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E-Book

Eignungsnachweis von Prüfprozessen

Prüfmittelfähigkeit und Messunsicherheit im aktuellen Normenumfeld

AutorAlfred Schulze, Edgar Dietrich
VerlagCarl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr2014
Seitenanzahl518 Seiten
ISBN9783446429253
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis39,99 EUR

In der Fertigung muss die Eignung eines Prüfprozesses nachgewiesen werden. Diese Forderung ist in mehreren internationalen Normen, Verbandsrichtlinien und Firmenrichtlinien der Automobilindustrie zwingend vorgeschrieben. Damit soll vor allem das Risiko einer Produkthaftung abschätzbar und beherrschbar werden.
Während sich die Prüfmittelfähigkeit in der Automobilindustrie in den letzten Jahren durchgesetzt hat, kommt heute die Bestimmung der Erweiterten Messunsicherheit als Alternative für den Eignungsnachweis bzw. die Verwendbarkeit der Messprozesse hinzu.
Das Buch gibt eine umfangreiche Orientierung und Hilfestellung zu diesen Forderungen für die industrielle Produktion. Die dabei beschriebenen Verfahren sind in mehreren, im Buch enthaltenen Firmenrichtlinien (Bosch, DaimlerChrysler, General Motors Powertrain) angewandt. Die damit gewonnenen Erfahrungen bestätigen den praktischen Nutzen.
Folgende Normen sind berücksichtigt:
·DIN EN ISO 9001:2000 und ISO/TS 16949
·QS-9000, MSA 3. Ausgabe
·VDA 6.1, VDA 5 'Prüfprozesseignung'
·DGQ 13-61 'Prüfmittelmanagement'
·GUM / DIN EN V 13005
·DIN EN ISO 14253
·DIN EN ISO 10012:2003
·VDI/VDE/DDGQ 2618
In der 4. Auflage werden alle Änderungen infolge der neuen VDA 5-Richtlinie sowie der ISO 22514-7 berücksichtigt.

Dr.-Ing Edgar Dietrich und Dipl.-Ing Alfred Schulze sind Inhaber der Q-DAS GmbH, Weinheim

