QM Einführung Qualitätsmanagement SS2020 - Dr. Reinhold Walz, SS2020 - Gewatec
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Vorlesungsinhalte ▪ Bausteine eines QM-Systems ▪ QM-Systeme nach ISO 9001:2015, VDA 6.3, DIN EN ISO 13485, IATF 16949 ▪ Basis-Werkzeuge (7 Qualitäts-Tools, 7 Management-Tools) ▪ Methoden des Qualitätsmanagements ▪ Risikoanalyse von Produkten/Prozessen (FMEA) ▪ Prüfungen in Wareneingang und Fertigung (AQL, SPC, PMFU) ▪ EDV-Unterstützung im Qualitätsmanagement (CAQ-Systeme) ▪ Maschinen- und Prozessfähigkeitsuntersuchungen ▪ Prozesssteuerung, Regelkarten, Statistik ▪ Prüfmittel und Prüfmittelfähigkeitsuntersuchungen ▪ Maschinen- und Prozessfähigkeitsuntersuchungen GEWATEC-Lösung
Qualitätsmanagement EMP Erstmuster Prüfbericht PPV Prüfplanverwaltung Prüfmittelverwaltung CAQ PMV PMÜ Prüfmittelüberwachung PMF Prüfmittelfähigkeit QDE Qualitätsdatenerfassung QST Statistikauswertung SPC Statistische Prozess Steuerung REK Reklamationsmanagement FMEA Fehler-, Möglichkeits- und Einflussanalyse Lieferantenbewertung CAQ01 LBEW CAQ02 AUDIT Auditmanagement GIP APQP Produkt- und Qualitätsvorausplanung Dr. Reinhold Walz, SS2020
Was ist Qualität? ▪ Qualis (lateinisch) = wie beschaffen ▪ DIN ISO 8402: “Qualität ist die Gesamtheit von Merkmalen (und Merkmalswerten) einer Einheit bezüglich ihrer Eignung festgelegte und vorausgesetzte Erfordernisse zu erfüllen.” ▪ DIN-ISO 8402: “Total Quality Management ist eine auf der Mitwirkung aller ihrer Mitglieder basierende Führungsmethode einer Organisation, die Qualität in den Mittelpunkt stellt und durch Zufriedenstellung der Kunden auf langfristigen Geschäftserfolg sowie auf Nutzen für die Mitglieder der Organisation und für die Gesellschaft zielt.” ▪ Crosby: “Quality means conformance to customer requirements” ▪ Juran: “Quality means fitness for use” ▪ Friedrich Nietzsche: “Qualität ist (subjektive!) Wertschätzung.”
Was ist Qualität? 99% Qualität bedeutet: Wenn alle, von denen Sie abhängen, nur 99% korrekt arbeiten, dann … ▪ haben Sie jeden Tag für 15 Minuten keinen Strom! ▪ haben Sie an 4 Tagen im Jahr kein Wasser oder keine Zeitung! ▪ entgeht Ihnen bei jedem Spielfilm eine Minute durch Störungen! ▪ finden Sie auf jeder Seite mindestens 9 Rechtschreibfehler! Dr. Reinhold Walz, SS2020
Was ist Qualität? 99% Qualität bedeutet: Wenn Sie damit rechnen müssen, dass ... ▪ jede 100. Operation fehlerhaft ausgeführt wird? ▪ jeder 100. Reifen bei 180 km/h platzt? ▪ jedes 100. Rezept falsch ausgeschrieben ist? ▪ an jeder 100. Ampel nicht nur Sie grünes Licht haben? ▪ jedes 100. Flugzeug abstürzt? Dr. Reinhold Walz, SS2020
