SPC-Kontrolldiagramme: Wie gesund ist Ihr Prozess?

Wissen Sie, ob Ihr Prozess gesund ist? Verwenden Sie SPC-Kontrolldiagramme, um das Verhalten Ihrer Prozesse zu verfolgen und zu überwachen?

Jeder Fertigungsprozess generiert eine Menge Zahlen. Von der Ausrüstung und den Materialien bis hin zu den Spezifikationen und Toleranzen werden bei jeder Aktion, die von den Mitarbeitern und der Ausrüstung in der Werkstatt durchgeführt wird, Zahlen erzeugt. Diese Zahlen sind unglaublich nützlich, um wichtige Informationen über Ihren Prozess zu verstehen.

Aber viele der Werte in den Daten können zufällig erscheinen. Wie können wir also die Daten entschlüsseln und diese Zahlenwerte zu unserem Vorteil nutzen? Wie können wir aus scheinbar zufälligen Datenpunkten im Laufe der Zeit wertvolle statistische Informationen herauslesen?

**Die Antwort liegt in der statistischen Prozesskontrolle (SPC) und in Regelkarten.

Zufällige Datenpunkte sind in vielerlei Hinsicht ein Zeichen für einen guten, gesunden Prozess. Wir wollen nur, dass diese "zufälligen" Datenpunkte innerhalb akzeptabler Toleranzen liegen. Vor diesem Hintergrund wollen wir uns ansehen, was SPC-Regelkarten sind und wie sie zur Aufrechterhaltung eines gesunden Prozesses eingesetzt werden können.

Warum eine SPC-Regelkarte?

Bei der Überprüfung des Zustands und der Effektivität Ihres Betriebs sind Werkzeuge wie interaktive SPC-Regelkarten äußerst effektiv. Sie helfen Herstellern, das Prozessverhalten im Laufe der Zeit zu überwachen und Trends zu erkennen, die sich negativ auf den Prozess und das Produkt auswirken könnten.

Damit ein Fertigungsprozess erfolgreich ist, muss er zwei entscheidende Verhaltensweisen aufweisen, um als gesund zu gelten:

• Stabilität: Der Prozess ist genau und Abweichungen bleiben innerhalb der Spezifikationen und Toleranzen.
• Fähigkeit: Der Prozess kann aufrechterhalten werden und schafft beständig Werte.

Natürliche Schwankungen treten in jedem Prozess auf, aber diese Schwankungen müssen innerhalb eines bestimmten Bereichs bleiben. Mit anderen Worten: Der Prozess muss stabil sein. Wenn die Datenpunkte instabil sind, ist das Risiko von Fehlern oder Abweichungen von den Kundenanforderungen mehr als wahrscheinlich.

Instabilität führt zu einem Prozess, der nicht in der Lage ist, einen Mehrwert für den Kunden zu schaffen oder die Rentabilität aufrechtzuerhalten. Warum sollten 1000 Produkte hergestellt werden, wenn nur die Hälfte für den Kunden gut genug ist?

Ein Beispiel für die Ursache einer ungesunden Abweichung ist ein loses Teil in einer Maschine. Mit der Zeit und der Nutzung der Maschine lockert sich das Teil nach und nach. Dies wirkt sich auf die Toleranzen aus, und das Produkt weicht zunehmend vom geforderten Spezifikationsbereich ab.

Zur Beobachtung der Stabilität und Leistungsfähigkeit Ihrer Prozesse sind SPC-Regelkarten visuelle und interaktive Hilfsmittel, die es Ihnen ermöglichen, einen Überblick über das natürliche Verhalten Ihres Prozesses zu gewinnen. Dies geschieht durch die Verfolgung einer bestimmten Aktion oder eines bestimmten Wertes über die Zeit.

Die Stärke einer SPC-Regelkarte liegt jedoch in ihrer Fähigkeit, zukünftiges Verhalten auf der Grundlage von Daten aus der Vergangenheit zu beurteilen und vorherzusagen. Trends, Wiederholungen oder Muster innerhalb von Spezifikationen können allesamt Indikatoren für Instabilität sein. Wenn sich das Verhalten auf Warn- und Spezifikationsgrenzen zubewegt (oder diese bereits überschritten hat), müssen Anpassungen vorgenommen werden.

