Statistische Prozessregelung (SPC)

SPC ist eine Methode zur fertigungsbegleitenden Qualitätsprüfung sowie Verbesserung und damit zur Optimierung von Produktionsprozessen.

Ausgangssituation

Beim Aufrechterhalten eines Produktrealisierungsprozesses kommt es im Wesentlichen darauf an, ihn so zu lenken, dass er eine einmal erreichte Qualitätsfähigkeit fortwährend beibehält.
Dies kann auf wirtschaftliche Weise in vielen Fällen nur mit Hilfe von statistischer Prozessregelung (SPC) erfolgen.
Die Verfolgung der wichtigsten Kenngrößen eines Prozesses ermöglicht die rechtzeitige Identifikation eventueller Abweichungen und damit die Einleitung adäquaterKorrekturmaßnahmen. Darüber hinaus untersucht SPC die Anlagen vor ihrer Verwendung auf deren Fähigkeiten die geforderten Toleranzen sicher einzuhalten.

Herkunft von SPC

SPC wurde von Walter A. Shewhart entwickelt. Die wissenschaftlichen Grundlagen wurden von ihm 1931 in dem Buch "Economic Control of Quality Manufactured Product" umfassend hergeleitet und beschrieben. Ausgelöst wurde diese Arbeit durch die Absicht des Managements der Hawthorne Plant der Western Electric Company in Chicago möglichst einheitliche und somit zuverlässige Produkte herzustellen. Der Versuch, dies mit Mitteln des gesunden Menschenverstandes zu bewerkstelligen, schlug fehl. In der Folge wurde Dr. Shewhart von den Bell Telephone Laboratories aus New York um Unterstützung gebeten.
Shewhart ging von der Vermutung aus, dass die Qualität des Endproduktes im Wesentlichen von der Kombination der Streuung der Parameter der Einzelteile abhängt. Als Ursache für diese Streuung fand er zwei grundsätzlich verschiedene Mechanismen:

1. Mechanismus
Streuung aufgrund von allgemeinen Ursachen (zufällige Abweichungen vom Mittelwert, die sich aufgrund eines stochastischen Prozesses ergeben) und

2. Mechanismus
Streuung aufgrund von besonderen Ursachen (Materialfehler, Maschinenfehler, Konstruktionsfehler etc.)

Die Kernbestandteile

Zwei Komponenten bilden die SPC:

Maschinen- und Prozessfähigkeitsuntersuchung:
Statistische Ermittlung der Mittelwerte und Streuungen der Merkmalswerte von, auf den entsprechenden Maschinen gefertigten, Produkten

Qualitätsregelkartentechnik:
Prozesskenner legen die jeweiligen Messgrößen fest, die dann planmäßig während der laufenden Produktion erfasst werden. Die Auswertung der gewonnenen Daten erfolgt mittels der Qualitätsregelkarte. Es werden die Mittelwerte und die Streuungen in einem Diagramm dargestellt. Obere und untere Eingriffsgrenzen werden berechnet, die enger als die Toleranzgrenzen der zu fertigenden Teile sind. Bei Erreichen oder Überschreiten dieser Grenzen müssen Korrekturmaßnahmen ergriffen werden.

Somit dient die SPC der kontinuierlichen Überwachung von Prozessen und der Absicherung erreichter Qualitätsniveaus.

Aktuelle Entwicklungen

Es ist heute üblich, mit seinen Lieferanten die erwarteten Qualitätsanforderungen in sogenannten Qualitätssicherungsvereinbarungen (QSV) abzustimmen und zu dokumentieren. Ebenso ist es üblich, dass in diesen QSVs erwartete Prozessfähigkeitskennwerte (cp- und cpk-Werte) festgelegt sind. Für die Freigabe von Serienlieferungen wird erwartet, dass der Lieferant diese Prozessfähigkeitskennwerte erreicht und auch entsprechend dem Kunden mitteilt.
Ein Problem in der Vergangenheit war, dass die richtige Berechnung dieser Werte nur unzureichend hinterfragt und eine Vergleichbarkeit im Prinzip nicht gegeben war.
Mit der DIN 55319 wurde eine Norm veröffentlicht, welche die Grundlagen zur Berechnung von Prozessfähigkeitskenngrößen bei kontinuierlichen Merkmalen schafft und damit eine standardisierte Beurteilung der Qualitätsfähigkeit ermöglicht.
Die Inhalte der vorhandenen, gültigen DIN 55319 wurden in einer leicht vereinfachten Version in den internationalen Standard, der ISO 21747 "Statistische Verfahren - Prozessleistungs- und Prozessfähigkeitskenngrößen für kontinuierliche Qualitätsmerkmale", überführt.

In unserem Download-Bereich finden Sie einen CpK-PPM-Umrechner.