Qualitäts-Philosophie Qualitäts-Philosophie ▪ „Qualität heißt den Anforderungen der Kunden zu entsprechen“ ▪ „Qualität kostet nichts. Aber sie wird einem nicht geschenkt.“ ▪ „Warum sollten Unternehmen viel Zeit und Geld mit dem Aufspüren, Definieren und Bekämpfen von Fehlern vergeuden, wenn es möglich ist, deren Auftreten von vornherein zu verhindern? Null Fehler müssen Leistungsstandard werden!“ ▪ „Qualität beginnt beim Menschen, nicht bei den Dingen. Wer hier einen Wandel herbei- führen will, muss zuallererst auf die innere Einstellung aller Mitarbeiter abzielen.“ ▪ „Gute Qualität ist teuer, schlechte Qualität noch teurer!“ ▪ „Qualität ist, wenn die Kunden zurückkommen und nicht die Produkte“ Quelle: www.zitate.de
Was ist Qualität? Kundenzufriedenheit ▪ hinter jedem unzufriedenen Kunden stehen 26 weitere, die schweigen ▪ der unzufriedene Kunde spricht mit 8 bis 10 anderen (potentiellen) Kunden ▪ die Kosten zum Gewinn eines neuen Kunden sind 5-mal höher als für den Erhalt eines vorhandenen ▪ 90% der unzufriedenen Kunden kaufen nicht mehr bei diesem Unternehmen ▪ aber 90% der nach einer Reklamationen voll zufriedenen Kunden bleiben erhalten
Was ist ein µ ? Stecknadel Schweineborste 0,6 mm 0,1 mm Büroklammer Zeitung 1 mm 0,08 mm 1,00 Zigarettenpapier 0,06 mm Menschenhaar 0,06 mm 100 m Meter 1 µm oder 0,001 mm 10−3 m Millimeter Spinnfaser 10−6 m Mikrometer 0.006 mm 10−9 m Nanometer 10−10 m Ångström 1 nm ist die Länge, die ein Barthaar in 4 sec wächst! Louise 1 µm ist 1 / 1.000.000 Meter
Begriffsdefinitionen Prozess Prüfprozess Prüfen Prüfmittel Messabweichungen und Messunsicherheiten 45.89 • Systematische Messabweichung • Wiederholpräzision • Vergleichspräzision • Linearität • Stabilität
Einflüsse auf die Qualität (5Ms) 5 M‘s haben Einfluss auf den Prozess Mensch Maschine Material Methode Milieu
Einflüsse auf die Qualität (8Ms) 8 Ms haben Einfluss auf den Prozess Mensch Maschine Material Methode Milieu Management Messbarkeit Money
Prozesseinflüsse (am Beispiel einer Autofahrt) Mensch : Fahrkönnen, Konzentration Maschine : Lenkungsspiel, Reifenzustand Material : Straßenzustand Methode : PKW, LKW Milieu : Seitenwind, Beleuchtung
Zufällige und systematische Einflüsse (am Beispiel einer Autofahrt) Zufällige Einflüsse: - Wind - Straßenbelag - Lenkungsspiel - Tagesform des Fahrers Systematische - Tageszeit Einflüsse: - Jahreszeit - Fahrpraxis - Qualität d. Fahrzeugs Rennspiel
Toleranzverletzung
Prozessregelung Kleiner Regelkreis S M1 Of23 Produktion OFFLINE 345253 1,00 Werker ist verantwortlich für die Fertigungsqualität!
