Was ist eine dynamische Messreduktion?
Die dynamische Messreduktion ist eine Methode, um die Häufigkeit serienbegleitender Prüfungen an die Stabilität des Produktionsprozesses anzupassen. Sie eignet sich besonders für fertigungsbegleitende Prüfungen, bei denen Probenvorbereitung, Material oder Messzeit hohe Kosten verursachen. Die Methode basiert auf dem Prinzip, dass Schwankungen im Produktionsprozess für Schwankungen in der Qualität verantwortlich sind. Es wird also nur dann gemessen, wenn es notwendig ist.
Überblick über die Stufen der dynamischen Messreduktion
Es gibt verschiedene Stufen von dynamischen Messreduktionsverfahren, die einzeln und kombiniert eingesetzt werden können. In der Praxis bietet es sich oft an, die einzelnen Methoden miteinander zu verknüpfen, um die Prozesssicherheit zu gewährleisten. Die vier Grundstufen sind:
- Statische Prüffrequenzen: Hier wird ein fester Probenumfang festgelegt, z.B. 5 Proben pro halbe Stunde. Der Vorteil liegt in der Einfachheit der Methode. Der Nachteil ist das Fehlen eines variablen Anteils, d. h. unabhängig vom Prozessrauschen wird zu einem bestimmten Zeitpunkt innerhalb des festgelegten Intervalls eine Probe entnommen.
- Szenario-basierte Messreduktion: Diese Methode basiert auf der Definition verschiedener Szenarien, die eine Prüfung erfordern. Ein Beispiel wäre das Anfahren einer Anlage nach einem Stillstand von mehr als 5 Minuten. Ein anderes Beispiel ist der Übergang zu einer 100%-Prüfung, wenn 3 von 5 entnommenen Proben außerhalb der Spezifikation liegen. Durch die Definition von Szenarien kann der Prüfumfang transparent dargestellt werden.
- Statistische Messreduktion: Dieses Verfahren basiert auf der Analyse der statistischen Streuung, der Prozessparameter oder früherer Qualitätsprüfungen. Nimmt die Varianz im System zu oder treten Anomalien auf, wird eine Messung empfohlen und die Häufigkeit tendenziell erhöht. Auf diese Weise wird die Messfrequenz an das Prozessverhalten gekoppelt.
- Vorhersage-basierte Messreduktion: Diese Methode basiert auf der Analyse von Vorhersagemodellen, die das Verhalten realer Systeme nachbilden. Dadurch kann ein virtuelles Messergebnis erzeugt werden, auch wenn keine physische Prüfung durchgeführt wird. Dies ist der große Vorteil des Ansatzes - obwohl nicht 100% gemessen wird, gibt es ein abgeschätztes Qualitätsergebnis für alle Fertigungslose. Ein Nachteil ist die technische Komplexität des Ansatzes.
Bausteine für eine dynamische Messreduktion
- Data Warehouse: Hier werden Daten von der Anlage abgefragt und abgelegt. Hier mehr erfahren
- KI Prognosen: Hier definieren Sie Prüfszenarien und automatisieren die Auswertung. Hier mehr erfahren
Wie profitiert eine Produktion von einer dynamischen Messreduktion?
Die Vorteile der dynamischen Messreduktion sind vielfältig. Insgesamt lassen sie sich in vier Kategorien einteilen:
- Reduktion von Prüfkosten: Jede zerstörende Messung kostet Arbeitszeit des Mitarbeiters sowie Materialkosten. Auch zerstörungsfreie Messungen kosten zumindest Arbeitszeit. Die dynamische Messreduktion senkt diese Kosten.
- Verringerung der Prüfzeit: Jede Prüfung erfordert eine bestimmte Messzeit. Bei einigen Messungen kann dies Minuten bis Stunden (einschließlich Probenvorbereitung) dauern. Durch eine dynamische Messreduktion wird bereits nach Fertigstellung des Bauteils ein Hinweis auf die zu erwartende Qualität gegeben. Dadurch können der Werker und das Qualitätsmanagement bei Bedarf schneller Gegenmaßnahmen einleiten.
- Fehlerpotenzial verringern: Wer misst, misst Mist! Trotz bester Ausbildung kann es bei der Qualitätsprüfung zu menschlichen Fehlern kommen. Ablesefehler oder falsch eingelegte Prüflinge können das Ergebnis einer Qualitätsprüfung stark beeinflussen. Mit der dynamischen Messreduktion wird zusätzlich zur Messung eine zweite, objektive Information erzeugt.
- Prozesssicherheit erhöhen: Parallel zur Qualitätsmessung zeigt die dynamische Messreduktion auch mögliche Abweichungen im Produktionsprozess auf. So kann direkt auf Abweichungen reagiert werden. Erfahren Sie mehr über die automatisierte Prozessüberwachung.
Praxisbeispiel: 70 % Prüfreduktion im Kautschuk-Compounding
Beim Compounding werden Kautschukmischungen im Batch-Verfahren hergestellt. Die Qualität wird anschließend mit einem Rheometer überprüft. Typische Zykluszeiten sind drei Minuten, sowohl für den Mischer als auch für das Rheometer. Jede Probenvorbereitung inklusive Material kostet etwa 2 €. Im Normalbetrieb wird von jeder Charge eine Probe entnommen, um die Qualität der Mischung zu charakterisieren. Pro Monat fallen bei einer voll ausgelasteten Linie etwa 9.600 Proben an. Das verursacht Kosten und belastet den Anlagenfahrer, der oft mehrere Linien parallel bedienen muss.
Mithilfe der dynamischen Messreduktion können die Prüfkosten gesenkt und gleichzeitig der Anlagenfahrer entlastet werden. In einer Implementierung konnte ein Kunde durchschnittlich 70 % der Prüfungen einsparen. Dabei wurden die szenariobasierte und die vorhersagebasierte Messreduktion kombiniert, um eine maximale Prozesssicherheit zu gewährleisten.