Beispiel 1: Würfeln Sie!

Ein vereinfachtes Beispiel hierfür ist ein 6-seitiger Würfel.

Es gibt 6 Zahlen, die dieser Würfel darstellen soll. Wenn man den Würfel hundertmal würfelt, kann man eine ziemlich gleichmäßige Verteilung zwischen allen Zahlen erwarten. Die natürliche Schwankung und das gesunde Verhalten würden einen mittleren Durchschnittswert von 3,5 ergeben.

Wenn Sie aber einmal eine 7 würfeln, wissen Sie, dass etwas schief gelaufen ist. Der Würfel hat einen Wert ergeben, der außerhalb der Spezifikationsgrenzen liegt. Ähnlich verhält es sich, wenn Sie den Würfel werfen und häufiger als sonst eine 4 erhalten, dann wissen Sie, dass der Würfel möglicherweise ungleich gewichtet ist.

Genauso verhält es sich mit der Überwachung der Spezifikationen eines hergestellten Produkts. Wenn das hergestellte Produkt einen Wert außerhalb der Spezifikationen ergibt (in unserem Fall irgendetwas außerhalb von 1-6), dann handelt es sich um einen Fehler. Und Trends, die eine ungleichmäßige Verteilung zeigen, deuten ebenfalls auf einen ungesunden Prozess hin.

Mit SPC-Kontrolldiagrammen, die genaue Verlaufs- und Echtzeitdaten anzeigen, können Sie Probleme schnell erkennen, Trends überprüfen, zukünftige Ereignisse vorhersagen und Lösungen finden. Die Aufzeichnung wichtiger Fertigungsdaten in einer SPC-Regelkarte minimiert das Risiko von kostspieligen Fehlern und Maschinenausfällen erheblich.

Wie Sie Ihre SPC-Regelkarte lesen

Das Ablesen Ihrer SPC-Regelkarte ist sehr einfach. Die linke Achse sind die aufgezeichneten Werte und die untere Achse ist die Zeit oder die Anzahl der Produktionen. Im nachstehenden Fall für den Vakuummischer Nr. 1 wurden die Werte bei jeder Charge aufgezeichnet.

Wie wir bereits besprochen haben, ist eine SPC-Regelkarte ein Diagramm, das dazu dient, zu untersuchen und zu visualisieren, wie sich ein Prozess im Laufe der Zeit entwickelt. Die Regelkarte zeigt auch die Warngrenzen und die Spezifikationsgrenzen des Prozesses an.

• Warngrenzen: Bestimmt und definiert die Stabilität des Prozesses. Ist der Prozess unter Kontrolle? Die Datenpunkte sollten so weit wie möglich innerhalb dieser Grenzen bleiben. Weichen die Datenpunkte progressiv oder konstant von den oberen Warngrenzen (UWL) und den unteren Warngrenzen (LWL) ab, liegt ein Trend vor, der auf mögliche Fehler hinweist.

• Spezifikationsgrenzwerte: Akzeptable Parameter, die Toleranzen, Produktionsziele und Kundenanforderungen erfüllen. Jede Abweichung außerhalb der oberen Spezifikationsgrenzen (USL) und unteren Spezifikationsgrenzen (LSL) bedeutet, dass ein Fehler aufgetreten ist.

Mit diesen Grenzwerten ist es für Sie und Ihr Team ein Leichtes, effektiv zu überwachen, ob ein Prozess unter Kontrolle ist oder außerhalb der Grenzwerte liegt. Außerdem lassen sich durch die Überprüfung der Daten im Laufe der Zeit Trends viel leichter erkennen, bevor sie zu einem Problem werden.

7 Abweichungen außerhalb der Kontrolle

Um Ihnen zu helfen, die verschiedenen Arten von Abweichungen zu erkennen, die auf einen ungesunden Prozess hindeuten, finden Sie hier 7 außer Kontrolle geratene Bedingungen oder Datenabweichungen. Viele von ihnen liegen noch innerhalb der oberen und unteren Grenzen der SPC-Regelkarte, aber wir werden sehen, wie sie für Ihren Prozess gefährlich werden können.

