Dietrich / Schulze Prüfprozesseignung

Prüfmittelfähigkeit und Messunsicherheit im aktuellen Normenumfeld
1. überarbeitete Auflage 2014
ISBN: 978-3-446-42925-3
Verlag: Hanser, Carl
Format: PDF
Kopierschutz: Adobe DRM (»Systemvoraussetzungen)

E-Book, Deutsch, 518 Seiten

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.

Autoren/Hrsg.

Dietrich, Edgar

Schulze, Alfred

Inhaltsverzeichnis

1;9783446427778_cover;1
2;9783446429253;2
2.1;9783446429253;2
2.1.1;Vorwort;6
2.1.2;Vorwort zur 2. Auflage;8
2.1.3;Vorwort zur 3. Auflage;9
2.1.4;Vorwort zur 4. Auflage;10
2.1.5;1 Prüfprozesseignung;18
2.1.5.1;1.1 Einführung;18
2.1.5.1.1;1.1.1 Warum Prüfprozesseignung?;18
2.1.5.2;1.2 Historischer Rückblick und Ausblick;26
2.1.5.2.1;1.2.1 Entwicklung „Prüfprozessfähigkeit“;27
2.1.5.2.2;1.2.2 Entwicklung „Prüfprozesseignung“;29
2.1.5.2.3;1.2.3 „Prüfprozess oder Messprozess?“;30
2.1.5.3;1.3 Anmerkung Autoren zu MSA und VDA 5;31
2.1.5.4;1.4 Experimentelle Beurteilung;32
2.1.6;2 Definitionen und Begriffe;36
2.1.6.1;2.1 Prozess;36
2.1.6.2;2.2 Prüfprozess;36
2.1.6.3;2.3 Prüfen;37
2.1.6.4;2.4 Prüfmittel;38
2.1.6.5;2.5 Messabweichungen und Messunsicherheit;41
2.1.6.5.1;2.5.1 Messabweichungen;41
2.1.6.5.1.1;2.5.1.1 Systematische Messabweichungen;41
2.1.6.5.1.2;2.5.1.2 Zufällige Messabweichungen ;42
2.1.6.5.2;2.5.2 Messergebnis;43
2.1.6.5.3;2.5.3 Wiederholpräzision;43
2.1.6.5.4;2.5.4 Vergleichspräzision;44
2.1.6.5.5;2.5.5 Linearität;45
2.1.6.5.6;2.5.6 Stabilität/Messbeständigkeit;47
2.1.7;3 Einflussgrößen auf den Messprozess;48
2.1.7.1;3.1 Typische Einflussgrößen;48
2.1.7.2;3.2 Auswirkung der Einflussgrößen beim Messsystem;51
2.1.7.3;3.3 Bewertung des Messprozesses;54
2.1.8;4 Prüfmittelfähigkeit als Eignungsnachweis für Messprozesse;58
2.1.8.1;4.1 Grundlegende Verfahren und Vorgehensweise;58
2.1.8.2;4.2 Beurteilung Messmittel;61
2.1.8.2.1;4.2.1 Unsicherheit des Normals/Einstellmeister;61
2.1.8.2.2;4.2.2 Einfluss der Auflösung;64
2.1.8.2.3;4.2.3 Beurteilung der Systematischen Messabweichung;66
2.1.8.2.4;4.2.4 Verfahren 1;69
2.1.8.2.5;4.2.5 Qualitätsfähigkeitskenngrößen Cg und Cgk;73
2.1.8.2.6;4.2.6 Verfahren 1 für einseitig begrenzte Merkmale;81
2.1.8.2.7;4.2.7 Verfahren 1 für mehrere Merkmale;84
2.1.8.2.8;4.2.8 Linearität;85
2.1.8.2.8.1;4.2.8.1 Begriffserklärung „Linearität“;85
2.1.8.3;4.3 Beurteilung Prüfprozess;94
2.1.8.3.1;4.3.1 Spannweitenmethode (Short Method);94
2.1.8.3.2;4.3.2 Verfahren 2: %GRR mit Bedienereinfluss;96
2.1.8.3.2.1;4.3.2.1 Numerische Auswertung der Versuchsdaten;104
2.1.8.3.3;4.3.3 Verfahren 3: %GRR ohne Bedienereinfluss;119
2.1.8.4;4.4 Überprüfung der Messbeständigkeit;122
