Was ist eine MFU – Maschinenfähigkeitsuntersuchung?

Die Maschinenfähigkeitsuntersuchung ist eine Methode zur Bestimmung der Maschinenfähigkeit eines Betriebsmittels. Die Maschinenfähigkeitsuntersuchung, kurz MFU, ist eine Kurzzeitstudie in der Qualitätssicherung und bewertet die Prozessgröße „Maschine“. 

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.

Ziel ist, ausschließlich maschinenbedingte Einflüsse auf den Fertigungsprozess zu erfassen und zu bewerten. Die mfu berechnet die Fähigkeitsindizes:

  • cm (Beherrschung der Maschine)
  • cmk (Fähigkeit der Maschine)

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:

prozessfaehigkeit-maschinenfaehigkeit-kurz-20161130.jpg

Ein Video zur Anwendung der Tabelle finden Sie in diesem Video.

Validierter Nachweis Maschinenfähigkeit

Cmk online berechnen

Für einen ersten Überblick können Sie auf unserer Seite den Cmk online berechnen. Sie benötigen lediglich eine Datei mit Ihren Werten.

Cmk mit Excel add in „Sixsigmablackbelt Analyse“ berechnen

Können Sie im Unternehmen keine Makros verwenden, steht Ihnen das „Sixsigmablackbelt Analyse“ add in deutscher oder englischer Sprache zu Verfügung. Das add in erhalten Sie in der Microsoft app source. Sie können dies über Excel installieren.

"Sixsigmablackbelt - Analysis" installieren deutsch
„Sixsigmablackbelt – Analysis“ installieren deutsch

cm Wert

Der cm Wert gibt das Verhältnis von Streuung zu Toleranzbreite an. Der cm Wert wird über folgende Formel berechnet:

cm Wert berechnen
cm Wert berechnen

Im Diagramm wird der Kennwert zur Beherrschbarkeit wie folgt dargestellt.

mfu - Maschinenfähigkeitsuntersuchung - Toleranzfeld - cm - cmk
mfu – Maschinenfähigkeitsuntersuchung – Toleranzfeld – cm – cmk

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.

mfu cmu berechnen
mfu cmu berechnen Maschinenfähigkeit
mfu berechnen cmo berechnen
mfu cmo Maschinenfähigkeit

Im Diagramm wird dies folgendermaßen dargestellt.

mfu cmo cmu Maschinenfähigkeit
mfu cmo cmu Maschinenfähigkeit

Der cmk entspricht dem kleineren der beiden Werte cmu und cmo.

Wie macht man eine 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. 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. 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.

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.

Maschinenfähigkeit Beispiel
Maschinenfähigkeitsuntersuchung Beispiel

Als Ergebnis der Untersuchung der Maschinenfähigkeit erhalten wir, das die Maschine für dieses Merkmal nicht fähig ist.

Maschinenfähigkeitsuntersuchung Beispiel cmk
Maschinenfähigkeitsuntersuchung Beispiel cmk

Zusammenfassung:

Was ist der Unterschied zwischen cm und cmk?

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.

Ist der cmk immer kleiner als der cm?

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.

Was ist eine Maschinenfähigkeit?

Die Maschinenfähigkeit ist eine Kennzahl für die Qualität einer Maschine. Die Maschinenfähigkeit beschreibt die Qualität in Bezug auf die geforderte Spezifikation der Maschine.

Was ist eine MFU?

Die MFU ist die Abkürzung für eine Maschinenfähigkeitsuntersuchung. Ziel der Maschinenfähigkeitsuntersuchung ist die Feststellung der Maschinenfähigkeit festzustellen.

Wann macht man eine MFU?

Die MFU wird zur Berechnung der Maschinenfähigkeit durchgeführt. Die MFU ist eine Kurzzeituntersuchung.
Die Prozessfähigkeitsuntersuchung mit den Werten Cp und Cpk ist eine Langzeituntersuchung.

Wie sind mfu und msa verbunden?

Vor der mfu müssen die entsprechenden Messsysteme qualifiziert werden. Dazu verwendet der Prüfer die MSA (Messsystemanalyse).

Was ist eine mfu?

Eine mfu ist die Abkürzung für eine Maschinenfähigkeitsuntersuchung.

Wie beeinflusst eine mfu die Qualität?

Die mfu ist eine Methode, mit der die Grundlage für weitere Qualitätsuntersuchungen gelegt wird. Sie ist eine Untersuchung der Kurzzeitfähigkeit.

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