Statistische Qualitätskontrolle:Steigerung der Fertigungsqualität

Bei der statistischen Qualitätskontrolle handelt es sich um die Beobachtung von Variablen eines Herstellungsprozesses im Laufe der Zeit und die Anwendung statistischer Analysen dieser Variablen, um Betriebsfenster zu definieren, die weniger fehlerhafte Produkte hervorbringen. Diese Methode wird hauptsächlich für Fertigungslinien und nicht für chemische Verarbeitungsanlagen verwendet, obwohl sie für beide gilt. Zu den drei Schlüsselkomponenten der Methodik gehören Kontrollkarten, kontinuierliche Verbesserungen und geplante Experimente.

Fertigungslinien verfügen oft nicht über eine Rückkopplungsschleife, wie dies bei chemischen Prozessen der Fall sein könnte. In einer Chemieanlage kann der Output des Prozesses kontinuierlich überwacht werden und die Bedingungen der vorgeschalteten Reaktanten oder Reaktionsbedingungen können geändert werden, um den Prozess wieder auf ideale Bedingungen zu bringen. Eine solche sofortige Kontrolle ist insbesondere bei Reaktionen erforderlich, die gefährlich werden, wenn sie ins Extreme gehen. Bei Fertigungslinien handelt es sich häufig um eine Reihe nicht miteinander verbundener Maschinenvorgänge, die von verschiedenen Bedienern ausgeführt werden, und die Prüfung des Produkts erfolgt am Ende der Produktionslinie – offline und oft mehrere Stunden oder länger hinter der Fertigungslinie selbst. Es gibt kaum Möglichkeiten zur Korrektur.

Das Hauptmerkmal der statistischen Qualitätskontrolle besteht darin, dass der Fertigungsingenieur statt Fehler zu messen und Betriebsparameter anzupassen, um sie zu vermeiden, Betriebsparameter misst, um die statistischen Eigenschaften zu bestimmen, die der Prozess im Laufe der Zeit aufweist. Schwankungen eines Parameters, die nachweislich innerhalb der normalen Schwankungen des Prozesses liegen, werden als Schwankungen gemeinsamer Ursache bezeichnet. Nach der Untersuchung einer oder mehrerer Variablen kann der Qualitätsingenieur eine Variable entdecken, die gut mit dem Fehlergrad des Produkts oder der Verarbeitungsstufe korreliert.

Diese Variable ist eine Kontrollvariable und wird dann überwacht und analysiert, um normale Schwankungen, Durchschnittswerte und Kontrollgrenzen zu bestimmen, ab denen die Fehlerhäufigkeit zunimmt. Die Kontrollgrenzen werden für die meisten Vorgänge zunächst auf plus oder minus drei Standardabweichungen vom Mittelwert festgelegt. Sie werden bei Bedarf und im Zuge der Datenansammlung verschärft. Sollte die Variation dieser Variable nicht alle beobachteten Variationen in der Endqualität des Produkts erklären, werden zusätzliche Variablen überprüft.

Die Schlüsselgröße wird kontinuierlich überwacht, vorzugsweise durch den Anlagenbetreiber. Solange das System innerhalb der Kontrollgrenzen läuft, werden die Geräteeinstellungen nicht verändert. Sobald der Parameter die Kontrollgrenzen überschreitet, werden Maßnahmen ergriffen, um den Parameter wieder in die Grenzen zu bringen. Durch die konsequente Anwendung der Prinzipien der statistischen Qualitätskontrolle wird die Fehlerrate der gesamten Fertigungslinie verringert, da die Variation im Prozess reduziert wird.

Die Verwendung von Kontrollkarten durch Bediener ist oft der einfachste erste Schritt eines statistischen Qualitätskontrollsystems, und oft endet die Arbeit mit diesem Schritt. Idealerweise werden auch die anderen Komponenten implementiert. Kontinuierliche Verbesserung bezieht sich auf Bemühungen, einen immer größeren Teil des Prozesses einer statistischen Qualitätskontrolle zu unterziehen, einschließlich vorgelagerter Aktivitäten wie Rohstoffbeschaffung und Tests vor der Abnahme. Es liegt in der Verantwortung des Qualitätskontrollingenieurs, geplante Experimente durchzuführen, um physikalische Erklärungen für die beobachtete statistische Variation zu ermitteln. Durch die Verfügbarkeit statistischer Daten zur Vorhersage von Ergebnissen wird die Untersuchung der Fehlerursache systematisch durchgeführt.

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