Beitrag zur systematischen Planung der Qualitätsprüfung bei Klein- und Mittelserien- fertigung

109 Pages·1982·3.159 MB·German

by  Dr.-Ing. Herbert Babić (auth.)

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
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© Spnnger-Verlag, Berlin, Heidelberg 1982
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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