Der Markt für Haushaltsartikel hat sich in den letzten Jahrzehnten dahingehend entwickelt, daß die angebotenen Produkte ein möglichst ansprechendes Design in Verbindung mit einem Höchstmaß an Funktionalität besitzen sollen. Um diesen Forderungen nachzukommen, bedient man sich häufig den Kunststoffen und der Verarbeitung durch das Spritzgießen. Hierdurch bietet sich eine sehr große Gestaltungsfreiheit in bezug auf Form und Farbe. Zudem besteht die Möglichkeit, eine Vielzahl von Funktionen zu integrieren.
Für die Verarbeitung von Kunststoffen mit dem Spritzgießverfahren wurden im Laufe der Zeit die vorhandenen Qualitätssicherungsmaßnahmen verbessert und neue Verfahren entwickelt. Die herkömmlichen Verfahren, auch wenn sie verbessert wurden, haben den Nachteil, daß sie der Metallverarbeitung entstammen und sich nicht immer an den Verhältnissen in der Kunststoffverarbeitung orientieren. Zudem gestatten sie nur zu bestimmten Zeitpunkten einen Einblick in den Herstellungsprozeß. Ein Verfahren, das der Kunststoffverarbeitung besser angepaßt ist und eine ständige Überwachung des Herstellungsprozesses gestattet, heißt Continuous Quality Control [3].
Inhaltsverzeichnis
1. EINLEITUNG
2. QUALITÄTSSICHERUNG BEIM SPRITZGIEßEN
2.1 ALLGEMEINES ZUR STATISTISCHEN PROZEßÜBERWACHUNG (SPC)
2.2 SPC AN PRODUKTMERKMALEN
2.2.1 Ablauf und Voraussetzungen einer SPC am Produkt
2.2.2 Kennzeichen für einen Eingriff
2.2.3 Grenzen der SPC an Produktmerkmalen
2.3 SPC AN PROZEßPARAMETERN
2.4 CONTINUOUS QUALITY CONTROL
2.4.1 Datengewinnung
2.4.1.1. Statistische Versuchsplanung
2.4.1.2 Prozeßbegleitende Datengewinnung
2.4.2 Modelladaption
2.4.3 Modell-und Prognosegüte
2.4.4 Datenverwaltung
2.4.5 Zusammenfassung des Ablaufs für die kontinuierliche Qualitätsüberwachung
3. GRUNDLAGEN DER VERWENDETEN STATISTISCHEN METHODEN
3.1 ALLGEMEINE STATISTISCHE GRUNDLAGEN
3.1.1 Einteilung und Auswahl multivariater Analysemethoden
3.1.2 Kenngrößen
3.1.2.1 Häufigkeitsverteilung
3.1.2.2 Lagemaßen von Häufigkeitsverteilungen
3.1.2.3 Streuungsmaße
3.1.2.4 Zusammenhangsmaße für zwei metrisch meßbare Merkmale
3.2 MULTIPLE LINEARE REGRESSION
3.2.1 Modellbildung mit der Methode der kleinsten Quadrate
3.2.2 Prämissen der linearen Regressionsanalyse und Folgen der Verletzung
3.2.3 Signifikanztests und Konfidenzintervall
3.2.3.1 Der F-Test
3.2.3.2 Der t-Test
3.2.3.3 Konfidenz- und Prognoseintervall
3.3 PRÜFMITTELFÄHIGKEITEN
4. DURCHFÜHRUNG DER DATENERFASSUNG
4.1 QUALIFIKATION DER PRÜFMITTEL
4.1.1 Qualifikation der Laborwaage
4.1.2 Qualifikation des CNC-Koordinatenmeßgeräts
4.2 MEßZEITPUNKTE
4.2.1 Qualitätsmerkmal Masse
4.2.2 Qualitätsmerkmale Länge und Breite
4.3 AUSWAHL UND AUFZEICHNUNG DER PROZEßPARAMETER
4.3.1 Rohstoffparameter
4.3.2 Umgebungsparameter
4.3.3 Prozeßparameter
4.3.3.1 Parameter der Maschinensteuerung
4.3.3.2 Ergänzende Verarbeitungsparameter
4.4 ABLAUF DER TEILEENTNAHME
5. MODELLE FÜR DIE PROZEßANALYSE UND -OPTIMIERUNG
5.1 PROZEßMODELL FÜR DIE MASSE
5.2 PROZEßMODELLE FÜR LÄNGE UND BREITE
6. MODELLE FÜR DIE PROZEßÜBERWACHUNG
6.1 MASSEPROGNOSE
6.2 BREITENPROGNOSE
6.3 UMSETZUNG IN DIE PRAXIS
7. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK
Zielsetzung & Themen
Ziel der Arbeit ist die Analyse und Optimierung des Spritzgießprozesses für das Produkt „Expression Oval 1“ der Firma Tupperware, um durch den Einsatz statistischer Modelle eine kontinuierliche Qualitätsüberwachung (Continuous Quality Control) zu ermöglichen und Prognosen für Qualitätsmerkmale zu erstellen.
