Gegenstand der hier vorgestellten Arbeit ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Wirtschaftlichkeitsuntersuchung von Prüfplänen mit dem Ziel der Optimierung der industriellen Prüfmittelauswahl.
Es werden Kostenfaktoren für Prüfprozesse, Wiederholprüfungen, Nacharbeiten und Fehlerkosten bei Hersteller und Kunden für verschiedene Prüfaufgaben eines Werkstücks ermittelt. Diese werden mit Wahrscheinlichkeiten für ihr jeweiliges Auftreten, beeinflusst durch Messunsicherheiten, bei vollständiger Prüfung und Stichprobenprüfung verknüpft. Es wird ein Verfahrensablauf erstellt, der durch Realisierung mittels elektronischer Datenverarbeitung eine Optimierung von Prüfplänen hinsichtlich entstehender Gesamtkosten erlaubt und Entscheidungsunterstützung für die Auswahl einzusetzender Prüfmittel gibt.
Inhaltsverzeichnis
1 Einführung
2 Aufgabenstellung
3 Vorgehensweise
4 Stand der Technik
5 Prüfplankriterien – Ausgangspunkte für Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen
5.1 Arbeitsgang, Prüfobjekt, Prüfmerkmal
5.2 Prüfmittelauswahl
5.3 Prüfstrategie
5.4 Prüfumfang
5.5 Prüfmenge
5.6 Prüfdauer, Prüfzeit
5.7 Prüfzeitpunkt
5.8 Prüfort, Prüfraum, Prüfperson
6 Wirtschaftliche Einflussgrößen der Prüfung von Qualitätsmerkmalen
6.1 Prüfkosten
6.1.1 Variable Prüfkosten
6.1.2 Fixe Prüfkosten
6.2 Interne Fehlerkosten
6.2.1 Variable interne Fehlerkosten
6.2.2 Fixe interne Fehlerkosten
6.2.3 Nacharbeitskosten
6.2.4 Ausschusskosten
6.2.5 Wiederholprüfungskosten
6.2.6 Sonstige Kosten
6.3 Externe Fehlerkosten
6.3.1 Variable externe Fehlerkosten
6.3.2 Fixe externe Fehlerkosten
6.3.3 Nacharbeitskosten
6.3.4 Ausschusskosten
6.3.5 Wiederholprüfungskosten
6.3.6 Reklamationskosten
6.3.7 Koordinationskosten
6.4 Gesamtkosten
7 Bestimmung der Wahrscheinlichkeitsverteilung mit Hilfe des Verteilungsmodells
7.1 Messunsicherheit und Verteilungsformen unter Berücksichtigung der Prüfaufgabe
7.2 Auswahl einer geeigneten Basis
7.3 Verteilungsmodell
7.3.1 Grundüberlegungen
7.3.2 7 Bereiche der Anteilsverteilung
7.3.3 Entscheidungsmatrix
7.3.4 Grenzen des Verteilungsmodells
8 Anwendung des Verteilungsmodells bei 100%- Prüfung
8.1 Grundlagen
8.2 Bezug auf Verteilungsmodell
8.3 Berechnung der Anteile
8.3.1 Nacharbeits- , Ausschuss- und Gutteilanteil nach Norm DIN EN ISO 14253
8.3.2 Nacharbeits- , Ausschuss- und Gutteilanteil nach Verteilungsmodell
8.3.3 Anteile zur Berechnung interner Fehlerkosten
8.3.4 Anteile zur Berechnung externer Fehlerkosten
8.4 Verteilungsmodell ohne Wiederholprüfungen
8.5 Berechnung entstehender Kosten
9 Anwendung des Verteilungsmodells auf Stichprobenprüfung
9.1 Grundlagen
9.2 Annehmbare Qualitätsgrenzlage AQL
9.3 Berechnung AQL
9.4 Berechnung entstehender Kosten
10 Mehrere Merkmale / Prüfreihenfolge
10.1 Erweiterung auf mehrere Merkmale
10.2 Prüfreihenfolge
10.3 Auswahl einzusetzender Prüfmittel
11 Fallbeispiel
11.1 Daten zur Rechnung
11.1.1Prüfaufgaben
11.1.2Prüfmittel
11.2 Ergebnisse
11.2.1Eine Prüfaufgabe
11.2.2Mehrere Prüfaufgaben
11.3 Auswertung
12 Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Wirtschaftlichkeitsuntersuchung von Prüfplänen, um industrielle Prüfmittel optimal auszuwählen. Dabei steht die Minimierung der Gesamtkosten unter Berücksichtigung von Prüfkosten, internen und externen Fehlerkosten sowie der Messunsicherheit im Vordergrund.
