Qualitätsregelkarte

Die Qualitätsregelkarte (QRK) oder kurz Regelkarte (engl. "[quality] control chart", wobei "chart" eigentlich nicht "Karte", sondern vielmehr "Schaubild" oder "Datenblatt" bedeutet) wird im Qualitätsmanagement zur Auswertung von Prüfdaten eingesetzt. Auf ihr werden statistische Stichprobenkennwerte (z.B. Stichprobenmittelwert und Stichprobenstandardabweichung eines Werkstückmaßes) grafisch dargestellt. Auf Qualitätsregelkarten sind so genannte Warn- und Eingriffsgrenzen eingezeichnet; diese werden aus den vorhandenen Prozessdaten berechnet und spiegeln nicht den Toleranzbereich wieder.

Arten von Regelkarten

Man unterscheidet zwei Arten von Regelkarten:

• Die Prozessregelkarte ist eine Regelkarte, die nicht von vorgegebenen Grenzwerten ausgeht. Die obere und untere Warngrenze sowie die obere und untere Eingriffsgrenze werden über Schätzwerte oder Verteilungsparameter vorliegender Prozessdaten definiert. Da im Verlauf des Prozesses weitere Prüfdaten gesammelt werden können, werden diese für neue Grenzwertberechnungen verwendet.

• Die Annahmeregelkarte ist eine Regelkarte, bei der die Eingriffs- und Warngrenzen über vorgegebene Toleranzgrenzwerte berechnet werden. Die Toleranzgrenzwerte geben an, welche Abweichungen bei einem Produkt maximal vorhanden sein dürfen um noch brauchbar zu sein.

Regelkarten dienen auch der Analyse von Lage und Streuung.

Die wesentlichen Qualitätsregelkarten sind:

• ImR-Karte (Kombination einer Karte für Einzelwerte und gleitende Spannweiten (auch XmR-Karte genannt)
• XbarR-Karte (Kombination von Mittelwertkarte und Spannweitenkarte (auch x-quer-R-Karte genannt))
• XbarS-Karte (Kombination von Mittelwertkarte und Standardabweichungskarte)
• p-Karte (Darstellung von Proportionen: z.B. Anteil fehlerhafter Einheiten in einer Stichprobe)
• np-Karte (Darstellung von Anzahlen: z.B. Anzahl fehlerhafter Einheiten in einer Stichprobe)
• c-Karte (Darstellung der Anzahl Ereignisse innerhalb eines konstanten Ereignisbereiches)
• u-Karte (Darstellung von: Ereignissen/Einheit)
• Mittelwerte als Einzelwert-Karte
• Drei-Wege Karte
• z-Karte
• EWMA-Karte (Exponentiell gewichtete gleitende Mittelwertkarte engl.: Exponentially Weighted Moving Average), siehe Gleitende Mittelwerte
• CUSUM-Karte (Cumulative Sum Chart)

Grenzwerte

Wesentliche Grössen sind:

OGW - Oberer Grenzwert OEG - Obere Eingriffsgrenze OWG - Obere Warngrenze Mittelwert UWG - Untere Warngrenze UEG - Untere Eingriffsgrenze UGW - Unterer Grenzwert

Dabei gelten folgende Zusammenhänge:

UWG bis OWG	95 %	2 Sigma
UEG bis OEG	99,7 %	3 Sigma
UGW bis OGW	100 %	maximale Toleranz

Wenn die Eingriffsgrenzen überschritten werden, bedeutet dies, dass der Prozess wahrscheinlich außer Kontrolle geraten ist. Dann sind mögliche unbeabsichtigte Veränderungen im Prozesssystem zu suchen und ggf. geeignete Abstellmaßnahmen zu ergreifen, um den Prozess wieder in seinen ordnungsgemäßen Zustand zu bringen. So kann der Prozess im Idealfall korrigiert werden, noch bevor ein fehlerhaftes Teil produziert wurde.

Indikator für den Prozess

Die Qualitätsregelkarte ist auch ein Indikator für den Prozess an und für sich. Bei der Auswertung einer Qualitätsregelkarte unterscheidet man zwischen zufälligen und systematischen Einflüssen. Zufällige Einflüsse führen zu einer Streuung der Prüfdaten auf der Qualitätsregelkarte, sie sind bedingt durch Einflussfaktoren wie kleine Temperaturschwankungen oder Werkstoffbeschaffenheit und sind als normaler, immer vorhandener Teil des Prozesses zu betrachten. Systematische Einflüsse können zu einer langsamen Verschiebung der Prüfdaten auf der Qualitätsregelkarte oder auch zu plötzlichen, drastischen Prozessveränderungen führen; sie sind bedingt durch besondere Einflussfaktoren wie Werkzeugverschleiß oder fehlerhaft eingestellte Maschinen.

Indikator für das Produkt

Der Verlauf der Messpunkte der untersuchten Teile zeigt die Qualität der Teile aus der Stichprobe. Daraus lässt sich auf die Qualität der Gesamtmenge der Teile schliessen.

Auswerten von Regelkarten

Systematische Abweichungen unterliegen Gesetzmäßigkeiten. Aus dem Verlauf der Messpunkte auf der Qualitätsregelkarte lässt sich auf diese Gesetzmäßigkeiten zurückschließen.

So spricht man von einem "Trend", wenn sieben Messpunkte eine nahezu lineare Steigung in Richtung einer Grenze zeigen. Möglicherweise liegt ein stark zunehmender Werkzeugverschleiß vor, der bald eine Überschreitung der Eingriffs- bzw. Warngrenze verursacht.

Ein "Pattern" (Gesetzmäßigkeit) ist ein nicht zufälliger Kurvenverlauf, z.B. das periodische "Schwingen" um den vorgebenen Mittelwert. Es kann Temperaturschwankungen bedeuten, die in der Fertigung mal größere, mal kleinere Teile verursachen. Befinden sich 7 Messpunkte ober- bzw. unterhalb des vorgegebenen Mittelwerts, ist praktisch ein neuer realer Mittelwert entstanden. Es wird von einem "Run" gesprochen. Dieser kann z.B. anzeigen, dass eine Werkzeugschneide einen Schaden erlitten hat und die Teile von nun an größer bzw. kleiner fertigt.

Die Eingriffsgrenzen sind also nicht die einzigen Anzeichen für das Auftreten eines Fehlers, sondern ebenfalls die Anordnung der Messpunkte.

Liegen die Messpunkte tatsächlich zufällig verteilt, jedoch mehr als 90% im mittleren Drittel des Bereichs zwischen den Eingriffsgrenzen oder weniger als 40% der Messpunkte in diesem Drittel, liegt möglicherweise ein systematischer (nicht zufälliger) Einfluss vor.

Siehe auch

• Statistische Prozesslenkung (SPC)

Weblinks

• Übung zu Regelkarten (Hochschule Ulm)