- Methoden zur Qualitätssicherung beim Spritzgießen
- Grundlagen statistischer Methoden wie der Regressionsanalyse
- Durchführung der Datenerfassung und Qualifikation der Prüfmittel
- Analyse und Optimierung mittels Prozeßmodellen
- Prognose von Qualitätsmerkmalen zur Prozessüberwachung
Auszug aus dem Buch
2.4 Continuous Quality Control
Die wesentliche Schwäche der SPC am Produkt als auch der SPC am Prozeß ist, daß diese Verfahren nur zu bestimmten Zeiten einen Einblick in den Zustand des Prozesses gestatten. Zwischen den Stichproben liegen also keine Informationen über die produzierte Qualität vor.
Die Qualitätsmerkmale der Produkte bzw. Formteile sind das Ergebnis der aktuellen Prozeßparameter, so daß es ein mathematischer Zusammenhang zwischen den Prozeßparametern (PP) und den Qualitätsmerkmalen (Q) existieren muß. Dieser Zusammenhang kann wie folgt formuliert werden:
Q = f(PP1, PP2,..., PPn) Gl. 1
Das Ziel ist es nun, mit Hilfe dieses mathematischen Zusammenhangs bzw. Prozeßmodells eine Berechnung auf Basis der Prozeßdaten durchzuführen. Man kann somit einerseits auf eine manuelle Kontrolle der Formteile durch Stichproben verzichten, andererseits wird hierdurch eine kontinuierliche 100% - Qualitätsüberwachung gewährleistet.
Der zu leistende Aufwand besteht nun darin, Prozeßdaten zu erfassen und eine eindeutige Zuordnung zu den korrespondierenden Qualitätsdaten zu gewährleisten. An modernen Spritzgießmaschinen mit Mikroprozessorsteuerung ist es heutzutage kein Problem mehr, eine Vielzahl von Prozeßparametern zu erfassen, aufzuzeichnen und auszuwerten. Die Zuordnung zwischen Prozeß- und Qualitätsdaten ist ebenfalls wegen des Zykluszählers sehr unproblematisch. Mehr Aufwand erfordert es, wenn Rohstoff- und Umgebungseinflüsse im Prozeßmodell berücksichtigt werden sollen, da auch diese unter Umständen erheblichen Einfluß auf den Fertigungsprozeß haben können. Es wird also versucht, den in Bild 3 dargestellten Zusammenhang durch ein Prozeßmodell abzubilden.
Zusammenfassung der Kapitel
1. EINLEITUNG: Darstellung der Marktsituation für Haushaltsartikel und die Notwendigkeit der Einführung von Continuous Quality Control beim Spritzgießen zur Qualitätsoptimierung.
2. QUALITÄTSSICHERUNG BEIM SPRITZGIEßEN: Untersuchung derzeitiger Qualitätssicherungsverfahren und detaillierte Erläuterung der Continuous Quality Control als Alternative zu klassischen SPC-Methoden.
