QM-Forum › Foren › Qualitätsmanagement › Cmk = Cpk bei werkzeuggebundenen Merkmalen ?
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Habe seit neusten einen Lieferanten zu betreuen der eigendlich nie Cpk Indiezies geführt hat ( geschweige ausgewertet ) -> begründen tut er dies : sein Prozess hängt von der Werkzeugauslegung / beschafenheit ab. Somit macht er auch nur Cmk aufnahmen für 30 – 50 Teile ( dies auch für PPAP.)
Prozess sieht wie folgt aus : Rohlingsbearbeitung , Rollieren , Drehen ,
Rissprüfung in Linie.Was meint Ihr ? Danke
Hallo robbob,
Ich hatte in meiner letzten Firma eine ähnliche Problematik.(Druckguss)
Mit statistik lässt sich jedoch nachweisen, wie lange du produzierem kannst, bis deine Werkzeuge so verschliessen sind, dass du sie wechseln musst.Gruss Carlos
Also würde hierführ eine Exemplarische langzeitanalyse ausreichen -> für ein Teil ,
zu einer Linie ( um trends , sprünge etc. zu erkennen – auch Merklmalbezogen ? )Robbob
Hallo robbob,
wenn der Verschleiß unabhängig von dem bearbeiteten Teil und dem verwendeten Werkzeugmaterial ist, dann würde eine Langzeituntersuchung ausreichen, um bei einem Werkzeug festlegen zu können, wann es günstigstenfalls ausgetauscht werden muss.
Wenn Du allerdings Einflüsse durch das zu bearbeitende Material o. A. oder durch die Beschaffenheit des Werkzeugs und damit Einflüsse auf den Verschleiß hast, dann brauchst Du mehr als nur eine Langzeituntersuchung, um von den Einflüssen unabhängig Angaben machen zu können.
Viele Grüße
Barbara
Hallo Barbara,
…wenn der (Formen-) Verschleiß unabhängig von dem bearbeiteten Teil und dem verwendeten Werkzeugmaterial ist….
Wie geht das denn?
Stationäres Verrosten?
Gib mal ein Beispiel..
aber nicht: …Maschine ist falsch eingestellt und beschädigt die Form..Hallo MG,
was ich meinte war: Wenn der Verschleiß konstant ist, d. h. wenn der Verschleiß immer gleich groß ist, egal welche Teile damit bearbeitet werden (es also nur von der Anzahl bearbeiteten Teile und nicht von der Art der bearbeiteten Teile abhängt) und egal, woraus genau das Werkzeug gemacht ist, dann würde eine Langzeitanalyse ausreichen.
Wenn es aber einen Einfluss durch die Art der bearbeiteten Teile gibt oder einen Einfluss durch die für das Werkzeug verwendeten Materialien, dann ist der Verschleiß nicht konstant und dann müssen diese Einflüsse berücksichtigt werden und dann reicht *eine* Langzeitanalyse nicht aus, weil damit die Streuung durch die Einflüsse nicht ausreichend identifiziert werden können.
Viele Grüße
Barbara
Hallo Barbara,
so etwas gibt es meines Erachtens nach in der Praxis nicht.
Unabhängig vom Bearbeitungsverfahren selbst, ist der Verschleiß eines Werkzeuges immer abhängig vom Werkzeugmaterial, vom zu bearbeitenden Material, von der Bearbeitungsdauer, -temperatur, -druck, -geschwindigkeit, von Kühl- oder Schmierverhältnissen und von Bearbeitungsschwingungen bzw -vibrationen. Dies ändert sich aber mit Art und Anzahl der zu bearbeitenden / herzustellenden Teile.
Und es ist absolut nicht egal, woraus und wie das Werzeug gemacht ist.
Stell Dir eine Walzanlage vor, die Bleche auswalzt, mal im zu kalten, mal im zu warmen Zustand – unterschiedlicher Verschleiß.
Stell Dir die gleiche Walzanlage vor, mit Walzen aus billigem Baustahl…noch unterschiedlicherer Verschleiß.
Stell Dir vor, was immer Du willst, es wird immer Verschleiß des Werkzeuges entstehen.Es gibt aber Bearbeitungsmaschinen, die den Werkzeugverschleiß ausgleichen können.