2.1.8.5;4.5 Weitere Verfahren;126
2.1.8.5.1;4.5.1 Verfahren 4;126
2.1.8.5.2;4.5.2 Verfahren 5;129
2.1.8.6;4.6 Vorgehensweise nach CNOMO;131
2.1.9;5 Eignungsnachweis von attributiven Prüfprozessen;134
2.1.9.1;5.1 Lehren;134
2.1.9.2;5.2 Lehren oder Messen;135
2.1.9.3;5.3 Voraussetzungen für eine erfolgreiche attributive Prüfung;136
2.1.9.4;5.4 Untersuchung von attributiven Prüfprozessen „Short Method“;137
2.1.9.5;5.5 Untersuchung von attributiven Prüfprozessen „Erweiterte Methode“;140
2.1.9.5.1;5.5.1 Einleitung;140
2.1.9.5.2;5.5.2 Testen von Hypothesen;145
2.1.9.5.2.1;5.5.2.1 Aufbau einer Kreuztabelle für zwei Prüfer;146
2.1.9.5.3;5.5.3 Kappa-Koeffizient nach Fleiss;150
2.1.9.5.3.1;5.5.4 Beurteilung der Effektivität eines attributiven Prüfsystems;153
2.1.9.5.3.2;5.5.4.1 Effektivität bei einem Prüfer ohne Referenz-Vergleich;154
2.1.9.5.3.3;5.5.4.2 Effektivität bei einem Prüfer mit Referenz-Vergleich;155
2.1.9.5.3.4;5.5.4.3 Effektivität bei allen Prüfern ohne Referenz-Vergleich;156
2.1.9.5.3.5;5.5.4.4 Effektivität bei allen Prüfer mit Referenz-Vergleich;157
2.1.9.5.4;5.5.5 Methode der Signalerkennung;158
2.1.9.5.4.1;5.5.5.1 Symbol-Erläuterung;158
2.1.10;6 Anmerkungen zur MSA 4th Edition;164
2.1.10.1;6.1 Begriffsdefinition;164
2.1.10.1.1;6.1.1 Separate Betrachtung Messsystem;165
2.1.10.1.2;6.1.2 Auflösung Messgerät;165
2.1.10.2;6.2 Systematische Messabweichung und Linearität;165
2.1.10.3;6.3 %GRR-Wert das Maß der Dinge;166
2.1.10.4;6.4 Bezugsgrößen beeinflussen das Ergebnis;167
2.1.10.4.1;6.4.1 Teilestreuung;167
2.1.10.4.2;6.4.2 Prozess- und Vorläufige Prozessstreuung;168
2.1.10.4.3;6.4.3 Die Toleranz als sinnvolle Bezugsgröße;168
2.1.10.4.4;6.4.4 Wahrscheinlichkeit 99,73.% anstatt 99.%;168
2.1.10.4.5;6.4.5 Attributive Prüfprozesse;169
2.1.11;7 Erweiterte Messunsicherheit als Eignungsnachweis für Messprozesse;170
2.1.11.1;7.1 Guide to the expression of Uncertainty in Measurement;170
2.1.11.1.1;7.1.1 Grundlagen;170
2.1.11.1.2;7.1.2 Zielsetzung und Zweck der GUM;171
2.1.11.1.3;7.1.3 Anwendungsbereich;172
2.1.11.1.4;7.1.4 Der Inhalt des Leitfadens;174
2.1.11.1.5;7.1.5 Definitionen und Begriffe;174
2.1.11.2;7.2 Ermittlung von Messunsicherheiten;178
2.1.11.2.1;7.2.1 Ermittlung der Standardunsicherheit;179
2.1.11.2.2;7.2.2 Ermittlung der kombinierten Standardunsicherheit;185
2.1.11.2.3;7.2.3 Ermittlung der erweiterten Unsicherheit;187
2.1.11.2.4;7.2.4 Protokollierung der Unsicherheit;190
2.1.11.2.5;7.2.5 Angabe des Ergebnisses;191
2.1.11.3;7.3 Beispiel GUM H.1 Endmaß-Kalibrierung;191
2.1.11.3.1;7.3.1 Messaufgabe;192
2.1.11.3.2;7.3.2 Standardunsicherheiten;192
