Die Maschinenfähigkeitsuntersuchung (MFU) ist eine Methode zur Bestimmung der Maschinenfähigkeit eines Betriebsmittels. Die Maschinenfähigkeitsuntersuchung, kurz MFU, ist eine Kurzzeitstudie in der Qualitätssicherung und bewertet die Prozessgröße „Maschine“ im Hinblick auf spezifische Produktionsanforderungen.
Was ist die Maschinenfähigkeit?
Die Maschinenfähigkeit ist die Fähigkeit einer Maschine in Bezug auf die Stabilität und Reproduzierbarkeit eines Produktionsschrittes auf einer Maschine. Sie gibt an, mit welchem Anteil an Ausschuss und Nacharbeit beim Betrieb dieser Maschine zu rechnen ist.
Die Maschinenfähigkeit ist ein Maß für die Qualität einer Maschine. Die Maschinenfähigkeit beschreibt die Qualität in Bezug auf die geforderte Spezifikation der Maschine.
Die Maschinenfähigkeit wird mit Hilfe der Maschinenfähigkeitsuntersuchung Abkürzung – kurz mfu – ermittelt. Die mfu ist eine Kurzzeitstudie.
Sie untersucht maschinenbedingte Einflüsse und bewertet, in welchem Maße eine Maschine fähig ist, innerhalb der festgelegten Toleranzgrenzen zu arbeiten.
Ziel ist, ausschließlich maschinenbedingte Einflüsse auf den Fertigungsprozess zu erfassen und zu bewerten. Die mfu berechnet die Fähigkeitsindizes:
- cm – Wert: Misst das Verhältnis von Streuung zu Toleranzbreite und zeigt die Fähigkeit der Maschine, innerhalb der Toleranzen zu produzieren.
- cmk -Wert: Berücksichtigt neben der Streuung auch die Lage des Mittelwertes im Verhältnis zu den Toleranzgrenzen.
Der cm-Wert stellt die Möglichkeit der Maschine dar, innerhalb eines bestimmten Toleranzfeldes zu fertigen. Der cmk-Wert berücksichtigt die Fähigkeit der Maschine über die Lage der Werte im Toleranzfeld.
Die Werte werden berechnet mit folgender Excel Vorlage:
Ein Video zur Anwendung der Tabelle finden Sie in diesem Video.
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cm Wert
Der cm Wert gibt das Verhältnis von Streuung zu Toleranzbreite an. Der cm Wert wird über folgende Formel berechnet:
Im Diagramm wird der Kennwert zur Beherrschbarkeit wie folgt dargestellt.
cmk Wert
Der cmk Wert berücksichtigt neben der Streuung des Prozesses auch die Lage des Mittelwertes. Der Mittelwert der Häufigkeitsverteilung wird ins Verhältnis zu den Toleranzgrenzen bzw. Spezifikationsgrenzen gesetzt. Der Wert errechnet sich aus den beiden Werten von cmu und cmo.
Im Diagramm wird dies folgendermaßen dargestellt.
Der cmk entspricht dem kleineren der beiden Werte cmu und cmo.
Durchführung einer MFU?
Ziel der MFU
Ziel der mfu ist es, die maschinenbedingten Einflüsse auf den Fertigungsprozess zu bewerten und zu verstehen. Neben der Maschine wirken jedoch zahlreiche weitere Einfluss- und Störgrößen.
Vorbereitung der MFU
Um ein repräsentatives Ergebnis zu erhalten, müssen die Einfluss- und Störgrößen konstant gehalten werden. Diese Einflüsse werden häufig auch als 5 M bezeichnet, wie man sie auch aus der Ishikawa Methode kennt. Konstant gehalten werden die Einflüsse durch:
- Mensch – die gleichen Maschinenbediener während der Untersuchung einsetzt
- Material – das gleiche Material verwendet wird
- Methode – die Produktionsmethode nicht verändert wird
- Mitwelt – alle Umgebungseinflüsse (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, etc.) konstant hält
- Messmethode – eine verifizierte Messmethode einsetzt und beibehält
Ist die Maschine so vorbereitet, dass die Messwerte möglichst in der Mitte des Toleranzintervalls liegen (Vorlauf), wird die Prüfung gestartet.
Messdatenerfassung
Eine repräsentative Anzahl von Teilen (mindestens ? = 50, möglichst ? = 100) wird in einem kontinuierlichen Fertigungslauf hergestellt. Die Messung des Teilemerkmals bzw. der Teilemerkmale und Dokumentation der Ergebnisse entsprechen der Produktionsreihenfolge.
Messdatenanalyse
Die Messergebnisse werden in einer Excel Vorlage ausgewertet, die Sie im Beitrag Prozessfähigkeit und Maschinenfähigkeit – cpk Wert – cmk Wert und hier unten finden.
Die Anforderungen an die Maschinenfähigkeit variieren je nach Anforderung des Kunden (extern oder intern).
Die Mindestanforderung an die Maschinenfähigkeit ist eine Streuung, die mit x ± 3σ innerhalb der Spezifikation liegen muss (cm = 1). Dies bedeutet, dass mindestens 99,73 % der Teile innerhalb der Toleranzgrenzen liegen müssen. Ein Mindestwert von 1,33 bedeutet eine Streuung von x ± 4σ, d. h. 99,9934 % der gefertigten Teile liegen innerhalb der Spezifikationsgrenzen.
Aktuell wird häufig ein cm > 1,67 als gut angesehen, was nahe an der Nullfehlerquote liegt.
Maschinenfähigkeitsuntersuchung Beispiel
Die folgenden Messwerte eines Merkmales werden berechnet.
Als Ergebnis der Untersuchung der Maschinenfähigkeit erhalten wir, das die Maschine für dieses Merkmal nicht fähig ist.
Zusammenfassung MFU
Die MFU ist ein unverzichtbares Werkzeug zur Bewertung der Maschinenfähigkeit und hilft Unternehmen, die Qualität ihrer Produktionsprozesse zu verbessern. Durch regelmäßige MFUs können mögliche Schwachstellen identifiziert und behoben werden, was zu einer höheren Produktqualität und Effizienz führt.
Der Unterschied zwischen cm und cmk besteht darin, dass der cmk neben dem Verhältnis der Streuung zur Toleranz, auch die Lage innerhalb der Toleranz berücksichtigt.
Der cmk ist immer kleiner als der cm, da die Lage der Werte innerhalb der Toleranz noch berücksichtigt wird. Dies gilt auch für die anderen Fähigkeitsindizes wie cpk und ppk.
Die Maschinenfähigkeit ist eine Kennzahl für die Qualität einer Maschine. Die Maschinenfähigkeit beschreibt die Qualität in Bezug auf die geforderte Spezifikation der Maschine.
Die MFU ist die Abkürzung für eine Maschinenfähigkeitsuntersuchung. Ziel der Maschinenfähigkeitsuntersuchung ist die Feststellung der Maschinenfähigkeit festzustellen.
Die MFU wird zur Berechnung der Maschinenfähigkeit durchgeführt. Die MFU ist eine Kurzzeituntersuchung.
Die Prozessfähigkeitsuntersuchung mit den Werten Cp und Cpk ist eine Langzeituntersuchung.
Vor der mfu müssen die entsprechenden Messsysteme qualifiziert werden. Dazu verwendet der Prüfer die MSA (Messsystemanalyse).
Eine mfu ist die Abkürzung für eine Maschinenfähigkeitsuntersuchung.
Die mfu ist eine Methode, mit der die Grundlage für weitere Qualitätsuntersuchungen gelegt wird. Sie ist eine Untersuchung der Kurzzeitfähigkeit.
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