DE10122824A1

DE10122824A1 - Assessing manufacturing process capability, performance involves defining process scatter central position boundary curve by using null error position restriction and statistical tolerancing

Info

Publication number: DE10122824A1
Application number: DE10122824A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dahlem
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-05-11
Filing date: 2001-05-11
Publication date: 2002-11-14

Abstract

The method involves defining a boundary curve (3) that bounds the process scattering central position (9) by the use of a restriction on the null error position and the use of statistical tolerancing. Processing performance is divided in to three regions resulting from the ratio of tolerance and scattering width.

Description

Die Erfindung betrifft eine Methode zur Beurteilung von Prozeßfähigkeit und Prozeßleistung.The invention relates to a method for assessment of process capability and process performance.

Bei den heutigen Fertigungsverfahren werden die Pro zeßfähigkeitsdaten mit Hilfe eines mathematischen Ansatzes beurteilt, der auf der Basis einer Normalverteilung beruht.In today's manufacturing processes, the Pro capability data using a mathematical approach assessed, which is based on a normal distribution.

Ausführliche Messungen haben jedoch ergeben, daß eben diese Normalverteilung nur äußerst selten vorkommt. Die meisten Prozesse sind also mischverteilt. Für mischverteil te Prozesse gibt es aber keinen mathematischen Ansatz, da mischverteilte Prozesse jede beliebige Verteilungsform auf weisen können. Zur präzisen Berechnung der Prozeßfähig keitsdaten muß aber unbedingt die Ist-Verteilungsform be trachtet werden und nicht die idealisierte Normalvertei lung. Obwohl die Bauteile also nicht normalverteilt sind, können sie dennoch verwendet werden, da sie immer noch im zulässigen Toleranzfeld liegen. Es kann also durchaus vor kommen, daß die Bauteile an sich im Grenzbereich der Tole ranzen oder leicht außerhalb liegen, das gesamte Bauteil an sich jedoch in der Toleranzzone liegt. Weiterhin wurde festgestellt, daß der Prozeßfähigkeitsindex Cpk unabhängig vom Prozeßverfahren ist und den geforderten Grenzwert von größer 1,33 deutlich unterschreitet. Dies bedeutet, daß der zugehörige Fehleranteil deutlich größer als zulässig ist. Der Prozeßfähigkeitsindex Cpk, der aus Mittelwert und Stan dardabweichung berechnet wird, und die Prozeßstreuungsmit tellage werden mittels vorhandener Qualitätssicherungssoft ware ermittelt.However, extensive measurements have shown that just this normal distribution is extremely rare. The most processes are mixed. For mixed distribution However, there are no mathematical approaches to processes because mixed distribution processes any form of distribution can point. For precise calculation of process capability However, the actual distribution form must absolutely be data be sought and not the idealized normal distribution development. So although the components are not normally distributed, they can still be used because they are still in use permissible tolerance range. So it can definitely happen come that the components themselves in the border area of the tole satchel or lie slightly outside, the entire component however lies within the tolerance zone. Furthermore was found that the process capability index Cpk is independent of the process procedure and the required limit of significantly below 1.33. This means that the associated error percentage is significantly larger than permissible. The process capability index Cpk, which consists of the mean and Stan dard deviation is calculated, and the process variation mit tellage are done using existing quality assurance software goods determined.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde mit bereits vorhandenen Auswertungsmethoden und Hilfsmit teln eine Methode zur Beurteilung von Prozeßfähigkeit und Prozeßleistung zu ermitteln, die es ermöglicht zu beurtei len, welche Toleranzen der Einzelbauteile noch tolerierbar sind, ohne fehlerhafte Gesamtbauteile zu bekommen.The present invention is based on the object with existing evaluation methods and auxiliary a method for assessing process capability and Determine process performance that makes it possible to assess len, which tolerances of the individual components are still tolerable are without getting faulty overall components.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisende, gattungsgemäße Methode zur Beurteilung von Prozeßfähigkeit und Prozeßleistung gelöst.The object underlying the invention is achieved by one, also the characteristic features of the main claim A generic method for assessing Process capability and process performance solved.

Aus einer Vielzahl von durchgeführten Messungen wird mit Hilfe eines empirischen Ansatzes ein Diagramm erstellt, das eine Grenzlinie enthält, die den Null-Fehler-Bereich markiert, d. h. daß alle Bauteile noch innerhalb der vorge gebenen Toleranzen liegen. Die Grenzlinie dient zur Beur teilung der Prozeßleistung. Die Prozeßleistung setzt sich aus Toleranz und Streubreite zusammen. Definiert werden drei Bereiche, die die verschiedenen Prozeßleistungsklassen darstellen. Liegt das Verhältnis von Toleranz zu Streubrei te über 1,42, so spricht man von der Prozeßleistungsklasse oder dem Bereich A, bei einem Verhältnis zwischen 1 und 1,42 von der Prozeßleistungsklasse oder dem Bereich B und bei einem Verhältnis von Toleranz und Streubreite un ter 1 von der Prozeßleistungsklasse oder dem Bereich C. Bei der Prozeßleistungsklasse C ist eine 100%-Prüfung der Bau teile erforderlich.A large number of measurements are carried out draws up a diagram using an empirical approach, that contains a boundary line that defines the zero-error area marked, d. H. that all components are still within the pre given tolerances. The boundary line is used for assessment division of process performance. The process performance continues from tolerance and spread. To be defined three areas covering the different process performance classes represent. Is the ratio of tolerance to litter te over 1.42, one speaks of the process performance class or the area A, with a ratio between 1 and 1.42 from process performance class or area B and with a ratio of tolerance and spread width un ter 1 from the process performance class or the area C. At Process performance class C is a 100% construction check parts required.

Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Methode können nun alle Prozeßverteilungsformen akzeptiert werden, so lange sich die Schnittpunkte von Prozeßfähigkeitsindex Cpk und Prozeßstreuungsmitte innerhalb des Null-Fehleran teil-Bereiches befinden. Hierdurch können auch Prozesse akzeptiert werden, die einerseits mischverteilt sind und andererseits einen Prozeßfähigkeitsindex Cpk kleiner 1,33 und dennoch einen Fehleranteil Null aufweisen. In der Fer tigung kann auf diese Weise auf eine Sortier- oder 100%- Prüfung verzichtet werden, was hinsichtlich Aufwand und Kosten deutliche Vorteile mit sich bringt. Durch die Anwen dung der erfindungsgemäßen Methode treten nur noch Prozesse auf, die einen maximalen Fehleranteil von 100 ppm aufwei sen.By using the method according to the invention all forms of process distribution can now be accepted, as long as the intersection of process capability index Cpk and process spread center within the zero error part area. This also enables processes are accepted, which are mixed on the one hand and on the other hand, a process capability index Cpk less than 1.33 and still have zero error. In the Fer can be sorted in a sorting or 100% Examining what to do in terms of effort and Costs brings clear advantages. By the users only the processes occur with a maximum error rate of 100 ppm sen.

Die erfindungsgemäße Methode bietet außerdem den Vorteil, daß die bisher benutzten Meß- und Auswertungsmittel weiter hin verwendet werden können. Und somit keine zusatzkosten anfalen.The method according to the invention also offers the advantage that the measuring and evaluation means used so far continue can be used. And therefore no additional costs anfalen.

Nachfolgend ist anhand der Figur ein Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung prinzipgemäß beschrieben.An embodiment is shown below with reference to the figure game of the present invention described in principle.

Die einzige Figur zeigt eine Darstellung von Toleranz breite 1 über Prozeßfähigkeitsindex Cpk 2. Eine Grenzkur ve 3 stellt den Übergang von noch zu akzeptierenden zu nicht mehr akzeptablen Prozessen dar. Ein Bereich 4 mar kiert die Prozeßleistungsklasse A, ein Bereich 5 die Pro zeßleistungsklasse B und ein Bereich 6 die Prozeß leistungsklasse C. Die Grenzkurve 3 begrenzt einen zulässi gen Bereich 7 der Prozeßstreuungsmittellage mit Fehleran teil Null. Alle im Bereich 6 liegenden Prozesse weisen ei nen Fehleranteil größer Null auf, was eine 100%-Prüfung der Bauteile erforderlich macht. Eine Grenzlinie 8 markiert den eigentlich geforderten Grenzwert von 1,33, der als gerade noch akzeptabel festgelegt worden ist. Durch die Figur wird offensichtlich, daß es Prozesse geben kann, die zwar einen niedrigeren Cpk-Wert als erforderlich und dennoch einen Fehleranteil Null aufweisen können, da der Prozeß mit sei ner Prozeßstreuungsmittellage 9 noch innerhalb der Grenz kurve 3 liegt. Liegt die Prozeßstreuungsmittellage 9 außer halb der Grenzkurve 3, so ist der ganz Prozeß außerhalb des noch zulässigen Bereiches 7 und damit fehlerbehaftet. Eini ge Beispiele solcher Prozesse sind in der Figur darge stellt. Die Grenzkurve 3 ist leicht konisch und trifft im Unendlichen mit den Koordinatenachsen zusammen. The single figure shows a representation of tolerance width 1 over process capability index Cpk 2 . A limit curve ve 3 represents the transition from processes that are still to be accepted to processes that are no longer acceptable. An area 4 marks the process performance class A, an area 5 the process performance class B and an area 6 the process performance class C. The limit curve 3 limits a permissible Area 7 of the process scattering agent layer with part zero error. All processes in area 6 have an error percentage greater than zero, which requires 100% inspection of the components. A limit line 8 marks the actually required limit value of 1.33, which has just been set as acceptable. The figure shows that there may be processes that may have a lower Cpk value than required and still have a zero error percentage, since the process with its process scattering agent layer 9 is still within the limit curve 3 . If the process scattering agent layer 9 lies outside the limit curve 3 , the whole process is outside the still permissible range 7 and is therefore subject to errors. Some examples of such processes are shown in the figure. The limit curve 3 is slightly conical and meets the coordinate axes at infinity.

reference numeral

11

Toleranzbreite
tolerance range

22

Prozeßfähigkeitsindex Cpk
Process capability index Cpk

33

Grenzkurve
limit curve

44

Bereich
Area

55

Bereich
Area

66

Bereich
Area

77

Bereich
Area

88th

Grenzlinie
boundary line

99

Prozeßstreuungsmittellage
Process spread middle layer

Claims

1. Method for assessing process capability and process performance, characterized in that a limit curve ( 3 ) is defined, which limits the process distribution center position ( 9 ) by restricting the zero error position and using a statistical tolerance.

2. Method for assessing process capability and Process performance according to claim 1, characterized records that the process performance in three areas is divided, which results from the ratio of tolerance and spread.

3. Method for assessing process capability and process performance according to claim 1, characterized in that a limit curve ( 3 ) who can determine who defines the permissible range of the process scattering middle position ( 9 ).

4. Method for assessing process capability and process performance according to claim 3, characterized in that the process capability is only defined by the process scattering agent layer ( 9 ).