2.1.11.3.2.1;7.3.2.1 Unsicherheit u(lS) der Kalibrierung des Normals;193
2.1.11.3.2.2;7.3.2.2 Unsicherheit u(d) der gemessenen Längendifferenz;193
2.1.11.3.2.3;7.3.2.3 Unsicherheit u(aS) des Wärmeausdehnungskoeffizienten;195
2.1.11.3.2.4;7.3.2.4 Unsicherheit u(T) der Temperaturabweichung des Endmaßes;195
2.1.11.3.2.5;7.3.2.5 Unsicherheit u(da) der Differenz der Ausdehnungskoeffizienten;196
2.1.11.3.2.6;7.3.2.6 Unsicherheit u(dT) der Temperaturdifferenz der Maße;196
2.1.11.3.2.7;7.3.2.7 Kombinierte Standardunsicherheit;197
2.1.11.4;7.4 Kalibrierung eines Gewichtsstückes mit dem Nennwert 10 kg (S2);200
2.1.11.4.1;7.4.1 Messaufgabe;200
2.1.11.4.2;7.4.2 Standardunsicherheiten;200
2.1.11.4.3;7.4.3 Erweiterte Messunsicherheit und vollständiges Messergebnis;204
2.1.11.5;7.5 Kalibrierung eines Messschiebers;205
2.1.11.5.1;7.5.1 Messaufgabe;205
2.1.11.5.2;7.5.2 Standardmessunsicherheit (S10.3.–.S10.9);206
2.1.11.5.3;7.5.3 Erweiterte Messunsicherheit und vollständiges Messergebnis;209
2.1.11.6;7.6 Interpretation des GUM für Prüfprozesse in der Serienfertigung;211
2.1.12;8 Erweiterte Messunsicherheit nach ISO.22514-7 bzw. VDA 5;212
2.1.12.1;8.1 Ablaufschema;212
2.1.12.1.1;8.1.1 Schematisierte Vorgehensweise;214
2.1.12.1.2;8.1.2 Eignung des Messprozesses mit minimaler Toleranz;215
2.1.12.1.3;8.1.3 Bestimmung der Standardunsicherheiten;217
2.1.12.2;8.2 Fallbeispiele Standardunsicherheit ;222
2.1.12.2.1;8.2.1 Standardunsicherheit uCAL;222
2.1.12.2.2;8.2.2 Standardunsicherheit der Auflösung uRE;222
2.1.12.2.3;8.2.3 Standardunsicherheit uBI;223
2.1.12.2.4;8.2.4 Standardunsicherheit uMS bei Standardmessmittel;224
2.1.12.2.5;8.2.5 Standardunsicherheit durch Gerätestreuung am Referenzteil uEVR;226
2.1.12.2.6;8.2.6 Standardunsicherheit durch Gerätestreuung am Objekt uEVO;226
2.1.12.2.7;8.2.7 Standardunsicherheit durch den Bedienereinfluss uAV;228
2.1.12.2.8;8.2.8 Standardunsicherheit durch das Messobjekt uOBJ;228
2.1.12.2.9;8.2.9 Standardunsicherheit durch Temperatureinfluss uT;231
2.1.12.2.10;8.2.10 Standardunsicherheit durch Linearitätsabweichungen uLIN;235
2.1.12.3;8.3 Mehrfachberücksichtigung von Unsicherheitskomponenten;238
2.1.12.4;8.4 Bestimmung der Erweiterten Messunsicherheit;238
2.1.12.5;8.5 Berücksichtigung der erweiterten Messunsicherheit an den Spezifikationsgrenzen;239
2.1.12.6;8.6 Fallbeispiele;240
2.1.12.6.1;8.6.1 Längenmessung mit einem Standardmessmittel;240
2.1.12.6.1.1;8.6.1.1 Beurteilung des Messsystems;241
2.1.12.6.1.2;8.6.1.2 Beurteilung und Nachweis der Messprozesseignung;242
2.1.12.6.2;8.6.2 Längenmessung mit speziellem Messmittel;247
2.1.12.7;8.7 Fallbeispiel aus VDA 5;253
