft werden muss.

Im Folgenden möchte ich anhand eines kleinen fiktiven Beispiels aufzeigen wie das Ganze in der Praxis umgesetzt werden kann.

Die Baugruppe besteht aus zwei Bauteilen, welche ineinander passen müssen, um die Funktion zu gewährleisten.

Jedes Bauteil hat 4 Merkmale welche geprüft werden. Merkmal 4 war nicht von Anfang an vorgesehen und kam später hinzu, da man gemerkt hatte dass die 10mm Rohmaterialplatte mehr Toleranz hatte als vom Hersteller versprochen. Daher wurde beschlossen auch dieses Maß zu prüfen.

Es wurden insgesamt jeweils 20 Bauteile gefertigt und überprüft. In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse der Prüfungen ersichtlich. Die Ausschussmaße wurden rot markiert.

Um für die Qualitätssicherung diese Tabelle übersichtlicher zu gestalten wurde diese Werte in eine sogenannte Qualitätsregelkarte übertragen.

Ich möchte hier nur die Qualitätsregelkarten der Nennmaße 50mm beider Teile zeigen.

In der Qualitätsregelkarte werden die Untere Toleranzgrenze (UTG), die Obere Toleranzgrenze (OTG) sowie die Untere Eingriffsgrenze (UEG) und Obere Eingriffsgrenze (OEG) als horizontale Linien eingetragen. Die Werte schließlich als Grafen dargestellt. Die Eingriffsgrenzen ergeben sich aus dem Prozess und dienen als eine Art Warnsystem. Sobald die diese Grenze erreicht wird, wird der Fertigungsprozess in die entsprechende Richtung korrigiert. Ziel ist es für die Fertigung die Bauteile zwischen den Eingriffsgrenzen zu halten. Dies ist hier wie man sieht nicht gelungen.

Beim nächsten Blogeintrag werde ich noch weitre grafische Auswertungen vorstellen.