Table Of ContentFORSCHUNGSBERICHTE DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
Nr. 2325
Herausgegeben im Auftrage des Ministerprasidenten Heinz Kuhn
yom Minister fUr Wissenschaft und Forschung Johannes Rau
Dr. -lng. Albert Bauer
Dipl. -lng. Rolf Meier
Dipl. -lng., Dipl. -Wirtsch.-lng. Hartmut Richter
Dr. -lng. Hans-Peter Sieper
Forschungsinstitut fUr Rationalisierung
an der Rhein. -\Vestf. Techn. Hochschule
Aach'?n
Direktor: Prof. Dr. -lng. R. Hackstein
Qualitatskontrolle in der
Fertigungsindustrie mit Hilfe
von EDV -Anlagen
Westdeutscher Verlag Opladen 1973
ISBN-13: 978-3-531-02325-0 e-ISBN-13: 978-3-322-88581-4
001: 10.1007/978-3-322-88581-4
©1973 by Westdeutscher Verlag, Opladen
Gesamtherstellung: Westdeutscher Verlag
Inhalt
1. EinfUhrung und Zielsetzung 5
2. Begriffsbestimmungen ... 9
3. Grundlagen und Voraussetzungen des Einsatzes von EDV-Anlagen
zur Qualitatssicherung ............................ . 11
3. 1 Funktionsbereiche der Qualitatssicherung ........... . 11
3.2 Organisatorische Voraussetzungen fUr den EDV-Einsatz zur
Qualitatssicherung ....... . 13
3.3 Grundlagen des EDV -Einsatzes .......... . 14
4. Einsatzmoglichkeiten der EDV zur Qualitatssicherung 18
4. 1 Wareneingangskontrolle .. . 19
4.2 Fertigungskontrolle .................. . 22
4.3 Funktions- und Endkontrolle ...........•. 27
4.4 Analyse und Uberwachung der Produktzuverlassigkeit 28
5. Beispiele fUr den praktischen Einsatz der EDV zur Qualitats-
sicherung ............................•...... 29
5. 1 Wareneingangskontrolle .................... . 29
5. 1. 1 Grundlagen der Stichprobenprtifung in der Wareneingangs-
kontrolle .........................•......• 29
5. 1. 2 Die Anwendung des kontinuierlichen Stichprobenplanes CSP-M
in der Wareneingangskontrolle ......•..•.......•.. 32
5. 1.3 Die DurchfUhrung der Wareneingangskontrolle mit Hilfe von
EDV -Anlagen .......................•........ 36
5. 2 Qualitatskontrolle in der Fertigung eines Unternehmens der
feinmechanischen und optischen Industrie (Ernst Leitz GmbH,
Wetzlar) ................•...•..••. 41
5.2.1 Angaben zur Organisation .......••.•.•.. 41
5.2.2 Aufgaben und Methoden der Qualitatssicherung . 42
5.2.3 Auftragsabwicklung und Qualitatssicherung 48
5.2.4 Auswertung der Qualitatsdaten .....••.... 50
5.3 Qualitatskontrolle in der Automobilmontage ... 55
5. 3. 1 Der Produktionsablauf in.der Automobilmontage . 55
5.3. 2 Aufbau und Aufgaben der Qualitatskontrolle .... 57
5. 3. 3 Analyse von Fehleraufschreibungen im Hinblick auf den
EDV -Einsatz .................•...•....... 61
5.3.4 EDV-Einsatz bei der Adam-Opel-AG nach dem Off-line-
Prinzip .....•.............•.......•.•... 67
5.3.5 EDV-Einsatz bei Chrysler nach dem Off/On-line-Prinzip. 72
5.4 Einsatzbeispiele der EDV zur Erfassung und Auswertung
von Zuverlassigkeitsdaten ........•...•••.••.•. 77
5.4. 1 Erfassung und Auswertung von Garantie- und Kulanzdaten in
der Automobilindustrie ...............•.•....... 77
3
5.4.2 Erfassung von Verschlei13daten bei M.A. N. 79
6. Zusammenfassung .••.•..•.••..•.••.•.. 81
Anmerkungen .......•...................... 82
Literaturverzeichnis 83
Abbildungen ..•.•. 85
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1. Einfuhrung und Zielsetzung
Das erhohte Qualitatsbewuf3tsein der Kaufer sowie die verstarkte Wettbe
werbssituation, in der sich viele Unternehmen befinden, lassen der Quali
tat der Erzeugnisse immer grof3ere Bedeutung zukommen. Urn eine markt
gerechte Qualitatspolitik betreiben zu konnen, benotigt die Unternehmens
leitung Informationen uber die Qualitat der Produkte bzw. uber das Quali
tatsgeschehen in der Produktion.