Beispiel eine Wellenschleifanlage. Die Abnutzung der Schleifscheiben wird durch maschinelles
Nachstellen ausgeglichen, solange bis ein unterer Scheibendurchmesser erreicht ist.
Die Güte der Wellendurchmesser ist dann abhängig von der Maschinenfähigkeit, diesen
Scheibenabrieb auszugleichen. Der Scheibenabrieb ist nur leider auch nicht konstant, sondern
von Charge zu Charge unterschiedlich. Die Maschine selbst altert auch: Lager verändern sich,
Materialien verändern sich usw. D.H.: nichts ist konstant und nichts verschleißfrei.
(Wäre toll, wenn es so wäre – einmal ein Auto gekauft und nie wieder ein neues…)Wenn jetzt allerdings die Fertigungsmaße des Werkstückes eine so hohe Toleranz haben, daß alle Abnutzung und
Streuungen der Maschinenparameter darin verschwinden, dann wäre eine Cmk Rechnung für den
Nachweis der Maschinengrundeinstellung ok, alles weitere wäre waste of time.
Beispiel: eine Bramme wird zu einem Rohr ausgeformt (Krupp’sches Stahlrohrverfahren).
Dabei sind die Maße wegen der Toleranz völlig egal, wichtig ist nur, daß das Material rißfrei ausgeformt wird. Hier Cpk Werte für die Dimensionen zu ermitteln, dürfte wohl nur belächelt werden
Eine Langzeitstudie bringt hier auch nichts.Zudem meine ich, daß ROBBOB den Prozeß, zu dem er die Info haben wollte, etwas ausführlicher
hätte beschreiben sollen, als : Rollieren, Drehen, Rißprüfung…Hallo MG,
danke dass Du versuchst, mir das alles nochmal zu erklären. Die ganzen „wenn“ hab ich in mein Posting geschrieben, weil ich eben die Voraussetzungen aufführen wollte, unter denen der Verschleiß als konstant angesehen werden könnte.
Im Klartext: Ich halte es für ein extrem schmales Brett, wenn jemand behauptet, der Verschleiß sei in seinem Prozess unabhängig von allem anderen. Da ich aber Robbobs Prozess nicht kenne, kann ich das auch nicht von vorneherein ausschließen.
Um mal zur ursprünglichen Frage zurück zu kehren (wann ist Cmk=Cpk):
Für den Cmk werden kurzfristige Daten unter besten Bedingungen gesammelt, bei denen der Einfluss durch den Bediener, das Material, etc. so klein wie möglich bzw. bestenfalls konstant ist.
Beim Cpk werden langfristig Daten unter Normalbedingungen verwendet, die eben durch Verschleiß usw. eine höhere Streuung aufweisen.Der Cmk ist also gleich dem Cpk, wenn sich durch den Normalbetrieb nichts ändert, d. h. die Prozess-Mitte und die Prozess-Streuung absolut gleich bleiben. (Sehr unwahrscheinlich, aber nicht unmöglich.) Die Formeln für die beiden Indizes sind gleich, der Unterschied liegt ausschließlich in der Art der verwendeten Daten.
Um jetzt dem Lieferanten klar zu machen, dass er sich das Leben vielleicht ein bisschen zu einfach macht, wenn er nur Cmk-Indizes berechnet, kann sich Robbob die Werte der Indizes anschauen (sind die konstant, gibt es Schw*ankungen?) und sich die dazu gehörenden Mittelwerte und Streuungsmaße vom Lieferanten geben lassen. Ein simpler Plot der Werte gibt dann einen ersten Einblick, ob die Cmk-Werte an sich stabil sind. Wenn dabei schon größere Schw*ankungen auftreten, dann ist der Prozess vielleicht kurzfristig fähig, aber nicht besonders robust.
Ansonsten könnte er den Lieferanten darauf hinweisen, dass die Anforderungen an Cmk’s im allgemeinen strenger sind als die an Cpk’s, weil eben im Normalbetrieb größere Schw*ankungen auftreten. Um die Höhe dieser zusätzlichen Streuung bestimmen zu können, braucht es dann Daten aus dem Normalbetrieb, mit dem der Cpk berechnet werden kann.
