Software erkennt Trends im Fertigungsprozess

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Schubert & Salzer Data GmbH

MCD Elektronik GmbH

Zu den wichtigsten statistischen Auswertungen des MCD-Datenmanagers gehören: die Statistik der Testergebnisse und der Testdauer, eine Fehlerstatistik, die Statistik der Messwerte und die Analyse der Maschinen und Prozessfähigkeit.

Reportmodul unterstützt Anwender bei der Gestaltung eigener Auswertungen

Das integrierte Reportmodul unterstützt den Anwender bei der Gestaltung eigener Auswertungen, die in Projektfiles gespeichert und jederzeit bei Bedarf wieder geladen werden können. Für die meisten Unternehmen ist es wichtig, das Erscheinungsbild der Berichte beliebig an hauseigene Vorgaben anpassen zu können. Auch der Export in übergeordnete Managementsysteme ist möglich, dazu stehen zahlreiche Formate zur Verfügung. Umgekehrt kann der Datenmanager auch von Fremdsoftware komplett ferngesteuert werden. Eine integrierte Scriptengine ermöglicht die automatisierte Erstellung und Speicherung aller Auswertungen und Reports. Außerdem stehen die Daten als Web-Reports an beliebigen Onlinearbeitsplätzen zur Verfügung.

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Unterschiedliche Situationen verlangen nach speziellen Sichten auf die Daten. Dazu bietet die Software eine Reihe von Filtern, darunter die Seriennummer des Prüflings, der Test-Modus, die Dauer des Tests oder ein bestimmtes Zeitfenster. Die Ergebnisse werden in Listenform dargestellt, können aber auch in unterschiedlich parametrierbaren Grafikdarstellungen angezeigt werden, wie in der Ansicht „Top Errors“.

Außer der Verfügbarkeit aktueller Messdaten bietet die „Trendanalyse“ in der Mehrzahl der Fälle einen sicheren Blick in die Zukunft. Dazu errechnet die Software eine Trendkennzahl über statistische Algorithmen. Eine solche Kennzahl zeigt die Entwicklung/Veränderung des Fertigungs- oder Prüfprozesses deutlich auf. Auf diese Weise kann eine Veränderung des Prüflings frühzeitig erkannt werden.

Trendanalyse erlaubt Reagieren vor dem Ausfall

Oft liegt das Problem aber auch in der Prüfanordnung selber, wie das Beispiel der Produktion von Klappenstellern aufzeigt. Dabei kam es bei einem Automobilzulieferer zu vermehrten Ausfällen. Die Ursache für die auftretenden Probleme konnte mittels Datenbankauswertung über Excel nicht festgestellt werden. Die Auswertung mit dem Datenmanager zeigte über den grafischen Messwertverlauf und die statistische Auswertung/Trendanalyse den Winkelfehler sofort an. Erst die grafische Anzeige des verschobenen Mittelwerts der Winkelmessung konnte den Trend sichtbar machen. Die Ursache für diesen Fehler lag nicht bei den Prüflingen sondern in der mechanischen Verstellung der Prüflingsaufnahme.

Christian Schmidt, bei MCD für das Softwareproduktmanagement verantwortlich, erläutert: „Die Trendanalyse macht ein frühzeitiges Reagieren durch Korrekturen am Fertigungsprozess oder an der Prüfeinrichtung vor einem Ausfall des Prüflings möglich. Maschinenstillstände oder hohe Ausfallraten können somit noch vor deren Auftreten vermieden werden.“

Bewertung einzelner Messungen

Für die Trendanalyse der aufgezeichneten Messwerte erfolgt zunächst eine statistische Bewertung und Filterung der einzelnen Messungen. So werden für die Trendberechnung nur Geräte analysiert, welche prinzipiell als Pass geprüft wurden, um durch tatsächliche Fehler (defekte Einrichtungen) den eigentlich relevanten Trendverlauf nicht zu verfälschen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Trendanalyse auf einstellbare Bereiche festzulegen oder unterschiedliche Bereiche zu vergleichen.

Die Trendanalyse selbst erfolgt durch eine gewichtete Approximation der erfassten Messwerte. Dabei spielen der Zeitpunkt der Messung, die Abweichung vom Soll- oder Mittelwert und natürlich die Streuung der einzelnen Messwerte eine ausschlaggebende Rolle. Der verwendete Algorithmus erkennt dann, ob und wenn ja wann eine laufende Produktion die eingestellten Grenzwerte durchbricht. Gute Erfahrungen gab es bei der optischen Taumelkreisprüfung von Kontaktstiften. Bei diesem Projekt wird geprüft, ob die Kontaktstifte eines Prüflings verbogen sind. Dazu wird der Abstand der Kontaktstiftspitze zu einem Referenzpunkt mittels Bildverarbeitung vermessen und der Wert in der Datenbank gespeichert.

Die Auswertung der Datenbank mit dem MCD-Datenmanager während der Inbetriebnahme war sehr hilfreich. Mithilfe der statistischen Auswertung (Normalverteilung) konnte die Messwertverteilung und somit die erreichte Genauigkeit analysiert werden. Die Trendanalyse hingegen war hilfreich bei der Ermittlung und Überprüfung der Stabilität der Werte. Das frühzeitige Erkennen über „weglaufende“ Werte war bei der Inbetriebnahme ein wichtiges Kriterium, um die Stabilität der mechanischen Kontaktierung des Prüflings zu gewährleisten. Der Vorteil des Datenmanagers war dabei die grafische Anzeige der Normalverteilung im Statistikwerkzeug. Ein weiterer Vorteil bei Benutzung der Software ist die schnelle Datenübernahme aus der Datenbank des MCD-Testmanagers, welcher dabei zum Einsatz kam.

Außer der reinen Trendanalyse spielt auch der statistische Vergleich von Messgrößen eine mitunter entscheidende Rolle bei der Optimierung einer Fertigungslinie. Dazu bietet der Datenmanager die Möglichkeit, Messwerte zu vergleichen, automatisch die Grenzwerte für einen Messpunkt zu optimieren und die dadurch entstehenden Ergebnisse über die gesamte Fertigung zu simulieren. So konnte bei der Produktion von Audioverstärkern durch Optimierung einiger Toleranzen mit dem Datenmanager im Inlinebereich (also vor der Endmontage) die Ausfallrate am EOL (End-of-Line) um 20 % gesenkt werden.

* Dipl.-Ing. Joachim Tatje ist freier Journalist in Bruchsal; weitere Informationen: MCD Elektronik GmbH, 75217 Birkenfeld

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