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Hallo.
Mein Betreuer meiner Diplomarbeit verlangt von mir vor der Versuchsdurchführung einen ausgearbeiteten Versuchs-Arbeitsplan. Bei der DA sollen Werkstücke, welche mit unterschiedlichen Verfahren bearbeitet worden sind taktil und optisch hinsichtlich deren Oberflächeneigenschaften charakterisiert werden. D.h. ich soll herausfinden, mit welchem Messverfahren welche Oberfläche am besten bzw. am genausten beschrieben werden kann.
Gibt es irgendwelche Literatur, die da zu empfehlen ist, u.U. Internetquellen? Sicherlich hat hier das jemand schon gemacht.
Da die Prüfmittelfähigkeit (Verfahren 1+2)zur Lösung beitragen soll bzw. die tragende Säule ist, würde ich mir den Aufbau ungefähr so vorstellen:1. Anzahl der zu prüfenden Werkstücke pro Versuch angeben(hier jeweils 15 Stück)
2. Versuchsvorbereitung (Säuberung der Teile, Auswahl des Messgerätes, richtiges justieren der Versuchsobjekte etc.)
3. Zu untersuchende Oberflächenkennwerte angeben (Ra, Rz, Rzmax)
4. Versuchsablauf (Messung der Teile in zufälliger (unterschiedlicher) Reihenfolge bei den einzelnen Wiederholungen, …)
– hier noch eine Frage: sollten die Teile bei jeder Wiederholung beim taktilen Verfahren an der selben Stelle gemessen werden? – Ist das überhaupt möglich? Gibt es u.U. bei Aluminium bei so einer geringen Messkraft Verformungen die später als Unsicherheit eingeht?5. Verfahren 1 (Auflösung hoch genug?, Cp und Cpk bestimmen)
6. Verfahren 2 (sämtliche Einflussfaktoren mit deren Unsicherheiten bestimmen (erweiterte MU errechnen) und auf Fähigkeit (Eignung) des Messprozesses überprüfen; Eignungsgrenzwert „Qmp“ errechnen); Messprozesse auf dessen Güte überprüfen („TOLmin“ errechen).
– Die Berechnungen laufen natürlich über die Q-DAS-Software –
Wenn ich als Prüfer allein agiere, kann ich dabei eigentlich einen Bedienereinfluss hineinrechen? Meiner Ansicht nach nicht. Wenn ja, wie???? Vielleicht gibt es ja Erfahrungswerte? –
Das war’s erstmal.
Danke für die Antwort(en)
Ich meine bei 5. natürlich Cg und Cgk.
Hallo QMB123!
Ohne jetzt Barbara vorgreifen zu wollen, fallen mir doch schon ein paar Punkte zu Deinem Versuchsplan ein:
1. Wenn Du eine Beurteilung deiner Meßverfahren willst, darf sich der Prüfling von Messung zu Messung nicht ändern. D.h. meines Erachtens MUSST Du sicherstellen, daß Du immer an der gleichen Stelle mißt und daß selbige Stelle durch die Messung nicht abgeschliffen (oder sonstwie verändert wird).
2. Wenn Du Meßverfahren überprüfen willst, brauchst Du, wenn ich’s noch richtig im Kopf habe, ein Referenz-Meßverfahren, daß Dir den „Wahren Wert“ (oder zumindest eine Annäherung an denselben) liefert.
3. Ich wäre mit Begriffen wie Cg und CgK immer seeehr vorsichtig, wenn ich a) nur eine kleine Stückzahl habe und b) keine Überprüfung auf Normalverteilung vorgenommen hätte.
Schöne Grüße
Frank
„and pray that there’s intelligent life somewhere up in space,
‚cause there’s bugger all down here on earth!“ (Monty Pythons / Galaxy Song)Also zu 1. habe ich mich auch nochmal schlau gemacht. Um die Unsicherheit des Objekteinflusses so gering wie möglich zu halten, sollte an derselben Stelle gemessen werden. Markierung der jeweiligen Stelle.