- Optimierung der Prüfmittelauswahl zur Kostensenkung
- Integration von Fehlentscheidungen aufgrund von Messunsicherheiten in das Kostenmodell
- Entwicklung eines Verteilungsmodells für 49 Fehleranteil-Kombinationen
- Automatisierung der Berechnung von Kostenanteilen bei 100%-Prüfung und Stichprobenprüfung
- Bestimmung der kostenoptimalen Prüfreihenfolge bei mehreren Prüfmerkmalen
Auszug aus dem Buch
7.3.3 Entscheidungsmatrix
Die sieben Bereiche der Anteilsverteilung allein bilden jedoch keine Grundlage für eine Fehlerbetrachtung. Festlegungen bezüglich der Toleranzgrenzen und die Prüfmittelauswahl mit einhergehender Variabilität der Messunsicherheiten verändern die Lage und Größe der jeweiligen Bereiche. Jedoch wird davon ausgegangen, dass eine exakte und fehlerfreie Zuordnung der einzelnen Messergebnisse in diese Bereiche erfolgt. Dieses Modell ist somit fehlerfrei.
Ein Fehler entsteht jedoch erst dann, wenn aufgrund von Messunsicherheiten ein Wert fälschlich einem Bereich zugeordnet wird, dem er bei Nichtexistenz der Messunsicherheit nicht zugeordnet worden wäre.
Die bis dato verwendeten Bezeichnungen „fälschlich angenommen“ und „fälschlich abgelehnt“ beschreiben die Vielfalt der möglichen Fehlentscheidungen nur unzureichend.
Vielmehr ist, plakativ formuliert, zu fragen, „Was als Was?“ erkannt wird. Wird ein Merkmal eines Werkstückes entsprechend seiner wahren Ausprägung erkannt und dementsprechend damit verfahren? Wenn es nicht richtig erkannt wird - als was wird es erkannt und wie wird damit verfahren? Generell formuliert: Welchem Anteilsbereich wird ein Messwert der Prozessverteilung zugeordnet?
Die folgenden Ausführungen sollen dies näher veranschaulichen:
Wäre das Messmittel extrem fähig, d.h. es hätte keine Messunsicherheit, würden die fehlerfreien Istwerte zu 100 Prozent den 7 Bereichen zugeordnet werden.
Wäre das Messmittel nahezu ungeeignet, d.h. es hätte eine übertrieben hohe Messunsicherheit, würde ein und der selbe fehlerfreie Istwert bei verschiedenen Messungen zu verschiedenen Messwerten führen und statistisch verteilt allen Bereichen in verschiedener Höhe zugeordnet werden. Da aufgrund der Prozessabweichungen verschiedene Istwerte, eingeteilt in die 7 Bereiche der Prozessverteilung, vorliegen, müssen alle Kombinationen möglicher Zuordnungen berücksichtigt werden. Dies bedeutet, dass 7 mal 7 Bereiche mit jeweils einer exakt zuordenbaren Wahrscheinlichkeit für ihr Auftreten existieren. Es entsteht eine Matrix mit 49 Bereichen.
Die wahrscheinlichsten Entscheidungen sind, dass Gutteile und Schlechtteile unterhalb und oberhalb der Toleranzen als solche erkannt werden.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einführung: Diese Einleitung thematisiert die Bedeutung der Wirtschaftlichkeit im Qualitätsmanagement und die Zielsetzung einer Kostenoptimierung bei der industriellen Prüfplanung.
2 Aufgabenstellung: Hier wird der Bedarf für ein systematisches Verfahren definiert, das Fehlentscheidungen und Prüfressourcen wirtschaftlich bewertet und optimiert.
3 Vorgehensweise: Die methodische Vorgehensweise umfasst eine Literaturrecherche, die Identifikation wirtschaftlicher Einflussgrößen und die Entwicklung eines Berechnungsmodells.
4 Stand der Technik: Dieses Kapitel gibt einen Überblick über existierende Ansätze der Prüfplanoptimierung und grenzt die vorliegende Arbeit von bestehenden Modellen ab.
5 Prüfplankriterien – Ausgangspunkte für Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen: Der Fokus liegt auf der Definition der entscheidenden Attribute wie Prüfmittelauswahl, Prüfstrategie und Prüfumfang für die Kostenbetrachtung.