Neben den Marktanforderungen sind die Auswirkungen der technischen Ent
wicklung auf die Qualitat der Produkte und auf die Methoden zur Qualitats
stabilisierung und -verbesserung zu berucksichtigen. Der Stand der Tech
nik gibt den Rahmen an, innerhalb des sen die yom Markt geforderte Quali
tat gefertigt werden kann.
Sowohl technische als auch wirtschaftliche Entwicklungen, wie z. B. die
zunehmende Komplexitat der Erzeugnisse, haufige Anderungen der Erzeug
nisse bzw. Entwicklung und Fertigung neuer Produkte oder der Einsatz me
chanisierter und automatisierter Fertigungseinrichtungen, fuhrten im Be
reich der Qualitatskontrolle zu einigen bemerkenswerten Veranderungen.
Da die in dem vorliegenden Bericht angegangene Aufgabenstellung vor dem
Hintergrund derartiger Veranderungen zu sehen ist, seien im folgenden die
in diesem Zusammenhang wesentlichen Entwicklungstendenzen der Quali
tatskontrolle kurz angedeutet:
1) Die EinfUhrung statistischer Methoden:
Diese Entwicklung begann Anfang der vierziger Jahre, zunachst in den USA,
mit der EinfUhrung der statistischen Qualitatskontrolle als "scientific ap
proach to quality control"(l).
Vor der Anwendung statistischer Methoden bestand Kontrolle vornehmlich
in einer 100-prozentigen Prufung der fertigen Produkte. Die Qualitatskon
trolle ubte also im wesentlichen eine Sortierfunktion aus, mit den Entschei
dungsmoglichkeiten: Annahme oder Ablehnung (Ausschuf3 oder Nacharbeit).
Die 100-prozentige Prufung wird auch heute noch bei sehr teueren Produk
ten, geringen StUckzahlen oder z. B. solchen Teilen angewandt, von deren
Funktion Menschenleben abhangen, soweit nicht ohnehin schon wirtschaft
liche Erwagungen fUr eine 100-prozentige Kontrolle sprechen. Bei Massen
artikeln ware diese Vorgehensweise zeitraubend und unwirtschaftlich. Auf
der Basis der mathematischen Statistik wurden deshalb Methoden entwik
kelt, die eine wirtschaftliche Prufung rrof3er StUckzahlen bei bekanntem
Risiko ermoglichen. Bekannte Anwendungsg?!)iete dieser Verfahren sind
die Wareneingangskontrolle und die Endkontrolle.
Wahrend sich diese Art der Kontrolle zunachst nur auf die Annahme oder
Ablehnung bereits gefertigter Einheiten beschrankt, zielt das Bestreben
5
der vorbeugenden Kontrolle darauf, die Entstehung schlechter Teile wah
rend des Fertigungsvorgangs zu verhindern. Gegenstand dieser Art der
Kontrolle ist also nicht mehr primar das Produkt, sondern das Fertigungs
mittel und der Fertigungsprozel3. Die hier angewandten Methoden sind be
kannt als Uberwachung und Maschinenfahigkeitsuntersuchungen der Be
triebsmittel mit Hilfe von Maschinenkontrollkarten.
2) Die Automatisierung der Qualitatskontrolle:
Automatische PrUfungen werden in steigendem Mal3e bei der Funktionskon
trolle in der Montage und bei Endpriifungen mit Hilfe sogenannter Priifauto
maten durchgefiihrt. Diese Gerate fiihren PrUfungen meist nach einem vor
gegebenen Programm durch und zeigen Funktionsstorungen sowie teilweise
direkt die Art und den Ort der Storung an. Zur gleichen Gruppe lassen sich
auch Sortierautomaten zahlen, die zur Sortierung der Produkte in Gruppen
oder Klassen aufgrund bestimmter Produkteigenschaften eingesetzt werden.
