Lernfeld 11 · Prüfung Teil 2

Statistische Qualitätssicherung

Statistische Qualitätssicherung: Prozessfähigkeit Cp und Cpk, Fehlerrate in ppm, 8D-Report, Poka Yoke und Reklamationsbearbeitung erklärt.

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Darum geht es

Ein Prozess ist fähig, wenn seine Streuung deutlich in die Toleranz passt. Der Index $C_{p}$ vergleicht die Toleranzbreite mit der Prozessstreuung von sechs Standardabweichungen. Er sagt nichts über die Lage. Der Index $C_{p k}$ berücksichtigt zusätzlich, wie weit der Mittelwert von der näheren Toleranzgrenze entfernt ist. Liegt der Prozess genau mittig, sind beide gleich. In der Industrie wird häufig $C_{p k} \geq 1, 33$ gefordert.

Fehlerraten gibst du bei kleinen Werten in ppm an, also Fehler je eine Million. Bei Lötstellen bezieht man die Fehler auf alle Lötstellen, nicht auf die Baugruppen. Regelkarten zeigen Mittelwert und Streuung von Stichproben über die Zeit, damit du Trends erkennst, bevor Ausschuss entsteht.

Bei Reklamationen arbeitet ein Team nach der 8D-Methode: Team bilden, Problem beschreiben, Sofortmaßnahme zum Schutz des Kunden, Ursache ermitteln, Abstellmaßnahme festlegen, umsetzen und prüfen, Wiederholung verhindern und das Team würdigen. Werkzeuge zur Ursachensuche sind Ishikawa-Diagramm und 5-Why. Poka Yoke verhindert Fehler konstruktiv, etwa durch einen codierten Stecker, der nur in einer Lage passt.

Das solltest du dir merken

$C_{p}$ bewertet nur die Streuung, $C_{p k}$ auch die Lage.
Für $C_{p k}$ zählt die Toleranzgrenze, die näher am Mittelwert liegt.
ppm heißt Fehler je eine Million Teile oder Lötstellen.
Die Sofortmaßnahme schützt den Kunden, die Abstellmaßnahme beseitigt die Ursache.

Formeln

Prozessfähigkeit: $C_{p} = \frac{O G W - U G W}{6 σ}$; $O G W$ und $U G W$ obere und untere Toleranzgrenze, $σ$ Standardabweichung des Prozesses, gleiche Einheit
Kritische Prozessfähigkeit: $C_{p k} = \frac{m i n ( O G W - x ˉ , x ˉ - U G W )}{3 σ}$; $x ˉ$ Prozessmittelwert, $O G W$ , $U G W$ Toleranzgrenzen, $σ$ Standardabweichung
Fehlerrate in ppm: $pp m = \frac{n _{Fehler}}{n _{gesamt}} \cdot 1 0^{6}$; $n_{Fehler}$ fehlerhafte Einheiten, $n_{gesamt}$ geprüfte Einheiten (Teile oder Lötstellen)

Typische Fehler in der Prüfung

Bei $C_{p k}$ durch $6 σ$ statt durch $3 σ$ geteilt.
Für $C_{p k}$ die weiter entfernte Toleranzgrenze genommen.
Lötstellenfehler auf die Zahl der Baugruppen statt auf alle Lötstellen bezogen.
Sofortmaßnahme und Abstellmaßnahme im 8D-Report verwechselt.

Tipps aus der Werkstatt

ppm rechnest du als Fehler geteilt durch Gesamtmenge mal eine Million. Beim cpk-Wert nimmst du den kleineren der beiden Abstände zu den Grenzwerten geteilt durch 3 s; ab 1,33 gilt der Prozess als fähig. Die Regelkarte zeigt Trends, bevor die Toleranz reißt.
Reihenfolge bei steigendem Ausschuss: Fehlerarten sammeln, mit Pareto die häufigste finden, dazu ein Ishikawa mit den 6 M erstellen, Hypothesen prüfen, Maßnahme einführen, Wirkung messen. Stichprobenprüfung mit Annahmezahl heißt Annahmestichprobenprüfung.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

17 Aufgaben zu „Statistische Qualitätssicherung“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Elektroniker/-in für Geräte und Systeme 18.12.2020, Lernfeld 11; DIN ISO 22514 (Prozessfähigkeit), DIN EN ISO 9001. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.