Kann bei so einer geringen Messkraft (mN)wirklich eine Verformung (rechnerisch sicherlich, ich weiß!). d.h. eine SIGNIFIKANTE Verformung auftreten? Dann muss man halt eine möglichst geringe Messkraft verwenden.2. Hmmm?! Ist das nicht gleichbedeutend mit der Messsystemfähigkeitsuntersuchung (Verfahren 1) mithilfe eines Raunormales? Wenn kein Raunormal vorhanden ist, müsste man ein Referenzobjekt aus den vorliegenden Teilen auswählen.
3. Also normalverteilt sind die Werte ja eh nicht. Es handelt sich um eine schiefe Normalverteilung die nullbegrenzt ist.
Ich habe ein Prüfprotokoll von Bosch vorliegen auf dem das Verfahren 1 (Rz Werte werden untersucht; Raunormal) mit Cg und Cgk durchgeführt wird.
xm=1,18; xg=1,128; T=2; Bi=0,052; sg=0,036; R=0,12Bei T würde ich es so verstehen, dass die Werte halt zwischen 0 und 2 Mikrometer liegen (oberes und unteres Abmaß).
Hallo QMB123!
Zu 3. noch mal: Damit kannst Du die Angabe von CG und CGK dann einfach vergessen. Lies‘ Dir bitte die Formeln noch mal durch. Es wird von der Streuung ausgegangen – und die Formel für dieselbe basiert nun mal auf der Normalverteilung. Daß auch nahmhafte Firmen da gerne pfuschen, weil jeder gerne bekannte Ausdrücke liest und keiner gerne Fragen stellt, steht auf einem anderen Blatt…
Schöne Grüße
Frank
„and pray that there’s intelligent life somewhere up in space,
‚cause there’s bugger all down here on earth!“ (Monty Pythons / Galaxy Song)Hallo QMB123,
Versuchsplanung ist immer eine gute Idee ;)
Zu Rauheitsmessgrößen und -systemen gibt es eine Vielzahl an Veröffentlichungen, z. B. das 1269 Faltblatt Rauheit von Mitutoyo. Was da für Deine Diplomarbeit sinnvoll, geeignet oder hilfreich ist, lässt sich ungefähr so gut beantworten wie die Frage, welches Auto das Beste für Dich ist: Es kommt darauf an.
Die Prüfmittelfähigkeit ist das Verfahren 1. Das Verfahren 2 ist die Gage R&R mit Bedienereinfluss (oder anderem Einfluss, z. B. verschiedene Messverfahren). Verfahren 3 ist die Gage R&R ohne Bedienereinfluss (nur Einfluss durch Teile).
Als Grundlage kannst Du für die Mess-System- bzw. Mess-Prozess-Bewertung in diese Handbücher schauen:
AIAG: MSA4 Measurement System Analysis
VDA5: Prüfprozesseignung
ISO 22514-7:2012 Statistical methods in process management — Capability and performance — Part 7: Capability of measurement processesDie Prüfmittelfähigkeitsbewertung mit Cg und Cgk gibt es ausschließlich in VDA5. In der ISO 22514-7 wird nur etwas Ähnliches wie der Cg (heißt dort C_MS, Mess-System-Fähigkeit) erwähnt und dafür zusätzlich eine Art Mess-Prozess-Fähigkeit (C_MP). MSA4 stuft diese Art der Mess-System-/Mess-Prozess-Bewertungen mit Fähigkeitszahlen, die an 1 Teil ermittelt werden, als wenig aussagekräftig ein und gibt andere Methoden für den Nachweis funktionierender Mess-Systeme und Mess-Prozesse an (z. B. Untersuchung der systematischen Abweichung und Linearität).
Ein Problem bei der Verwendung von Cg und Cgk ist, dass Du zwingend eine Toleranzbreite (Abstand oberer zu unterer Toleranzgrenze) brauchst. Eine technische Grenze ist KEINE Toleranzgrenze.