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
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97834464292532
97834464292532
Vorwort6
Vorwort zur 2. Auflage8
Vorwort zur 3. Auflage9
Vorwort zur 4. Auflage10
1 Prüfprozesseignung18
1.1 Einführung18
1.1.1 Warum Prüfprozesseignung?18
1.2 Historischer Rückblick und Ausblick26
1.2.1 Entwicklung „Prüfprozessfähigkeit“27
1.2.2 Entwicklung „Prüfprozesseignung“29
1.2.3 „Prüfprozess oder Messprozess?“30
1.3 Anmerkung Autoren zu MSA und VDA 531
1.4 Experimentelle Beurteilung32
2 Definitionen und Begriffe36
2.1 Prozess36
2.2 Prüfprozess36
2.3 Prüfen37
2.4 Prüfmittel38
2.5 Messabweichungen und Messunsicherheit41
2.5.1 Messabweichungen41
2.5.1.1 Systematische Messabweichungen41
2.5.1.2 Zufällige Messabweichungen42
2.5.2 Messergebnis43
2.5.3 Wiederholpräzision43
2.5.4 Vergleichspräzision44
2.5.5 Linearität45
2.5.6 Stabilität/Messbeständigkeit47
3 Einflussgrößen auf den Messprozess48
3.1 Typische Einflussgrößen48
3.2 Auswirkung der Einflussgrößen beim Messsystem51
3.3 Bewertung des Messprozesses54
4 Prüfmittelfähigkeit als Eignungsnachweis für Messprozesse58
4.1 Grundlegende Verfahren und Vorgehensweise58
4.2 Beurteilung Messmittel61
4.2.1 Unsicherheit des Normals/Einstellmeister61
4.2.2 Einfluss der Auflösung64
4.2.3 Beurteilung der Systematischen Messabweichung66
4.2.4 Verfahren 169
4.2.5 Qualitätsfähigkeitskenngrößen Cg und Cgk73
4.2.6 Verfahren 1 für einseitig begrenzte Merkmale81
4.2.7 Verfahren 1 für mehrere Merkmale84
4.2.8 Linearität85
4.2.8.1 Begriffserklärung „Linearität“85
4.3 Beurteilung Prüfprozess94
4.3.1 Spannweitenmethode (Short Method)94
4.3.2 Verfahren 2: %GRR mit Bedienereinfluss96
4.3.2.1 Numerische Auswertung der Versuchsdaten104
4.3.3 Verfahren 3: %GRR ohne Bedienereinfluss119
4.4 Überprüfung der Messbeständigkeit122
4.5 Weitere Verfahren126
4.5.1 Verfahren 4126
4.5.2 Verfahren 5129
4.6 Vorgehensweise nach CNOMO131
5 Eignungsnachweis von attributiven Prüfprozessen134
5.1 Lehren134
5.2 Lehren oder Messen135
5.3 Voraussetzungen für eine erfolgreiche attributive Prüfung136
5.4 Untersuchung von attributiven Prüfprozessen „Short Method“137
5.5 Untersuchung von attributiven Prüfprozessen „Erweiterte Methode“140
5.5.1 Einleitung140
5.5.2 Testen von Hypothesen145
5.5.2.1 Aufbau einer Kreuztabelle für zwei Prüfer146
5.5.3 Kappa-Koeffizient nach Fleiss150
5.5.4 Beurteilung der Effektivität eines attributiven Prüfsystems153
5.5.4.1 Effektivität bei einem Prüfer ohne Referenz-Vergleich154
5.5.4.2 Effektivität bei einem Prüfer mit Referenz-Vergleich155
5.5.4.3 Effektivität bei allen Prüfern ohne Referenz-Vergleich156
5.5.4.4 Effektivität bei allen Prüfer mit Referenz-Vergleich157
5.5.5 Methode der Signalerkennung158
5.5.5.1 Symbol-Erläuterung158
6 Anmerkungen zur MSA 4th Edition164
6.1 Begriffsdefinition164
6.1.1 Separate Betrachtung Messsystem165
6.1.2 Auflösung Messgerät165
6.2 Systematische Messabweichung und Linearität165
6.3 %GRR-Wert das Maß der Dinge166
6.4 Bezugsgrößen beeinflussen das Ergebnis167
6.4.1 Teilestreuung167
6.4.2 Prozess- und Vorläufige Prozessstreuung168
6.4.3 Die Toleranz als sinnvolle Bezugsgröße168
6.4.4 Wahrscheinlichkeit 99,73.% anstatt 99.%168
6.4.5 Attributive Prüfprozesse169
7 Erweiterte Mess­unsicherheit als Eignungsnachweis für Messprozesse170
7.1 Guide to the expression of Uncertainty in Measurement170
7.1.1 Grundlagen170
7.1.2 Zielsetzung und Zweck der GUM171
7.1.3 Anwendungsbereich172
7.1.4 Der Inhalt des Leitfadens174
7.1.5 Definitionen und Begriffe174
7.2 Ermittlung von Messunsicherheiten178
7.2.1 Ermittlung der Standardunsicherheit179
7.2.2 Ermittlung der kombinierten Standardunsicherheit185
7.2.3 Ermittlung der erweiterten Unsicherheit187
7.2.4 Protokollierung der Unsicherheit190
7.2.5 Angabe des Ergebnisses191
7.3 Beispiel GUM H.1 Endmaß-Kalibrierung191
7.3.1 Messaufgabe192
7.3.2 Standardunsicherheiten192
7.3.2.1 Unsicherheit u(lS) der Kalibrierung des Normals193
7.3.2.2 Unsicherheit u(d) der gemessenen Längendifferenz193