Und wie immer an dieser Stelle noch der Hinweis: FähigkeitsindizesmachennurbeinormalverteiltenDatenSinn.
Viele Grüße
Barbara
PS: Die Sternchen bei den Schw*ankungen stehen nur da, weil der Wortteil w*a*n*k von der Forumssoftware sonst durch Sternchen überblendet wird.
Vielleicht hilft dies:
Frage:
Ist Cmk = Cpk möglich?Bildet man das Verhältnis von Cmk und Cpk bekommt man:
(To-Xquer)/(To-Xquerquer) = S / Sgew
Bedingung: Xquer ~ Xquerquer
damit ergibt sich: Sgew ~ S
Damit ist:
Cmk ~ CpkIst das praktisch möglich?
Betrachten man die 6 M’s unter modernsten Voraussetzungen:
Mensch = ist ausgenommen, d.h: Maschine arbeitet über Software selbstständig
er dient nur noch dazu, das Werkstück einzulegen und die Maschine zu starten
und wenn er das nicht richtig macht, bekommt er von der Maschine einen
entsprechenden Hinweis.
Maschine = justiert sich durch Nachführung selbstständig mittels modernster
Korrektursoftware und permanenter Maßüberwachung sowie der Überwachung
der Maschinenparameter: Öldruck, Temp, usw.
Material = hohe Qualität eingesetzt, so daß als konstant gelten kann,
kleinere Abweichungen werden von Maschine ausgeglichen oder größere
als Ausschuß erkannt, d.h.: Maschine verweigert weitere Bearbeitung
wenn Material über internes Meßprogramm als zu instabil erkannt wird.
Methode = ist konstant
Messung = Laser und Ultraschallsensoren, in Maschine integriert, kalibrieren sich selbst
überwachen Maße permanent
Mitwelt = ist konstant, abgekappseltes Fertigungszentrum mit konstanter
Temp., Luftfeuchte und vibrationsabsorbierenden FundamentenDann wird sich Cmk und Cpk statistisch nicht mehr unterscheiden und jegliche Langzeit-
untersuchung ist überflüssig. Abgesehen davon, kann man die Meßwerte, die Statistik aus der
Maschine, bzw. dem zugehörigen Computer, jederzeit abrufen.Sowas gibt es nicht?
Doch.
In China entstehen derzeit solche Fertigungszentren mit Maschinenparks, die das Beste
vom Besten sind und jeglicher Qualitätskontrolle hinsichtlich Fähigkeitsbestimmungen
spotten. Hier spielen sich andere Faktoren in den Vordergrund.Anmerkung:
Dies sind jedoch Bearbeitungszentren, die keine Tools als „Formen“ haben, sondern reine
„Bearbeitungs“-Tools höchster Güte (Diamant-Werkzeuge).
Formen-Werkzeuge, die Prägefunktion haben, d.h: die die Produktmaße enthalten und
diese an den Produktwerkstoff abgeben, wie auch immer, werden immer einem Verschleiß
unterliegen, der, je nach Materialbeschaffenheiten des Produktes und der Form, sowie den
Prozeßbedingungen, schneller oder langsamer ist.
Behauptet jetzt jemand, daß kein Formenverschleiß vorliegt, ist diese Aussage sehr stark
Abhängig von der Kombination Formmaterial, Produktmaterial und Formgebungsverfahren.Unter folgender Voraussetzung läßt sich hier eine relativ schnelle Analyse durchführen:
1. Cm und Cmk- Werte wurden zu Anfang ermittelt, liegen also vor.
2. SPC wird nicht gemacht ( warum auch immer…sonst hätte man Cp /Cpk Daten)
3. Die gelieferten Produkte werden mit einer dokumentierten Ausgangsprüfung (DAP)
festgelegter Maße abgeliefert. (AOQL bzw AQL sind vereinbart und mit Daten hinterlegt)
Jetzt einfach die Werte der DAP mit entsprechenden Maßen der Cmk Analyse korrelieren
Gibt es jedoch ausser den Cm / Cmk Werten keine weiteren Abnahme-Daten – dann sollten
verschiedene Leute mal ganz dringend miteinander reden…Man kann als letzten Ausweg dann , um eine Langzeitanalyse zu umgehen, über eine
Versuchsmatrix (DoE) das Produktverhalten in den Grenzwertbereichen ermitteln und im
Unkehrschluß diese Werte mit den Cm / Cmk Werten korrelieren (Ist jedoch teuer, führt aber
schneller zum Ziel).