Ob es für einen Vergleich von Messmethoden sinnvoll ist, eine zweiseitige Toleranzgrenze vorzugeben, halte ich für diskussionsbedürftig. Denn die Toleranzgrenzen werden nach Anwendungsfall unterschiedlich sein und haben erstmal mit der Messung, dem Mess-System oder Mess-Prozess nichts zu tun.
Sinnvoller fände ich es die Mess-Methoden allgemein (ohne Toleranz) hinsichtlich ihrer Übereinstimmung zu vergleichen. Dafür gibt es unterschiedliche Ansätze, z. B. findest Du in MSA4 diverse Ideen dazu.
Allgemein kannst Du in Kleppmann: Taschenbuch Versuchsplanung sehr viel zu statistischer Versuchsmethodik finden.
Zu Deinen bisherigen Überlegungen:
1. Anzahl der zu prüfenden Werkstücke pro Versuch angeben(hier jeweils 15 Stück)
Warum 15? Warum nicht 2 oder 20?
3. Zu untersuchende Oberflächenkennwerte angeben (Ra, Rz, Rzmax)
Warum nimmst Du nur die R-Kenngrößen und keine Flächen-Größen (s. z. B. Quality Engineering-Artikel Rauheitsmessung? Die Flächenmessung kann die Rauheit/Oberflächenstruktur eines Werkstücks sehr viel genauer charakterisieren als die Linien-Messung.
4. Versuchsablauf (Messung der Teile in zufälliger (unterschiedlicher) Reihenfolge bei den einzelnen Wiederholungen, …)
Die zufällige Versuchsreihenfolge ist auf jeden Fall eine hervorragende Idee. Versuchsplanungs-Software hilft an dieser Stelle, den Zufall in den Plan zu bekommen.
– hier noch eine Frage: sollten die Teile bei jeder Wiederholung beim taktilen Verfahren an der selben Stelle gemessen werden?
Eigentlich schon, damit Du die Genauigkeit des Messverfahrens im Vergleich zu anderen Messverfahren bestmöglich von den unterschiedlichen Werten bei verschiedenen Oberflächen trennen kannst. Die Frage ist nur, ob Du überhaupt eine Chance hast, die exakt gleiche Stelle zu messen. (Ich bezweifel das.)
5. Verfahren 1 (Auflösung hoch genug?, Cp und Cpk bestimmen)
Verfahren 1 (nach VDA5) liefert die Kenngrößen Cg und Cgk (g: gage oder gauge). Cp und Cpk sind Prozessfähigkeits-Kenngrößen. Wie oben schon erwähnt: Verfahren 1 mit Cg und Cgk ist nur bei zweiseitiger Toleranz anwendbar.
6. Verfahren 2 (sämtliche Einflussfaktoren mit deren Unsicherheiten bestimmen (erweiterte MU errechnen) und auf Fähigkeit (Eignung) des Messprozesses überprüfen; Eignungsgrenzwert „Qmp“ errechnen); Messprozesse auf dessen Güte überprüfen („TOLmin“ errechen).
Auch Q_MP (nach VDA5, ISO 22514-7) ist nur und ausschließlich für zweiseitige Toleranzbereiche berechenbar. Ob das bei Rauheitsmesswerten sinnvoll ist, sollte nochmal überlegt werden. Das Gleiche gilt für T_min, denn auch hier wird eine zweiseitige Tolerierung bestimmt.
– Die Berechnungen laufen natürlich über die Q-DAS-Software –
„Natürlich“ find ich das jetzt gerade mal nicht. Du kannst für die Versuchsplanung und -auswertung destra (Q-Das) nehmen oder auch andere Versuchsplanungs-Software (z. B. Minitab, JMP, Design Expert).