• Zyklischer Effekt: Die Regelkarte wiederholt dieselbe Sequenz. Wenn der Prozess immer wieder dieselbe Sequenz wiederholt, könnte etwas mit den Datenmessungen nicht stimmen oder ein unerwünschter konsistenter Effekt vorliegen.

• Punkte außerhalb der Kontrollgrenzen: Der Prozess erzeugt Defekte oder unerwünschte Abweichungen. Das bedeutet, dass ein Defekt entstanden ist. Jetzt können Sie das unerwünschte Produkt entfernen und untersuchen, warum der Fehler aufgetreten ist.

• Mangel an Variabilität: Obwohl die Datenpunkte nahe der Mitte liegen, gibt es keine gleichmäßige Verteilung der Werte. Um auf unser Beispiel mit dem sechsseitigen Würfel zurückzukommen: Wenn Sie durchweg eine 3, 4 oder 5 gewürfelt hätten, würden Sie vermuten, dass mit dem Würfel etwas nicht stimmt.

• Durchlauf: Aufeinanderfolgende Werte liegen über oder unter dem Soll-Durchschnitt. Ähnlich wie bei unserem letzten Beispiel sind die Werte auf eine unerwünschte Weise konsistent.

• Exzessive Variabilität: Die Werte sind regelmäßig an den Rändern und selten in der Mitte. Irgendetwas innerhalb des Prozesses führt dazu, dass die Werte an den Enden der Spezifikationsgrenzen auftreten. Dies bedeutet, dass ein Verlust an Genauigkeit vorliegt.

• Trend: Die Datenpunkte bilden einen Trend, der darauf hindeutet, dass die Spezifikationsgrenzen irgendwann überschritten werden. Irgendetwas innerhalb des Prozesses treibt die Datenpunkte in einen Abwärts- oder Aufwärtstrend. Führen Sie eine Ursachenanalyse durch, bevor der Prozess die Grenzwerte überschreitet.

• Wechselnde Werte: Die Werte wechseln häufig zwischen einigen wenigen Datenpunkten. Dies mag wie ein gut verteilter Satz von Datenpunkten aussehen, aber auch hier werden nur einige wenige Zahlen getroffen. Wie bei einem Metronom wechseln sich die Werte ständig ab, was ein Zeichen für ein Problem ist.

Die Daten müssen zufällig sein

Es mag kontraintuitiv erscheinen, aber das Beste für Ihren Prozess ist es, wenn Ihre Datenpunkte innerhalb der Kontrollgrenzen zufällig sind. Alle oben genannten Beispiele für "außer Kontrolle geratene Schwankungen" haben ein Element von übermäßig konsistentem Verhalten.

Wie Ihre Regelkarte entschlüsselt wird, hängt stark von Ihrer Produktionsumgebung ab. Möglicherweise haben Sie einige Beständigkeiten, die Sie berücksichtigt haben. Vielleicht gibt es in Ihrem Prozess einen natürlichen Zyklus, der für die Qualität Ihres Produkts notwendig oder förderlich ist. Aber in jedem Fall sollte Ihr Prozess, außer bei bereits berücksichtigten Faktoren, völlig zufällige Daten innerhalb der Spezifikationsgrenzen liefern.

Ein Schlüsselmerkmal für eine gesunde statistische Prozesskontrolle ist, dass der Prozess keine Fehler produziert und nicht durch unerwünschte Faktoren beeinflusst wird.

Statistische Prozesskontrolldiagramme mit Arbeitsanweisungssoftware

Wussten Sie, dass VKS eine SPC-Funktion hat? Sie können sie entweder für spezifische Arbeitsanweisungen oder einen allgemeinen Prozess über mehrere Leitfäden hinweg nutzen. Es ist eine einfache und effektive Methode, um Mitarbeiter mit Verfahrenswissen zu versorgen und den Zustand Ihrer Prozesse genau zu überwachen.