6 Wirtschaftliche Einflussgrößen der Prüfung von Qualitätsmerkmalen: Hier werden die relevanten Kostenarten (Prüfkosten, Fehlerkosten) detailliert aufgeschlüsselt und mathematisch modelliert.
7 Bestimmung der Wahrscheinlichkeitsverteilung mit Hilfe des Verteilungsmodells: Dieses zentrale Kapitel entwickelt ein Modell auf Basis von 49 Anteilsbereichen, um Fehlentscheidungen durch Messunsicherheit zu quantifizieren.
8 Anwendung des Verteilungsmodells bei 100%- Prüfung: Die Umsetzung des Modells für den Anwendungsfall einer vollständigen Prüfung wird mathematisch hergeleitet.
9 Anwendung des Verteilungsmodells auf Stichprobenprüfung: Es wird erläutert, wie das Modell angepasst wird, um Stichprobenanweisungen unter Verwendung von AQL-Werten wirtschaftlich zu bewerten.
10 Mehrere Merkmale / Prüfreihenfolge: Hier wird die Erweiterung des Modells auf komplexe Prüfpläne und die Bestimmung einer kostenoptimalen Prüfreihenfolge mittels Sortierfaktoren behandelt.
11 Fallbeispiel: Das Modell wird an einem praktischen Beispiel mit drei Merkmalen validiert, wobei die Ergebnisse verschiedener Prüfmittelkonfigurationen und Verfahrensmodi verglichen werden.
12 Zusammenfassung und Ausblick: Diese Abschlussbetrachtung fasst die Ergebnisse der Arbeit zusammen und identifiziert Potenzial für eine zukünftige Erweiterung um Fehlerfolgekosten.
Schlüsselwörter
Prüfplanung, Wirtschaftlichkeitsuntersuchung, Qualitätsmanagement, Messunsicherheit, Prüfmittelauswahl, Prüfkosten, Fehlerkosten, Verteilungsmodell, Stichprobenprüfung, AQL, Prüfreihenfolge, Sortierfaktor, Kostenoptimierung, Fehlentscheidungen, Qualitätsprüfung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?
Es geht um die methodische Optimierung von Prüfplänen im industriellen Qualitätsmanagement, um durch eine intelligente Auswahl von Prüfmitteln und Verfahren die Gesamtkosten zu minimieren.
Welche zentralen Themenfelder behandelt die Diplomarbeit?
Zentral sind die mathematische Modellierung von Prüf- und Fehlerkosten, der Einfluss der Messunsicherheit auf Prüfentscheidungen und die Optimierung der Prüfreihenfolge.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das primäre Ziel ist ein Verfahren zu entwickeln, das automatisch die kostenoptimale Kombination aus Prüfmitteln und Prüfumfang berechnet, um Fehlentscheidungen zu vermeiden.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit nutzt ein statistisches Verteilungsmodell, das die Wahrscheinlichkeiten für Fehlentscheidungen in 49 Teilbereichen (entsprechend der Messunsicherheit) berechnet und mit Kostengleichungen verknüpft.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Modellbildung der Kostenfaktoren, das Verteilungsmodell, die Anwendung auf 100%-Prüfungen sowie Stichprobenprüfungen und die Optimierung für komplexe Prüfpläne mit mehreren Merkmalen.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?
Wesentliche Begriffe sind Prüfplanung, Wirtschaftlichkeit, Messunsicherheit, AQL (Annehmbare Qualitätsgrenzlage) und das Verteilungsmodell zur Fehlerkostenberechnung.
Warum spielt die Messunsicherheit eine so große Rolle für die Kosten?
Messunsicherheiten führen dazu, dass Gutteile fälschlicherweise als Schlechtteile identifiziert werden (und unnötige Nacharbeit/Wiederholprüfung verursachen) oder Schlechtteile unentdeckt bleiben (was externe Fehlerkosten erzeugt).
Was zeigt das Fallbeispiel bezüglich der Stichprobenprüfung?
Das Fallbeispiel verdeutlicht, dass eine Stichprobenprüfung zwar die direkten Prüfkosten massiv senkt, jedoch durch die hohe Zunahme externer Fehlerkosten beim Kunden in diesem spezifischen Szenario teurer sein kann als eine vollständige Prüfung.
- Citation du texte
- Florian Schilling (Auteur), 2005, Wirtschaftlichkeitsuntersuchung von Prüfplänen im Qualitätsmanagement. Entwicklung eines Verfahrens, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/41088