Die Auswertung mit den Unsicherheits-Budgets u_i nach GUM/VDA5/ISO 22514-7 bietet nur solara (Q-Das, s. Übersicht Q-Das-Produkte); Versuchsplanungssoftware (auch destra) hat andere Schwerpunkte. Ob das mit den Unsicherheitsbudgets Dich tatsächlich bei dem Vergleich der Rauheitsmessungen bzw. Oberflächen-Charakterisierung ans Ziel bringt, würd ich nochmal überlegen.
Wenn ich als Prüfer allein agiere, kann ich dabei eigentlich einen Bedienereinfluss hineinrechen? Meiner Ansicht nach nicht. Wenn ja, wie???? Vielleicht gibt es ja Erfahrungswerte? –
Ohne Prüfereinfluss durch verschiedene Prüfer kannst Du auch keinen Prüfereinfluss untersuchen. Der „Prüfer“ ist allerdings nach MSA4 nur der häufigste Einfluss. Dieser Einfluss kann lt. MSA4 genauso ein Einfluss durch andere Unterschiede in der Mess-Situation sein, z. B. verschiedene Messgeräte, verschiedene Mess-Orte, usw. (VDA5 empfiehlt für Verfahren 2 / Gage R&R die Methoden aus MSA4.)
Ich hoffe das hilft Dir ein Stück weiter.
Viele Grüße
Barbara
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Eine gute wissenschaftliche Theorie sollte einer Bardame erklärbar sein.
(Ernest Rutherford, Physiker)Hallo.
Also jetzt bin ich ein bisschen schlauer.
Ich habe am Wochenende auch nochmal den Versuchsplan überarbeitet. Mein Betreuer empfahl mir die Bücher VDA 5 und Eignungsnachweis von Prüfprozessen von der Q-DAS. Dort war mein Erstaunen auch groß, als ich gelesen hatte, dass diese Art der Auswertung nicht für Oberflächenmessungen geeignet ist. Das mit dem nullbegrenzten Merkmal ist mir dann auch später erst ganz klar geworden. Dass Bosch oder andere es trotzdem anwenden (Prüfplan von 2001) verwundert mich als Laie natürlich schon. Fühle mich jetzt ein bisschen überfordert.
Das MSA4 Buch find ich in keiner Bibliothek. Entweder bitte ich den TÜV es mir ein paar Monate auszuleihen (beim VDA 5 hat es funktioniert) oder ich muss mir was überlegen.Also, ich werde jetzt so vorgehen (angelehnt an VDA 5): Jeweils die Unsicherheiten berechnen (Prüfereinfluss = Anzahl Messverfahren). Beim Messsystem und Messprozess jedoch nicht die Eignungsgrenzwerte verwenden (Cg und Cgk eh nicht). Also erstmal nur bis zur erweiterten Messunsicherheit rechnen und dann versuchen einen Vergleich herzustellen.
Gruß
Also ich habe nochmal im Buch „Eignungsnachweis von Prüfprozesses“ der Q-DAS herumgeblättert. Dort wird unter 5.2.6 Verfahren 1 für einseitig begrenzte Merkmale beschrieben. Zitat: „Bei der Berechnung der Fähigkeit wird die Normalverteilung der Messwerte zugrunde gelegt. Dies gilt auch für nicht normalverteilte Merkmalswerte.“ Dann ist eine schiefe NV abgebildet mit 0-Grnze und OSG. Bei der Berechnung des Cgk-Wertes muss man Xg mit Xm des Normales vergleichen. Je nachdem was größer ist, dieser Wert wird als erstes in die Formel für Bi eingesetzt. Also entweder Xg-Xm oder Xm-Xg.
Hallo QMB123,
zur MSA4 kannst Du sehr viele sehr gute Dinge in Miners’s Blog bei elsmar.com nachlesen:
http://elsmar.com/Forums/blog.php?u=3134Du findest das Handbuch auch über die Fernleihe (ISBN 9781605342115, z. B. über den Karlsruher Virtuellen Katalog (KVK), einer der größten Online-Kataloge für Bücher, Zeitschriften und andere Veröffentlichungen).