Auch in der maschinellen Fertigung werden automatische Messungen meist
als Mal3kontrolle vorgenommen. Derartige Priifungen findet man haufig in
verketteten Fertigungseinrichtungen, wo die storungsfreie Fertigung von
der einwandfreien Bearbeitung der jeweils vorgeschalteten Arbeitsgange
abhangt. Messungen dieser Art konnen wegen der hohen Fertigungsge
schwindigkeit oder wegen der Unzuganglichkeit des Mel30rtes i. a. nicht
manuell durchgefiihrt werden.
Mit zunehmender Automatisierung der Priifung und des Fertigungsprozes
ses wird deshalb die Qualitatspriifung durch den Menschen mehr und mehr
entfallen und einer iiberwachenden Tatigkeit, die in erster Linie auf den
storungsfreien Ablauf des Prozesses gerichtet ist, Platz machen.
Das Vorhaben, den Fertigungsprozel3 nach Mal3gabe der Qualitatsdaten des
Erzeugnisses zu regeln, ist in der Fertigungstechnik erst in Ansatzen ge
lungen. Als Beispiel moge die Mel3steuerung von Schleifmaschinen dienen.
Weitere Entwicklungen deuten sich an in der Anwendung der adaptive con
trol und der Steuerung von Transferstral3en aufgrund der automatischen
Messung und Auswertung von Produkteigenschaften.
3) Die Steigerung der Qualitat durch Automatisierung der Fertigung:
Die Automatisierung der Fertigungsverfahren iibt einen wesentlichen Ein
flul3 auf die Qualitat industrieller Erzeugnisse aus. So beschreibt Droscha
(2) eine Reihe von Anwendungsfallen, in den en als Folge der Automatisie
rung von Fertigungsprozessen die Fertigungsqualitat entscheidend verbes
sert werden konnte.
Die durchgefiihrten AutomatisierungsmaBnahmen betrafen die Anwendung
von Verfahren, die zusatzlich in den Fertigungsablauf eingefiihrt wurden,
sowie die - meist stufenweise - Ablosung alter Verfahren durch neue. So
berichtet Droscha, daB die Ausschul3quote'n in einem Fall halbiert, in ei
nem anderen Fall von 3 % auf einen Bruchteil von maximal 0, 2 % gesenkt
werden konnten.
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4) Die Kontrolle der Zuver1assigkeit von Erzeugnissen:
Wahrend in der Vergangenheit die systematische tiberwachung der Zuver-
1assigkeit auf einze1ne Branchen und Erzeugnisse beschrankt war, 1a13t man
dies em Aspekt der Qualitat erst seit wenigen Jahren auf breiter Basis Be
achtung zukommen. Ihren sichtbaren Ausdruck fanden diese Bemuhungen
in der Grundung einer Arbeitsgruppe "Zuver1assigkeit" im Rahmen der
Deutschen Gesellschaft fUr Qualitat. In dieser Fachgruppe haben sich eini
ge Unternehmen der Automobilindustrie, des allgemeinen Fahrzeugbaus,
der E1ektrotechnik u. a. m. zusammengesch1ossen, urn gemeinsam Defini
tionen fUr die Charakterisierung der Lebensdauer industrieller Guter zu
erarbeiten und Methoden und Richtlinien fUr ihre Erfassung zu bestimmen.
Zu den Branchen, die sich schon geraume Zeit urn die Zuver1assigkeit ihrer
Produkte bemuhen, geh6rt die e1ektronische Industrie. Hier werden z. B.
umfangreiche Lebensdaueruntersuchungen an e1ektromechanischen und elek
trischen Bauelementen durchgefUhrt. 1m Bereich des Maschinenbaus ist die
Automobilindustrie sehr stark an Methoden zur Prufung und tiberwachung
der Zuverlassigkeit interessiert. Es lassen sich hierbei zwei Richtungen
unterscheiden: 1m einen Fall ist man darum bemuht, Teile; Aggregate oder
komplette Produkte durch Simulation, z. B. auf Prufstanden, und unter ver
schiedenen Umgebungseinflussen zu prufen, urn damit Aussagen uber die
Lebensdauer zu gewinnen. Der andere Fall ist die Erfassung und Auswer
tung der Zuverlassigkeitsdaten aus dem praktischen Einsatz der Produkte.