2.1.12.7.1;8.7.1 Messprozesseignung mit drei Bezugsnormalen;253
2.1.12.8;8.8 Eignungsnachweis für einen attributiven Prüfprozess mit dem Bowker-Test;257
2.1.13;9 Vergleich Firmenrichtlinien, MSA mit VDA.5 bzw. ISO 22514-7;264
2.1.14;10 Vereinfachte Bestimmung der Messunsicherheit;270
2.1.14.1;10.1 AIO-Verfahren („All-in-One“-Verfahren);270
2.1.14.1.1;10.1.1 Nachweis der Prüfprozesseignung;270
2.1.14.1.2;10.1.2 Bestimmung der erweiterten Messunsicherheit;270
2.1.14.1.2.1;10.1.2.1 Bestimmung der einzelnen Standardunsicherheiten;271
2.1.14.2;10.2 Fallbeispiele zum Verfahren „All-in-One“;274
2.1.14.2.1;10.2.1 Messprozess mit linearer Maßverkörperung;275
2.1.14.2.2;10.2.2 Messprozess ohne lineare Maßverkörperung;277
2.1.15;11 Sonderfälle bei der Prüfprozesseignung;280
2.1.15.1;11.1 Was ist ein Sonderfall?;280
2.1.15.2;11.2 Typische Sonderfälle;280
2.1.16;12 Umgang mit nicht geeigneten Messprozessen;282
2.1.16.1;12.1 Vorgehensweise zur Verbesserung von Prüfprozessen;282
2.1.17;13 Typische Fragen zur Prüfprozesseignung;286
2.1.17.1;13.1 Fragestellung;286
2.1.17.2;13.2 Antworten;286
2.1.18;14 Eignungsnachweis bei der Sichtprüfung;290
2.1.18.1;14.1 Anforderungen an die Sichtprüfung;290
2.1.18.2;14.2 Eignungstest für Sichtprüfer;291
2.1.19;15 Beschaffung von Prüfmitteln;294
2.1.19.1;15.1 Beispiel für Messaufgabenbeschreibung;295
2.1.19.2;15.2 Beispiel für Lastenheft;296
2.1.20;16 Eignungsnachweis für Prüfsoftware;298
2.1.20.1;16.1 Allgemeine Betrachtung;298
2.1.20.2;16.2 Das Märchen von der „Excel Tabelle“;301
2.1.20.3;16.3 Testbeispiele zur Prüfmittelfähigkeit;304
2.1.21;17 Anhang;318
2.1.21.1;17.1 Tabellen;318
2.1.21.1.1;17.1.1 d2*-Tabelle zur Bestimmung der K-Faktoren u. Freiheitsgrade für t-Werte;318
2.1.21.1.2;17.1.2 Eignungsgrenzen gemäß VDA 5;321
2.1.21.1.3;17.1.3 k-Faktoren;321
2.1.21.2;17.2 Auswirkung des Messprozesses auf die Prozessfähigkeit;322
2.1.21.3;17.3 Modelle der Varianzanalyse;324
2.1.21.3.1;17.3.1 Messsystemanalyse – Verfahren 2;324
2.1.21.3.2;17.3.2 Messsystemanalyse – Verfahren 3;329
2.1.21.4;17.4 Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen;331
2.1.21.5;17.5 Formeln;335
2.1.21.6;17.6 Literaturverzeichnis;337
2.1.21.7;17.7 Abbildungsverzeichnis;341
2.1.21.8;17.8 Tabellenverzeichnis;348
2.1.22;Leitfaden zum „Fähigkeitsnachweis von Messsystemen“;350
2.1.23;Musterdokumentation;384
2.1.23.1;GM Powertrain;386
2.1.23.2;Bosch;434
2.1.23.3;DaimlerChrysler;458
2.1.24;Index;512
2.2;Dietrich_42407_165x240_4c_klein;516
2.3;Dietrich_41053_165x240_4c_klein;517
3;9783446427778_bc;518

Über Autor(innen)

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