Sind die Werte bei einem statistischen Vergleich dann als identisch zu betrachten, läßt sich
entsprechend des Konfidenz-Levels die Aussage tätigen, das Cm / Cmk Werte und Cp / Cpk Werte
gleich sind, da der Prozeß auf einem robusten Niveau arbeitet.
Wenn nicht, ist die Aussage der Werkzeuggebundenheit der Maße nicht mehr zu halten, da schon
durch Parameterveränderungen innerhalb des Toleranzbereiches ein Maßeinfluß vorhanden ist, der durch Werkzeugabnutzungen noch verstärkt wird.
Um die Versuchsmatrix zu beschleunigen, lassen sich manchmal Historiedaten (sofern vorhanden)
in die Matrix einbauen (Spart Zeit und Kosten) .An dieser Stelle möchte ich gerne sagen:
NichtNormaLvertEilungEnlassensIchdurChtransfOrmat
ioniNdienoRmalverTeilungÜberFührenwOmitdiegeSetze
dernOrmalverTeilungWiederaNwendBarsiNd.geändert von – MG on 16/05/2005 16:17:31
Hallo MG,
die Formeln für den Cm und Cp (bzw. Cmk und Cpk) sind *gleich* (s. z. B. DGQ Bankd 16-33 „SPC 3 – Anleitung zur Statistischen Prozesslenkung (SPC)“). Das einzige, was sich ändert, sind die Einflussmöglichkeiten.
Insofern ist Cm=Cp (bzw. Cmk=Cpk), wenn es keine zusätzlichen Streuungen oder Verschiebungen durch Mensch, Maschine, Material, Methode und/oder Mitwelt in der normalen Fertigung (verglichen mit dem Pilot-Prozess bzw. der Kurzzeitfertigung mit einem Teil der Werker, einer Maschine, einem Material, einer Methode und konstanten Umweltbedingungen) gibt.
Versuchsplanung ist ein Tool, mit dem die Einflussfaktoren und die Größe ihres Einflusses auf einen Prozess bestimmt werden können. Durch die Bestimmung der besten Einstellungen der relevanten Einflussfaktoren wird der Prozess optimiert. Anschließend kann die Prozess-Fähigkeit (sowohl kurzfristig über Cm/Cmk als auch langfristig über Cp/Cpk) erneut bestimmt werden.
Die Versuchspunkte in einem Versuchsplan sind aber *nicht* auf die Ränder beschränkt. Die Beschränkung auf die Ränder geschieht nur im Screening und in der Modellierung, z. B. bei Plackett-Burman-Plänen oder Taguchi’s Versuchsplänen, aber nicht im Optimierungs-Schritt, wo (fraktionierte) faktorielle 3^k-Pläne oder Ecken-Zentroid oder D-optimale Pläne angewendet werden.
Für die Versuchsplanung werden auch Versuche durchgeführt, die (wahrscheinlich) weniger gute Teile liefern. Das wird gemacht um nachvollziehen zu können, wie viel schlechter etwas produziert wird, wenn eine von den normalen Einstellungen entfernte Einstellung ausprobiert wird. Insofern kostet Versuchsplanung Geld, Zeit und Ressourcen.
Versuchsplanung ist vor allem dann sinnvoll, wenn nicht genau klar ist, was welchen Einfluss hat und wo das Prozess-Optimum liegt. Unter Berücksichtigung der Kosten-Nutzen-Relation ist DoE insbesondere zur Verkürzung der Entwicklungszeit, zur Robustifizierung eines Prozesses oder wenn die üblichen Methoden nicht ausreichen sehr hilfreich.