Prozess-Ampel SPC Statistik in 7 min
Software: Maschinen: Powerpoint: Kalk Hardware KALK GPPS Arburg GRIPS KapPlan Chiron Statistik CAQ01 Citizen Datenmodell CAQ02 Demag CAQ03_Drucken Hermle ProVis01_BDE Index Index ProVis02_Lager Maier Chiron BI Auswertungen ProVis03_Drucken Müga ProVis04_Auswertung Star Star NCV_TLM_DNC Lager End ProVis Müga Hermle Auswertung TLM Hardware KapPlan CAQ02 GPPS CAQ01 Arburg Maier Kalk Demag Citizen ProVis BDE NCG TLM DNC CAQ_Drucken ProVis_Drucken ProVis_Auswertung Dr. Reinhold Walz, SS2020
Literatur • Gerhard Linß (Hrsg.): Qualitätsmanagement für Ingenieure Carl Hanser Verlag München 3. aktualisierte und erweiterte Auflage (2011) ISBN 978-3-446-41784-7 • Edgar Dietrich, Alfred Schulze (Hrsg.): Statistische Verfahren zur Maschinen- und Prozessqualifikation Carl Hanser Verlag München 5. aktualisierte Auflage (2005) ISBN 3-446-22894-2 • Holger Brüggemann, Peik Bremer (Hrsg.): Grundlagen Qualitätsmanagement Springer Vieweg Verlag (2012) ISBN 978-3-8348-1309-1 • Tilo Pfeifer, Robert Schmitt (Herausgeber): Masing Handbuch Qualitätsmanagement, Carl Hanser Fachbuchverlag München Wien, 6. überarbeitete Auflage (2014) • Edgar Dietrich, Alfred Schulze (Hrsg.): Eignungsnachweis von Prüfprozessen Carl Hanser Verlag München 2. aktualisierte und erweiterte Auflage (2004) ISBN 3-446-22893-4 • Hans-Joachim Mittag (Hrsg.): Qualitäts Regelkarten Carl Hanser Verlag München Wien (1993) ISBN 3-446-17661-6 • Edgar Dietrich, Alfred Schulze (Hrsg.): Richtlinien zur Beurteilung von Meßsystemen und Prozessen, Abnahme von Fertigungseinrichtungen mit Originalrichtlinien von Ford, General Motors und Daimler-Benz Carl Hanser Verlag München Wien (1998) ISBN 3-446-19572-6
Statistik 1 Dr. Reinhold Walz, SS2020
Versuch Dr. Reinhold Walz, SS2020
Glockenkurve Dr. Reinhold Walz, SS2020
Gauß‘sche Normalverteilung Dr. Reinhold Walz, SS2020
Gauß‘sche Normalverteilung Dichtefunktion 1 1 − 2 2 = 2 Mittelwert 1 µ= σ =1 Standardabweichung 1 S= σ =1( − µ) −1 Dr. Reinhold Walz, SS2020
Carl Friedrich Gauß Gauß: Mathematiker und Astronom (1777 – 1855) Statistik: Gauß-Verteilung -> Normalverteilung Magnetische Flussdichte B: 1 Gauß = 10E-8Vs/qcm=10E-4T. Klassischen Mechank: Prinzip des kleinsten Zwanges, Extremalprinzip Dr. Reinhold Walz, SS2020
4-Sigma 99% Qualität bedeutet: (4 Sigma = 99,37%) ▪ haben Sie jeden Tag für 15 Minuten keinen Strom! ▪ haben Sie an 4 Tagen im Jahr kein Wasser oder keine Zeitung! ▪ entgeht Ihnen bei jedem Spielfilm eine Minute durch Störungen! ▪ finden Sie auf jeder Seite mindestens 9 Rechtschreibfehler! ▪ jede 100. Operation wird fehlerhaft ausgeführt ▪ jeder 100. Reifen bei 180 km/h platzt? ▪ jedes 100. Rezept ist falsch ausgeschrieben ▪ an jeder 100. Ampel haben nicht nur Sie grünes Licht ▪ jedes 100. Flugzeug stürzt ab Dr. Reinhold Walz, SS2020