Das erfordert die geeignete Auswahl der Daten, die Erfassung der Umge
bungseinflusse und eine Speicherung der Daten uber einen langeren Zeit
raum.
5) Die Integration der Qualitatskontrolle und der Aufbau von
Qualitatsinformationssystemen:
Die bisher geschilderten Veranderungen auf dem Gebiet der Qualitatskon
trolle betreffen vorwiegend die Verfahren und die Vorgehensweise sowie
in erheblichem Umfang die Veranderungen infolge technischer Entwicklun
gen.
Daruber hinaus sind jedoch auch auf dem Gebiet der Organisation vCillig
neue Bestrebungen festzustellen. In den Betrieben wird die N otwendigkeit
erkannt, die Bemuhungen urn die Qualitat nicht auf ein durch die Betriebs
organisation vorgegebenes Abteilungsdenken zu beschranken, sondern alle
an der Arbeit urn die Qualitat beteiligten Betriebsbereiche durch Informa
tionskanale zu verflechten. Das bedeutet: Informationen aus den verschie
denen Betriebsbereichen steuern wechselseitig die in den einzelnen Berei
chen angewandten Verfahren. So kCinnten z. B. in der Wareneingangskon
trolle Art und Umfang der Priliung nicht nur von einmal erstellten Spezifi
kationen abhangen, sondern wiirden beeinflu13t von der Eignung der Teile
im weiteren Fertigungsproze13.
Die fUr die Qualitat verantwortlichen T~eitungsinstanzen mussen sich schnell
und sicher aufgrund von wenigen instruktl\,c'l Informationen uber das inner
und au13erbetriebliche Qualitatsgeschehen orientieren kCinnen. Die Leitung
ben6tigt Informationen uber die yom Markt erwartete ulld geforderte Qua
litat sowie uber die in den einzelnen Betriebsbereichen realisiert" Qualitat,
insbesondere interessieren Starken und Schwachen des Unternehmens im
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Vergleich zur Konkurrenz.
Das geeignete Instrument zur schnellen Beantwortung so1cher Fragen ist
ein differenziertes Kennzahlensystem, das der Leitung die benotigten Kon
troll- und Entscheidungskriterien liefert.
Die Weiterfiihrung bestehender Losungsansatze fUr Qualitatsinformations
systeme ist eine dringende Aufgabe der Gegenwart und Zukunft.
In diesem Bericht soll untersucht werden, we1che Moglichkeiten der Qua
litatskontrolle durch moderne technische Hilfsmittel sowohl im technischen
als auch im organisatorischen Bereich erschlossen werden. Da gerade im
organisatorischen Bereich auf anderen Gebieten der Unternehmensfiihrung,
z. B. der Fertigungsplanung und -steuerung, der Einsatz der Datenverar
beitung sehr erfolgreich gestaltet werden konnte, sollen insbesondere die
Einsatzmoglichkeiten der elektronischen Datenverarbeitung in der Quali
tatskontrolle untersucht werden.
Zur Losung der Aufgaben war die einschlagige Literatur einer kritischen
Durchsicht zu unterziehen, und es war zu prufen, welche Losungsansatze
sowohl von der Theorie als auch von der Praxis angeboten werden. Da eine
Untersuchung auf dem Gebiet der Qualitatskontrolle vornehmlich an den
Gegebenheiten und Bedurfnissen der betrieblichen Praxis orientiert sein
sollte, wurden Betriebsuntersuchungen durchgefUhrt, die eine Grundlage
fUr eigene tiberlegungen bieten und au/3erdem Beispiele fUr die praktische
DurchfUhrung moderner Qualitatskontrolle liefern.
Die vorliegende Untersuchung beschrankt sich auf die Fertigungstechnik.
Fur die DurchfUhrung der Qualitatssicherung besitzt besonders ein Merk
mal dieses Gebietes der industriellen Produktionstechnik gro/3e Bedeutung:
Diese Erzeugungsprozesse laufen diskontinuierlich ab und stehen somit den
kontinuierlichen Erzeugungsprozessen der Energie- und Verfahrenstechnik
gegenuber. Wahrend unter einem diskontinuierlichen Erzeugungsproze/3
eine stufenweise Bearbeitung von Stuckgiitern verstanden wird, liegt beim
kontinuierlichen Proze/3 ein stetiger Materialflu/3 vor.