3. GRUNDLAGEN DER VERWENDETEN STATISTISCHEN METHODEN: Einführung in deskriptive Statistik, Regressionsanalyse und Prüfmittelfähigkeitsuntersuchungen als Basis für die Modellbildung.
4. DURCHFÜHRUNG DER DATENERFASSUNG: Detaillierte Beschreibung der Messungen, der Qualifikation der verwendeten Prüfmittel und der Erfassung von Prozess- und Umgebungsparametern für das Produkt „Expression Oval 1“.
5. MODELLE FÜR DIE PROZEßANALYSE UND -OPTIMIERUNG: Anwendung der Regressionsanalyse zur Erstellung von Prozessmodellen für Masse, Länge und Breite sowie deren physikalische Interpretation.
6. MODELLE FÜR DIE PROZEßÜBERWACHUNG: Exemplarische Implementierung von Prognosemodellen zur Qualitätsüberwachung im laufenden Prozess und Diskussion der praktischen Umsetzung mit Softwarelösungen wie WinQS.
7. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK: Resümee über die Nutzbarkeit statistischer Modelle zur Prozessanalyse und -optimierung sowie Ausblick auf die Automatisierung der Qualitätssicherung.
Schlüsselwörter
Qualitätssicherung, Spritzgießen, Continuous Quality Control, Regressionsanalyse, Prozessmodell, Prüfmittelfähigkeit, Prozessparameter, Fertigungsoptimierung, Qualitätsprognose, Datenerfassung, Tupperware, Prozessüberwachung, Statistik, Wahrscheinlichkeit, Normalverteilung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundlegend?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Einführung und Anwendung von Continuous Quality Control (kontinuierliche Qualitätsüberwachung) bei der Kunststoffverarbeitung durch Spritzgießen, um die Qualität von Produkten systematisch zu analysieren und zu verbessern.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zentral sind die statistische Prozessüberwachung (SPC), die Erstellung von mathematischen Prozessmodellen mittels Regressionsanalyse sowie die Qualifikation von Messmitteln zur zuverlässigen Datenerfassung.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist es, den Spritzgießprozess für ein spezifisches Tupperware-Produkt mittels statistischer Methoden zu durchdringen, Optimierungspotenziale aufzuzeigen und Modelle zur Prognose der Produktqualität zu entwickeln.
Welche wissenschaftliche Methode wird primär verwendet?
Zur Identifikation und Modellierung des Prozesses wird primär die multiple lineare Regressionsanalyse eingesetzt, um Zusammenhänge zwischen Prozessparametern und Qualitätsmerkmalen mathematisch abzubilden.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil umfasst die methodischen Grundlagen, die praktische Datenerfassung, die Durchführung der Qualifikation für Messgeräte (wie Waagen und Koordinatenmessgeräte) sowie die Ableitung und Analyse der Prozessmodelle.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit lässt sich durch Begriffe wie Qualitätssicherung, Spritzgießen, Regressionsanalyse, Prozessmodellierung, statistische Versuchsplanung und Prozessüberwachung charakterisieren.
Warum ist das "Expression Oval 1" als Fallbeispiel relevant?
Es dient als praxisnahes Beispiel eines Spritzgießprodukts mit spezifischen Qualitätsanforderungen (Masse, Länge, Breite), an dem die Modellierung und Analyse unter realen Fertigungsbedingungen demonstriert werden kann.
Welche Rolle spielt die Software WinQS in diesem Kontext?
WinQS wird als beispielhafte Lösung für die praktische Umsetzung der in der Arbeit erarbeiteten theoretischen Modelle zur kontinuierlichen Qualitätssicherung in der Serienfertigung vorgestellt.
- Citation du texte
- Dr.-Ing. Thomas Kamps (Auteur), 1999, Untersuchung und Berechnung des Abkühlverhaltens von Well- und Verbundrohren in Corrugatoren, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/157800