7.3.2.3 Unsicherheit u(aS) des Wärmeausdehnungskoeffizienten195
7.3.2.4 Unsicherheit u(T) der Temperaturabweichung des Endmaßes195
7.3.2.5 Unsicherheit u(da) der Differenz der Ausdehnungskoeffizienten196
7.3.2.6 Unsicherheit u(dT) der Temperaturdifferenz der Maße196
7.3.2.7 Kombinierte Standardunsicherheit197
7.4 Kalibrierung eines Gewichtsstückes mit dem Nennwert 10 kg (S2)200
7.4.1 Messaufgabe200
7.4.2 Standardunsicherheiten200
7.4.3 Erweiterte Messunsicherheit und vollständiges Messergebnis204
7.5 Kalibrierung eines Messschiebers205
7.5.1 Messaufgabe205
7.5.2 Standardmessunsicherheit (S10.3.–.S10.9)206
7.5.3 Erweiterte Messunsicherheit und vollständiges Messergebnis209
7.6 Interpretation des GUM für Prüfprozesse in der Serienfertigung211
8 Erweiterte ­Messunsicherheit nach ISO.22514-7 bzw. VDA 5212
8.1 Ablaufschema212
8.1.1 Schematisierte Vorgehensweise214
8.1.2 Eignung des Messprozesses mit minimaler Toleranz215
8.1.3 Bestimmung der Standardunsicherheiten217
8.2 Fallbeispiele Standardunsicherheit222
8.2.1 Standardunsicherheit uCAL222
8.2.2 Standardunsicherheit der Auflösung uRE222
8.2.3 Standardunsicherheit uBI223
8.2.4 Standardunsicherheit uMS bei Standardmessmittel224
8.2.5 Standardunsicherheit durch Gerätestreuung am Referenzteil uEVR226
8.2.6 Standardunsicherheit durch Gerätestreuung am Objekt uEVO226
8.2.7 Standardunsicherheit durch den Bedienereinfluss uAV228
8.2.8 Standardunsicherheit durch das Messobjekt uOBJ228
8.2.9 Standardunsicherheit durch Temperatureinfluss uT231
8.2.10 Standardunsicherheit durch Linearitätsabweichungen uLIN235
8.3 Mehrfachberücksichtigung von Unsicherheitskomponenten238
8.4 Bestimmung der Erweiterten Messunsicherheit238
8.5 Berücksichtigung der erweiterten Messunsicherheit an den Spezifikationsgrenzen239
8.6 Fallbeispiele240
8.6.1 Längenmessung mit einem Standardmessmittel240
8.6.1.1 Beurteilung des Messsystems241
8.6.1.2 Beurteilung und Nachweis der Messprozesseignung242
8.6.2 Längenmessung mit speziellem Messmittel247
8.7 Fallbeispiel aus VDA 5253
8.7.1 Messprozesseignung mit drei Bezugsnormalen253
8.8 Eignungsnachweis für einen attributiven Prüfprozess mit dem Bowker-Test257
9 Vergleich Firmenrichtlinien, MSA mit VDA.5 bzw. ISO 22514-7264
10 Vereinfachte Bestimmung der Messunsicherheit270
10.1 AIO-Verfahren („All-in-One“-Verfahren)270
10.1.1 Nachweis der Prüfprozesseignung270
10.1.2 Bestimmung der erweiterten Messunsicherheit270
10.1.2.1 Bestimmung der einzelnen Standardunsicherheiten271
10.2 Fallbeispiele zum Verfahren „All-in-One“274
10.2.1 Messprozess mit linearer Maßverkörperung275
10.2.2 Messprozess ohne lineare Maßverkörperung277
11 Sonderfälle bei der Prüfprozesseignung280
11.1 Was ist ein Sonderfall?280
11.2 Typische Sonderfälle280
12 Umgang mit nicht geeigneten Messprozessen282
12.1 Vorgehensweise zur Verbesserung von Prüfprozessen282
13 Typische Fragen zur Prüfprozesseignung286
13.1 Fragestellung286
13.2 Antworten286
14 Eignungsnachweis bei der Sichtprüfung290
14.1 Anforderungen an die Sichtprüfung290
14.2 Eignungstest für Sichtprüfer291
15 Beschaffung von Prüfmitteln294
15.1 Beispiel für Messaufgabenbeschreibung295
15.2 Beispiel für Lastenheft296
16 Eignungsnachweis für Prüfsoftware298
16.1 Allgemeine Betrachtung298
16.2 Das Märchen von der „Excel Tabelle“301
16.3 Testbeispiele zur Prüfmittelfähigkeit304
17 Anhang318
17.1 Tabellen318
17.1.1 d2*-Tabelle zur Bestimmung der K-Faktoren u. Freiheitsgrade für t-Werte318
17.1.2 Eignungsgrenzen gemäß VDA 5321
17.1.3 k-Faktoren321
17.2 Auswirkung des Messprozesses auf die Prozessfähigkeit322
17.3 Modelle der Varianzanalyse324
17.3.1 Messsystemanalyse – Verfahren 2324
17.3.2 Messsystemanalyse – Verfahren 3329
17.4 Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen331
17.5 Formeln335
17.6 Literaturverzeichnis337
17.7 Abbildungsverzeichnis341
17.8 Tabellenverzeichnis348
Leitfaden zum „Fähigkeitsnachweis von Messsystemen“350
Musterdokumentation384
GM Powertrain386
Bosch434
DaimlerChrysler458
Index512
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