Der Einsatz von Rechnern zur Steuerung kontinuierlicher Vorgange in der
Energie- und Verfahrenstechnik ist in vielen praktischen Einsatzbeispielen
erprobt (3), (4), (5). In den hierbei zugrunde liegenden Prozessen werden
u. a. die Qualitatsdaten des Produktes (Gewicht, Mischungsverhaltnisse,
Dicke) zur Steuerung des Prozesses herangezogen. Die gesamte Fertigung
unterliegt einer fortwahrenden automatischen tiberwachung und Kontrolle.
In der diskontinuierlichen Stuckfertigung ist eine derartige vollautomati
sche tiberwachung nur an Einzelmaschinen bzw. an verketteten Fertigungs
einrichtungen, wie z. B. Transferstra/3en, moglich. Eine Steuerung dieser
Fertigungsvorgange uber Rechner ist bis heute nur in wenigen Fallen fUr
komplexe Fertigungseinrichtungen verwirklicht. Die tiberwachung und
Steuerung einzelner Maschinen bzw. von Maschinengruppen uber Proze/3-
rechner ist erst im Anfangsstadium der Forschung und Entwicklung. Die
vorliegende Untersuchung wird deshalb den Einsatz automatischer Steuer
gerate bzw. Rechner nur dort berucksichtigen, wo bereits heute konkrete
Einsatzmoglichkeiten vorhanden sind und wo die Ergebnisse dieser Steuer
einrichtungen u. U. Primarinformationen fur weitere Auswertungen dar-
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stellen.
Es ist das Ziel der vorliegenden Untersuchung, zunachst einige wesentli
che Entwicklungslinien der modernen Qualitatskontrolle herauszuarbeiten
und darauf aufbauend die Anforderungen an die Qualitatskontrolle in ver
schiedenen Betriebsbereichen abzuklaren. Weiter solI der Versuch unter
nommen werden, die Einsatzmoglichkeiten der automatischen Datenverar
beitung a"lfzuzeigen, wobei der Anwendungsmoglichkeit im Rahmen eines
Qualitatsinformationssystems besondere Beachtung zuteil wird.
Ein Schwerpunkt der Untersuchung liegt auf der Darstellung einer Reihe
von praktischen Einsatzbeispielen der elektronischen Datenverarbeitung.
Hierbei wird nicht in erster Linie das gesamte Qualitatswesen eines Be
triebes geschlossen dargestellt, sondern es werden vielmehr einzelne Be
reiche herausgegriffen, in denen die EDV bereits mit Erfolg eingesetzt
wird.
2. Begriffsbestimmungen
Qualitat: Zwei Komponenten bestimmen die Qualitat industrieller Erzeug
nisse: "Quality of design" und "quality of conformance". Diese Unterschei
dung, u. a. von 1. M. Juran (6) eingefUhrt, hat sich in der Fachwelt allge
mein durchgesetzt. So verwenden z. B. die Deutsche Gesellschaft fUr Qua
litat (ASQ) (7) und K. Stange (8) die Begriffe in der deutschen Ubersetzung
und trennen zwischen der "Qualitat des Entwurfs" und der "Qualitat der
Ubereinstimmung" .
Bei genauer Betrachtungsweise schliel'3t die "quality of design" zwei Ent
wicklungsschritte ein. 1m ersten Schritt wird ein Maximalrahmen entwor
fen, der die Wiinsche und Vorstellungen des Verbrauchers weitgehend so
wohl im Hinblick auf den Gebrauchswert als auch auf den Geltungswert des
Erzeugnisses umfa/3t. Der zweite Schritt engt diesen Rahmen durch Be
rucksichtigung der technologischen, fertigungstechnischen, wirtschaftli
chen und marktpolitischen Randbedingungen ein und fUhrt damit erst zum
fertigungsreifen Entwurf und zur Fertigungszeichnung.