Aber: Selbst wenn ein Prozess nach der Optimierung besser und robuster läuft, dann kann es durchaus Einflüsse geben, die zu einem Unterschied zwischen Cm und Cp (bzw. Cmk und Cpk) führen. Mir ist auch kein Testverfahren bekannt, mit dem direkt der Cm und der Cp verglichen werden können. Du kannst testen, ob die Mittelwerte gleich sind, die Standardabweichungen gleich sind (dann ist Cm=Cp) und zusätzlich der Bias gleich 0 ist (dann ist Cmk=Cpk). (Und Du musst dabei natürlich das Problem der Sicherheitswahrscheinlichkeit beim multiplen Testen im Auge behalten bzw. gleich mutliple Testverfahren anwenden.)
Um eine Langzeitanalyse kommst Du trotzdem nicht drumherum, weil Du niemals absolut sicher sein kannst, dass Du wirklich alle Einflüsse erfasst hast. Wenn es z. B. Abhängigkeiten von einer niedrigen Umgebungstemperatur gibt und Du Deine Versuche im Sommer gemacht hast, dann wirst Du diesen Faktor nicht gefunden haben.
Wenn Du versuchst, alle Daten durch irgendwelche Transformationen in eine Normalverteilung zu überführen, dann hast Du zwei Probleme (mindestens):
1. Zeitliche Abhängigkeiten (beispielsweise Autoregression) wirst Du damit nicht wirklich normalverteilt hinkriegen, es sei denn die zeitliche Abhängigkeit ist klein genug oder Du wurschtelst so lange in den Daten herum, bis Deine Stichprobengröße irgendwie das hergibt, was Du gerne haben würdest.
2. Viel entscheidender ist: Eigentlich müssten Messwerte (die ganz normalen wie Dicke, Gewicht, Länge, etc.) normalverteilt sein. Sie müssten einen Schwerpunkt beim Mittelwert haben und gleichmäßig zu beiden Seiten darum streuen. Wenn das nicht so ist, dann hast Du systematische Einflüsse in Deinem Prozess. Werden die Daten nur lange genug transformiert, dann hast Du ggf. etwas, was aussieht wie eine Normalverteilung, aber Du weißt nichts darüber, warum es systematische Abweichungen gibt, wie groß der Einfluss dieser Ursachen ist oder worauf Du achten musst.
Das Ziel der Statistik ist *nicht* alles in eine Normalverteilung zu pressen, sondern Informationen aus Daten zu holen.
Mehr zu den Zusammenhängen zwischen der Verteilung und der Sinnhaftigkeit von Prozessfähigkeitsindizes findest Du in dem Buch „Prozessfähigkeitsindizes in der Qualitätssicherung“ von Jutta Jessenberger (ist allerdings ziemlich mathematisch-theoretisch). Die Kernaussage ist und bleibt: Ohne Normalverteilung machen Prozessfähigkeitsindizes keinen Sinn und sind für die Prozess-Beurteilung ungeeignet.
Viele Grüße
Barbara
Hallo Barbara,
das ist eine tolle Diss., oder wie ist das
mit den Wechselwirkungen?Was genau, gibst Du robbot jetzt eigentlich
praktisch mit auf den Weg der Problemlösung?Zu mir:
Ich habe bisher erst 132 DoE’s gemacht –
habe da sicher noch Nachholbedarf.
Ich versuche erst seit 30 Jahren durch
angewandte Statistik Fertigungsprobleme
zu lösen – gelingt mir auch nicht immer.Aber ich bin lernfähig….kannst Du mir das
Buch von Jutta mal leihen?Hallo MG,
schön dass Du so viel Erfahrung in der Anwendung statistischer Methoden hast.
Was ich robbob sagen würde?
Sag Deinem Lieferanten, dass er seinen Prozess tiefer untersuchen soll oder ihm die Daten geben soll, damit Du sie untersuchen kannst.
Denn Cmk ist (im Allgemeinen) ungleich Cpk.Was würdest Du denn robbob raten?
Das Buch von Jessenberger kriegst Du bei amazon; mein Exemplar ist leider unverleihbar.
Viele Grüße
Barbara
Danke noch einmal , war bei diesen Lieferanten für etwas mehr wie ne woche und habe mitunter ne Studie dort durchgeführt.
Habe feststellen müssen das diese werkzeuge doch trends unterliegen , und das Parameter von den Operatoren verändert werden können. Somit muss ich woll langzeitprozessfähigketen von diesem Lieferanten verlangen. Danke nochmal für die Beiträge.
Gruss
Robbob -
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