Während sie ihren Anweisungen folgen, werden die Mitarbeiter aufgefordert, Schlüsseldaten über den Prozess einzugeben. Diese Daten werden dann im Laufe der Zeit in der Regelkarte aufgezeichnet. Wertvolle Informationen werden extrapoliert, um Probleme zu beheben und kontinuierlich zu verbessern.

Durch die Verwendung der Regel-Engine in VKS senden SPC-Regelkarten auch Benachrichtigungen an Bediener und Management, wenn Messwerte außerhalb der "Warngrenzen" oder (noch schlimmer) außerhalb der "Spezifikationsgrenzen" liegen. Dies ermöglicht es den zuständigen Personen, Echtzeitdaten zu erhalten und in kürzester Zeit entsprechend zu reagieren.

Die interaktive SPC-Kontrollkarte ist im Handbuch und auf der Registerkarte "Berichte" leicht zugänglich. Sie können mit der Maus über die Datenpunkte fahren, und das Diagramm zeigt Ihnen die Informationen zu diesem bestimmten Zeitpunkt an.

Beispiel #2: Feuchtigkeit in kontrollierter Umgebung

Nehmen wir an, Sie betreiben ein pharmazeutisches Labor, in dem Sie die Wirksamkeit von lebenden Kulturen in Bierhefe testen. Die Aufrechterhaltung eines optimalen Feuchtigkeitsniveaus in der Umgebung ist entscheidend.

Zu Beginn eines jeden Verfahrens müssen Ihre Mitarbeiter die Luftfeuchtigkeit messen, um zu überprüfen, ob sie innerhalb der Normen liegt. Sobald diese Informationen überprüft und aufgezeichnet sind, können sie mit der Hefe arbeiten.

Jedes Mal, wenn ein Bediener die Feuchtigkeitsdaten aufzeichnet, werden die Informationen in der SPC-Kontrollkarte in VKS zusammengestellt. Mit einer genauen Historie der Feuchtigkeitsschwankungen können Sie und Ihr Team erkennen, ob es Trends oder unsichtbare Faktoren gibt, die die Prüfung der Hefekulturen negativ beeinflussen könnten.

Bei der Überprüfung des Diagramms sehen Sie einen Trend zu einer höheren Luftfeuchtigkeit am Anfang der Woche und einer niedrigeren Luftfeuchtigkeit am Ende der Woche. Die Datenpunkte liegen noch innerhalb der Spezifikationen, aber seltsamerweise hat sich dieser Zyklus in den letzten Wochen immer wieder wiederholt.

Sie gehen der Sache nach und finden heraus, dass zu den beiden unterschiedlichen Zeiten in der Woche verschiedene Teams arbeiten. Und die Art und Weise, wie die einzelnen Teams die Luftfeuchtigkeit überprüfen, weicht leicht voneinander ab. Dies verfälscht die Feuchtigkeitsaufzeichnungen und führt zu ungenauen Messwerten.

Durch den Einsatz einer SPC-Regelkarte konnten Sie das Problem finden und den Fehler anschließend durch die Einführung einer standardisierten Methode mit Ihrer Arbeitsanweisungssoftware beheben. Jetzt sind die Messwerte für die Luftfeuchtigkeit dort, wo sie sein sollten.

Ist Ihr Prozess unter Kontrolle?

Weitere Informationen finden Sie in diesem Video, in dem die SPC-Kontrolldiagramme mit Arbeitsanweisungssoftware für die Prozesskontrolle in der chemischen Industrie eingesetzt werden.

Die Macht der Daten ist unbestreitbar. Wenn Sie mehr über Ihren Prozess wissen, können Sie bessere Entscheidungen treffen und sogar zukünftige Ereignisse vorhersagen. Durch die Implementierung von Arbeitsanweisungssoftware mit SPC-Kontrollkarten haben Sie mehr Kontrolle über Ihren Prozess, Ihre Produkte und Ihre Qualität.

Je mehr Sie wissen, desto gesünder wird Ihr Prozess sein.

Mit Beiträgen von Yasmine Djafari.