Die "quality of conformance" ist durch den Grad der Ubereinstimmung der
gefertigten Erzeugnisse mit dem Entwurf bestimmt und damit ein Ma/3 fUr
das Qualitatsniveau und die Gleichma/3igkeit der Fertigung. Das Schwerge
wicht der Untersuchungen liegt bei der Bestimmung der Qualitat der Uber
einstimmung (Fertigungsqualitat) und den Verfahren zu ihrer Verbesserung
und Sicherung. Fragen der Entwurfsqualitat werden nur dort angeschnitten,
wo sich Wechselbeziehungen zwischen diesen beiden Komponenten der Qua
litat ergeben.
In jiingerer Zeit gewinnt neben Entwurfs- und Fertigungsqualitat die Zuver
lassigkeit des Erzeugnisses und damit die Analyse und Kontrolle der Zu
verlassigkeit immer mehr an Bedeutung.
Die Deutsche Gesellschaft fUr Qualitat definiert Zuverlassigkeit als die Fa
higkeit einer Ware, denjenigen durch den Verwendungszweck bedingten An
forderungen zu geniigen, die an das Verhalten ihrer Eigenschaften wahrend
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einer gegebenen Zeitdauer gestellt werden (9).
Das Schema nach Abb. 1 stellt den Zusammenhang der drei Teilbereiche
der Produktqualitat dar. Demnach wird die Zuverlassigkeit eines Produk
tes sowohl von der Entwurfs- als auch von der Fertigungsqualitat be
stimmt; als wesentlicher Gradmesser fUr die Produktqualitat gibt sie
AufschluC3 iiber das Niveau dieser beiden Qualitatskomponenten.
Qualitatssicherung
Die Stabilisierung und Steigerung der Produktqualitat sind Ziel und Aufga
be der Qualitatssicherung. Hierbei lassen sich zwei Bereiche unterschei
den: Der Planungsbereich und der Kontrollbereich.
Schon wahrend der Planungsphase fUr Produkte, also bei der Konzeption
der Entwurfsqualitat, wird die Qualitatssicherung eingeschaltet. Sie iiber
nimmt dabei im wesentlichen die Aufgaben der Qualitatsbewertung, die
z. B. in die Wertanalyse und Produktplanung eingeht; sie wirkt mit bei
der Bestimmung der Fertigungsverfahren, nimmt EinfluC3 auf die Kon
struktion, z. B. in bezug auf Wartungsfreundlichkeit des Produktes oder
iibernimmt Teilaufgaben, z. B. bei der DurchfUhrung von Lebensdauer
versuchen. Auch auf anderen Gebieten, wie z. B. Marktforschung und Ver
suchsplanung, sind Aspekte der Produktqualitat zu beriicksichtigen. Die
Aufgaben, welche der Qualitatssicherung auf dem Planungs- und Entwurfs
sektor obliegen, sollen unter dem Begriff Qualitatsplanung zusammenge
faC3t werden.
Aufgabe der Qualitatskontrolle ist es, die geplante Produktqualitat zu ver
wirklichen. Sie erreicht dieses Ziel durch Priifung der Erzeugnisse, Steue
rung des Fertigungsprozesses (im Sinne der Abb. 2) und trberwachung des
Fertigungsprozesses.
Gegenstand der Qualitatspriifung ist also stets das Erzeugnis, dessen Merk
male und Eigenschaften mit Zeichnungen oder Mustern verglichen werden.
Das Kennzeichen der Qualitatspriifung ist, daC3 sie nach dem AbschluC3 der
Bearbeitung stattfindet und die Ergebnisse der Priifung ohne EinfluC3 auf
den FertigungsprozeC3 bleiben. Diese Art der Qualitatskontrolle laC3t sich
auch als Steuervorgang auffassen, bei dem die Priifergebnisse die Steuer
signale fUr einen Sortiervorgang (z. B. Gut-Schlecht) darstellen (vgl. Abb. 2).
Bei der Qualitatsregelung (10) dagegen findet aufgrund der Priifergebnisse
eine Beeinflussung des Fertigungsprozesses statt. Ihr Ziel ist es, durch
rechtzeitigen Eingriff in den FertigungsprozeC3 die Entstehung fehlerhafter
Teile zu verhindern bzw. den ProzeC3 in den vorgegebenen Grenzen zu hal
ten. Den Wirkungsablauf der Qualitatsregelung verdeutlicht Abb. 3.
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