6-Sigma Methode Sigma DPMO Prozent 1 691.462 30,85375 % 2 308.537 69,14625 % 3 66,807 93,31928 % 4 6.210 99,37903 % 5 233 99,97673 % 6 3,4 99,99966 % Six Sigma bezeichnet die Fähigkeit eines Prozesses, Merkmale mit +- 6 Sigma innerhalb der Toleranz zu erzeugen. Dies entspricht einem Fehleranteil von 0,000197 DPMO. Dr. Reinhold Walz, SS2020
Die SPC-Methode Dr. Reinhold Walz, SS2020
Statistische Prozessregelung Voraussetzungen für die SPC: Wann macht die SPC Anwendung Sinn? • Produktmerkmale sind identifiziert und messbar • Prozess ist regelbar • Prozess ist fähig • Prozess ist unter statistischer Kontrolle • Verteilungsform ist bekannt • Messmittel sind fähig • Mitarbeiter sind geschult und motiviert • Erforderliche Losgrößen sind gegeben Dr. Reinhold Walz, SS2020
Verteilungsarten Die bekanntesten Verteilungsarten sind: • Normalverteiung (Gauß) • Logarithm. Normalverteilung • Weibull-Verteilung • Rayleigh-Verteilung • Betragsverteilung 1. Art • Mischverteilung Dr. Reinhold Walz, SS2020
Test auf Normalverteilung • t-Test (Student-Test): Lagetest der Mittelwerte von Stichproben • F-Test: Streuungstest der Varianzen von Stichproben • Chi-Quadrat-Test: Test auf Verteilungsfunktionen und Verteilungsmodelle • Kolmogoroff-Smirnov-Test: Test auf Verteilungsfunktionen • Shapiro-Wilk-Test: Test auf Normalverteilungsfunktion Dr. Reinhold Walz, SS2020
Prozesskenngrößen Dr. Reinhold Walz, SS2020
Prozessstreuungen Mittelwert Xq in Toleranzmitte S 1/6 der Toleranz, Herstellung zu großer und kleiner Maße Mittelwert Xq außerhalb der Toleranzmitte, Standard- abweichung S
Steuern eines Prozesses Dr. Reinhold Walz, SS2020
cp- und cpk-Werte cp sowie cpk sollten größer als 1.33 sein! Dr. Reinhold Walz, SS2020
Formeln zur Statistik Variable Merkmale Fä higkeitsindexe (normalverteile Merkmale) Arithmetischer Mittelwert Prozeßfä higkeit x + x 2 + .. + x n OSG − USG x = 1 n Cp = oder Prozeßmittelwert 6 ( OSG − USG ) + AMM x = x 1 + x 2 + ... + x m Cp = (für Prozesse mit systematischer Mittelwertä nderung) m 6 Z C p = Krit Stichprobenstandardabweichung 3 s= (x i - x)2 Z Krit = OSG − x oder x − USG oder n −1 1 x − ( xi ) 2 AMM AMM 2 i n OSG − x − x − USG − s= 2 2 n −1 Z Krit = oder (für Prozesse mit systematischer Mittelwertä nderung) Schätzwert für die Standardabweichung R s Maschinenfä higkeit = oder = d2 c4 OSG − USG Cm = 6s Regelkarten für variab le Merkmale Z Krit Cmk = Eingriffsg renzen ( x/R - Karte) 3 OSG − x x − USG OEGx , UEGx = x A2 R Z Krit = oder OEGR = D4 R UEGR = D3 R Fä higkeitsindexe (nicht normalverteilte Merkmale) ~ OSG Cm : Cp = (null − begrenzte Merkmale) Eingriffsg renzen ( x /R - Karte) 99,865%Punkt − 0,135%Punkt ~ OEG~ , UEG~ = x A 2 R OSG − x x x C mk : C pk = (null − begrenzte Merkmale) 99,865%Punkt − x OEGR = D4 R UEGR = D3 R x − USG C mk :C pk = (für Merkmale mit nur unterer Spezifikationsgrenze) x − 0,135% Punkt Eingriffsg renzen ( x/s - Karte) ~ OEGx , UEG~ = x A3 s x OEGS = B4 s UEGS = B3 s Dr. Reinhold Walz, SS2020