Rauheitsmess-Prozesse sind sehr gut für die Mess-Prozess-Bewertung geeignet, ob nun nach VDA5 oder MSA4. Nur die Verfahren, die eine zweiseitige Tolerierung voraussetzen (Cg, Cgk, Tol_min, Q_MS) funktionieren nicht bzw. nur dann, wenn das Ziel keine möglichst glatte Oberfläche ist (=nur obere Toleranzgrenze gegeben ist).
Wenn es Dir um den direkten Vergleich von Messverfahren geht, könntest Du auch einen direkten Vergleich über die Auswertung von statistischen Versuchsplänen machen. Damit würdest Du auch einige konzeptionelle Schwierigkeiten beim Unsicherheits-Budget-Ansatz vermeiden und direkt nach deutlichen (signifikanten) Unterschieden zwischen den Mess-Ergebnissen suchen (z. B. signifikante Unterschiede bei verschiedenen Teilen/Oberflächen oder signifikante Unterschiede bei verschiedenen Messverfahren).
Die Schwierigkeit bei den Unsicherheitskomponenten ist, dass Alles in eine Streuungs-Komponente u_i umgewandelt werden muss, auch solche Einflüsse, die „nur“ den Wert linear verändern und keinen Effekt auf die Streuung haben (Beispiele: Temperatur-Koeffizienten, systematische Abweichung).
Viele Grüße
Barbara
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Eine gute wissenschaftliche Theorie sollte einer Bardame erklärbar sein.
(Ernest Rutherford, Physiker)Hallo QMB123,
zum Thema einseitige Fähigkeiten bei Q-Das findest Du hier im Forum einiges über die Suche-Funktion.
Sehr viel detailliertere Infos stehen im Thread Cp bei eins. begrenzt. Merkm. mit qs-STAT falsch? (Simple Quality Forum).
Immer die Normalverteilung bei der Berechnung der Fähigkeits-Kennzahlen anzuwenden ist auf jeden Fall falsch und führt zu wenig brauchbaren Zahlenspielereien. Wenn es um die Wiederholmessungen an 1 Normal geht, müssten die Werte um den Referenzwert zufällig streuen und damit normalverteilt sein, wenn der Referenzwert weit genug von der technischen Grenze entfernt ist.
„Weit genug“ heißt, dass die technische Grenze außerhalb des Bereichs Mittelwert+/-3*Standardabweichung liegt.
Das hat nichts mit der Berechnung der systematischen Abweichung Bi zu tun. Die systematische Abweichung ist immer der Absolutwert zwischen Mittelwert der Messdaten und Referenzwert des Normals.
Ich würde Dir in jedem Fall empfehlen, neben den deutschen auch englische Fachbücher und Normen zu lesen, die sind im Allgemeinen aus statistischer Sicht brauchbarer und theoretisch sauberer.
Viele Grüße
Barbara
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Eine gute wissenschaftliche Theorie sollte einer Bardame erklärbar sein.
(Ernest Rutherford, Physiker)Hallo.
Da scheine ich ja in ein richtiges Wespennest gestochen zu haben, oder?! ;))
Naja, ich muss das ersteinmal auf mich wirken lassen.Ich habe jedoch noch eine Frage an Barbara. Ich hatte diese Frage schon einmal gestellt. Irgendwie habe ich aber die Antwort nicht so richtig verstanden. Also:
Ich führe die Versuche ja allein durch. Also kann ich keinen Prüfereinfluss direkt feststellen. Dort hast du mir Verfahren 2 empfohlen. Statt der Anzahl Prüfer einfach die Anzahl der zu untersuchenden Verfahren für EINE Gage R%R-Untersuchung einzusetzen. Somit hätte ich ja nur einen Wert heraus. Aber ich benötige doch 3, oder?! Wie kann ich denn die Messverfahren untereinander vergleichen. Da stehe ich irgendwie auf dem Schlauch !!!??? Totales Verständnisproblem!
