Schlüsselwort: multivariierte Statistik

Prozessfähigkeitsindizes, auch PFIs genannt, ist seit langem ein unverzichtbares Werkzeug der Qualitätssicherung in den Kunden-Lieferanten-Interaktionen sowie in der begleitenden Produktkontrolle jeder Massenfertigung. Diese Kenngrößen basieren auf einer sehr einfachen Statistik. Sie geben für jedes Zeichnungsmerkmal Auskunft darüber, ob das eingesetzte Herstellungsverfahren in der Lage ist, ein Bauteil in den geforderten Toleranzzonen zu fertigen oder nicht. Bei völliger Unabhängigkeit der Erzeugnischarakteristiken voneinander sind die Aussagen der allgemein bekannten PFI-Formeln korrekt. Die Produktgüte wird jedoch in überwiegender Anzahl der Fälle durch die Wechselwirkungen und die Zusammenhänge seiner einzelnen Parameter bestimmt. Sehr viele Konstruktionen setzen dies funktionsoptimierend und darüber hinaus kostensparend ein. Besonders erwähnenswert ist die Maximum-Material-Bedingung (MMB). Sie erlaubt, den Wert der nicht ausgeschöpften Toleranz eines Merkmals, zum Beispiel des Durchmessers, anderen Maßen, zum Beispiel Position, etc., zuzuschlagen. Allerdings können gerade solche positive Eigenschaften von der heutigen statistischen Qualitätssicherung im Sinne einer Kennzahl nicht berücksichtigt werden. Dies führt leider immer noch zum Verschrotten funktionsfähiger Lose. Weiterhin sind Superpositionen der Eigenschaften an den Bauteilen bekannt, die zu einer Funktionsminderung führen können. In diesem Fall bekommt der Kunde ein funktionsuntüchtiges Erzeugnis, obwohl ausreichend große PFIs pro Merkmal nachgewiesen worden sind. Die daraus resultierende Überlegung war: die Wechselwirkungseffekte im Qualitätsnachweis anhand einer Anpassung ggf. einer Veränderung der Kennzahlen zu berücksichtigen. Durch das Übernehmen der Definitionsgrundsätze heutiger PFIs ist es gelungen, nur einen einzigen Index, hier als Function Achievement Degree (FAD) bezeichnet, für den Erfüllungsgrad der Funktion eines Produktloses zu konzipieren. Als Beispiel für die praktische Untersuchung der theoretisch erarbeiteten Formeln diente die handelsübliche Sechskantschraube. Zum einen wird dieses Bauteil noch bis heute konventionell durch die lehrenden Methoden wegen der starken Abhängigkeit der Parameter wie Flankendurchmesser, Steigung und Teilwinkel begutachtet. Wegen der mangelnden Aussagetiefe und sehr hohen Anzahl der zu prüfenden Teile sollte jedoch eine solche Art der Prüfung in der modernen Qualitätssicherung zukünftig vermieden werden. Zum anderen besitzt gerade dieses Massenprodukt unter der Berücksichtigung der jüngsten Normentwicklungen ein herausforderndes Paket an Form- und Lagetoleranzen. Dadurch ist eine noch wirtschaftlichere Produktion und als Folge preisgünstigere Teile für den Kunden ohne Fertigungsverfahrensänderung, ohne Anschaffung spezieller Messmittel sowie, was besonders wichtig ist, ohne jeglichen Funktionalitätsverlust möglich. Dieses Potenzial wurde in einigen Quellen zwar erkannt, doch erst die vorliegende Arbeit stellt die Möglichkeit dar, es auch ausschöpfen zu können. Die hier dargestellte Vorgehensweise ist ausnahmslos bei allen in der Konstruktion üblichen Tolerierungsarten anwendbar und erlaubt darüber hinaus nicht nur Parameter einer Art, z.B. geometrische Abmaße, sondern auch alle zum Funktionieren des Bauteils notwendige Größen in den Fähigkeitsnachweis miteinzubeziehen.