Die Entenjagd Ein Jäger auf der Entenjagd hat einen ersten Schuss gewagt. Der Schuss zu hastig aus dem Rohr, lag eine gute Handbreit vor. Der zweite Schuss mit lautem Krach, lag eine gute Handbreit nach. Der Jäger spricht ganz unbeschwert voll Glauben an den Mittelwert: Statistisch ist die Ente tot! Doch wär´ er klug und nähme Schrot - dies sei gesagt ihn zu bekehren - er würde seine Chancen mehren: Der Schuss geht ab, die Ente stürzt, weil Streuung ihr das Leben kürzt. Prof. P. H. List, Marburg Dr. Reinhold Walz, SS2020
Statistik Glaube keiner Statistik, die du nicht selber gefälscht hast." Churchill Dr. Reinhold Walz, SS2020
Regelkarten ❖ Urwertkarte U-R, U-S ❖ Mittelwertkarte Xq-R, Xq-S ❖ Mediankarte ❖ Fehlersammelkarte ❖ Attributive Karte Dr. Reinhold Walz, SS2020
Urwertkarte Dr. Reinhold Walz, SS2020
Mittelwertkarte Dr. Reinhold Walz, SS2020
Mediankarte Dr. Reinhold Walz, SS2020
Prozessverläufe Anhand der Prozessverläufe kann erkannt werden, ob sich die Verteilung des Prozesses gegenüber dem Anfangsstand (systematischer Vorlauf) verändert hat. Folgende Kriterien weisen auf ein Veränderung hin: • Überschreiten der Eingriffsgrenzen • Trend • Run (Folge) oder Prozess-Shift • Middlethird (zu eng) • Middlethird (zu weit) • (Zyklisches Verhalten) Dr. Reinhold Walz, SS2020
Energiemanagement DIN EN ISO 50001 Dr. Reinhold Walz, SS2020
Bausteine eines MES-Systems CAQ IPC MDE APS KALK PMS BDE DNC EnMS PZE Dr. Reinhold Walz, SS2020
Warum Energiemanagement Gesellschaftspolitische Anforderungen: Kyoto- und Nachfolgeprotokolle Endlichkeit fossiler Energieträger Einsatz erneuerbarer Energien Atomausstieg Gesetzliche Grundlagen: Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) Energie-Einspargesetz (EnEG) Energie-Einsparverordnung (EnEV) Energie-Effizienz-Gesetz (EnEfG) Firmenpolitische Anforderungen: Steigende Energiekosten Definition von Effizienzzielen in der Firmenpolitik Imageverbesserung Dr. Reinhold Walz, SS2020
Warum Energiemanagement Aus: National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Dr. Reinhold Walz, SS2020
Warum Energiemanagement Aus: Food and Agriculture Organization (FAO) Dr. Reinhold Walz, SS2020
Warum Energiemanagement Dr. Reinhold Walz, SS2020
DIN EN ISO 50001 Das Ziel der ISO 50001 Unterstützung bei dem Aufbau von Systemen und Prozessen Verbesserung der Energienutzung Art und Methode der Anwendung von Energie Beispiele: Lüftung, Beleuchtung, Heizung, Kühlung, Transport, Produktionslinien Reduzierung des Energieverbrauchs und der Menge der eingesetzten Energie Verbesserung der Energieeffizienz Verhältnis zwischen einer erzielten Leistung und der eingesetzten Dr. Reinhold Walz, SS2020
DIN EN ISO 50001 Aus: VDI-RICHTLINIEN VDI 5600 Blatt 1 Dr. Reinhold Walz, SS2020
DIN EN ISO 50001 Aus: DIN EN ISO 50001:2011-12 Dr. Reinhold Walz, SS2020
VDMA 66412-4 Kennzahlen für Energiemanagement Aus: VDI-RICHTLINIEN VDMA 66412-4 Dr. Reinhold Walz, SS2020