Bei der Durchführung von Verfahren 3 (ohne signifikanten Bedienereinfluss) hätte ich ja jeweils die Werte für die 3 Messverfahren.Zweite Frage: Wie sieht dieses Vorgehen bei VDA 5 aus, um auf die Unsicherheitskomponente zu kommen. Mache ich es wie bei Verfahren 2 und benutze jeweils die errechnete Unsicherheitskomponente für alle 3 Messverfahren?
Bin jetzt auch schon ein bisschen durcheinander.
Danke schonmal für die Antwort.
Hallo QMB123,
dass Du verwirrt bist, ist logisch, denn das Thema ist ordentlich umfangreich ;)
Bevor Du anfängst, Deine Aufgabe / Mess-Situation an Methoden aus einem Handbuch anzupassen, wäre es sinnvoller erstmal zu schauen, wie Deine Mess-Situation aussieht.
Dazu würd ich ein Fischgrätdiagramm zu der Frage „Was hat (möglicherweise) einen Einfluss auf den Messwert?“ erstellen (Vorlage für ein Fischgrätdiagramm in Excel z. B. hinterlegt auf isixsigma.com). Beispiele für Fischgräten-Diagramme bei Messprozessen findest Du in VDA5 (S. 26) und MSA4 (p. 17).
Anschließend kannst Du die Einträge am Diagramm in einer Liste sammeln und bewerten, ob sie für Deine Untersuchung relevant sind. (Ich fänd z. B. bei Metall-Oberflächen die Temperatur des Prüfteils und der Umgebung wichtig.)
Die relevanten bzw. zu untersuchenden Einflüsse können dann im nächsten Schritt gezielt geprüft werden. Dafür liefern VDA5 und MSA4 diverse Methoden.
Bevor Du eine Methode/Methoden auswählen kannst, musst Du erstmal eine vollständige Liste der möglichen Einflüsse haben um entscheiden zu können, welche Methode sinnvoll anwendbar ist.
Wenn es keinen Einfluss durch unterschiedliche Prüfer gibt, weil Du die Messungen allein aufnimmst, kannst Du keinen Prüfereinfluss untersuchen. (Das wäre dann Verfahren 3.)
Statt unterschiedlicher Prüfer kannst Du verschiedene Messmittel oder verschiedene Mess-Strategien verwenden. (Dann ist das Verfahren 2 mit „Prüfer“=Messmittel/Mess-Strategie.)
Je nach Auswertung bekommst Du Antworten auf eine oder beide folgenden Fragen:
1. Gibt es signifikante Unterschiede in den Messwerten bei verschiedenen Messmitteln/Mess-Strategien?
2. Ist die Streuung der Messungen bei den verschiedenen Messmitteln/Mess-Strategien gleich?
3. Wie hoch ist die Unsicherheitskomponente u_GV bei den verschiedenen Messmitteln/Mess-Strategien?Bei den ersten beiden Fragen hast Du so viele Kennzahlen wie Messmittel/Mess-Strategien. Bei der dritten Frage bekommst Du „nur“ eine Kennzahl für die Unsicherheit, die durch verschiedene Messmittel/Mess-Strategien in den Messwert einfließt.
Wenn Du für jedes Messmittel/Mess-Strategie eine eigene Auswertung machen willst, sind das separate Versuche und Du bekommst für jedes Messmittel/Mess-Strategie eine eigene Unsicherheits-Bewertung.
Also: Möglichkeiten gibt es so viele wie Sandkörner am Strand, deshalb erst die Einflüsse systematisch erfassen und bewerten und im zweiten Schritt die passende(n) Methode(n) dafür finden.
Viele Grüße
Barbara
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Eine gute wissenschaftliche Theorie sollte einer Bardame erklärbar sein.
(Ernest Rutherford, Physiker) -
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