Software: Maschinen: Powerpoint: Kalk Hardware KALK GPPS Arburg GRIPS KapPlan Chiron Statistik CAQ01 Citizen Datenmodell CAQ02 Demag CAQ03_Drucken Hermle ProVis01_BDE Index ProVis02_Lager Maier Star BI Auswertungen ProVis03_Drucken Müga ProVis04_Auswertung Star NCV_TLM_DNC ETS Lager End ProVis Müga Auswertung Hardware CAQ02 KapPlan CAQ01 Hermle GPPS Arburg Maier Kalk Demag Citizen ProVis NCG BDE TLM DNC CAQ_Drucken ProVis_Drucken ProVis_Auswertung Dr. Reinhold Walz, SS2020
Hole Die digitale Fabrik CNC-Programm 4711 Jetzt Messung durchführen! Werkzeuge bereit! Achtung! Dein OEE ist schlecht! Achtung! Jetzt Werkzeug Ich schalte jetzt wechseln das Licht aus! Dein nächster Auftrag! Prüfschärfe Mein aktueller verringert! Energieverbrauch Dein cpk ist schlecht! Buche 432 Gutteile ans Lager Dein Wertschöpfung neuer Prüfauftrag Habe in 2 Stunden kein in dieser Box ist 4711 Material mehr! 1.432,18 EUR Dr. Reinhold Walz, SS2020
Schalte Kein Auftrag! Belüftung aus! Gehe auf Standby Achtung! Dein OEE ist schlecht! Energieverbrauch OK! Achtung! Jetzt Werkzeug Ich schalte jetzt wechseln das Licht aus! Schalte den Kompressor aus! Dein cpk ist schlecht! Mein aktueller Energieverbrauch Energieverbrauch unerwartet 4200 kWh angestiegen! Energieverbrauch für dieser Box Habe in 2 Stunden kein 280 kWh Material mehr! Dr. Reinhold Walz, SS2020
Messsystem für die Energieverbrauchsmessung Cyber-Physische Systeme (CPS) sind Systeme die aus Sensoren für die Datenerfassung und Aktoren für die Ausführung von Befehlen in der physikalischen Welt bestehen. Alle Sensoren und Aktoren sind miteinander vernetzt und werden über eine spezielle Software miteinander logisch verknüpft. • Sensoren (Monitoring) • Aktoren (Controlling) • Kommunikationsfähigkeit • Dynamische Interaktionen Dr. Reinhold Walz, SS2020
Messsystem für die Energieverbrauchsmessung OPC OPC-UA Euromap Focas Heidenhai n Dr. Reinhold Walz, SS2020
Messsystem für die Energieverbrauchsmessung Dr. Reinhold Walz, SS2020
Aggregation von Energie- und MES-Daten OE E CP K QD E TOO L Maier Star Dr. Reinhold Walz, SS2020
Energiemanagement: Sensor Index Dr. Reinhold Walz, SS2020
Energiemanagement: Aktor Licht, Klimaanlage und Kompressor ausschalten Dr. Reinhold Walz, SS2020
Energiemanagement: Aktor Zwangshalt, Maschine stop Dr. Reinhold Walz, SS2020
Energiemanagement: Monitor Dr. Reinhold Walz, SS2020
Energiemanagement: Monitor ProVis01_B DE ProVis02_L ager Dr. Reinhold Walz, SS2020
Internetadressen mit Information zu Einsparpotenzialen: Deutsche Energieagentur: www.initiative- energieeffizienz.de Bayerisches Staatministerium WIVT: www.energie-innovativ.de Energieagentur NRW: www.energieagentur.nrw.de Umweltbundesamt: www.bvt.umweltbundesamt.de Branchenenergiekonzepte: Dr. Reinhold Walz, SS2020
Energiewunder Mars bringt verbrauchte Energie sofort zurück ! Dr. Reinhold Walz, SS2020
Vielen Dank fürs zuhören! Dr. Reinhold Walz, SS2020
Vielen Dank fürs zuhören! Dr. Reinhold Walz, SS2020
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