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Vor-Kontrolle: Eine kritische Überprüfung und ihr Platz in modernen SPC-Anwendungen.
Was ist Pre-Control?
Eine Einführung in Pre-Control Charts
Pre-Control Charts wurden 1954 von Frank Satterthwaite während seiner Tätigkeit bei der Beratungsfirma Rath and Strong als Alternative zu den traditionellen Shewhart Control Charts entwickelt. Zu den prominentesten Verfechtern dieser Methodik gehören die Berater Dorian Shainin und Keki Bhote. Pre-Control ist eine vereinfachte und dennoch leistungsstarke Methode zur Überwachung und Steuerung von Fertigungsprozessen, insbesondere wenn schnelle Entscheidungen ohne umfangreiche statistische Berechnungen erforderlich sind.
Überblick über Pre-Control
Pre-Control verwendet eine Reihe von vier grundlegenden Regeln, um die Erstellung von Diagrammen und die Prozessüberwachung zu steuern. Der Schwerpunkt liegt auf der Erkennung von Abweichungen im Verhältnis zu den Produktspezifikationen und nicht auf der Schätzung von Prozessparametern wie dem Mittelwert oder der Standardabweichung.
Schritt 1: Kontrollzonen einrichten
- Teilen Sie die Breite der Angaben in vier gleiche Teile.
- Die beiden innersten Viertel definieren die Grüne Zone (den akzeptablen Bereich).
- Die Grenze zwischen dem inneren und dem äußeren Viertel markiert die Pre-Control (PC)-Linien.
- Die äußeren Viertel, zwischen den PC-Linien und den Spezifikationsgrenzen, definieren die Gelbe Zone (Warnbereich).
- Jede Messung außerhalb der Spezifikationsgrenzen fällt in den roten Bereich (Ausschussbereich).

Schritt 2: Bewertung der anfänglichen Prozessstabilität
Um festzustellen, ob der Prozess vor Beginn der Produktion unter Kontrolle ist:
- Nehmen Sie fünf aufeinanderfolgende Proben aus dem Prozess.
- Wenn alle fünf Proben in die grüne Zone fallen, gilt der Prozess als stabil.
- Wenn eine Probe außerhalb der grünen Zone liegt , gilt der Prozess als außer Kontrolle geraten.
- Bevor die Produktion fortgesetzt werden kann, müssen Korrekturmaßnahmen ergriffen werden.
Schritt 3: Laufende Prozessüberwachung
Sobald die Produktion beginnt, überwachen Sie den Prozess, indem Sie in regelmäßigen Abständen zwei aufeinanderfolgende Proben entnehmen:
- Beide Proben in der Grünen Zone → Produktion fortsetzen.
- Eine Probe in der Grünen Zone, eine in der Gelben Zone → Setzen Sie die Produktion fort, aber überwachen Sie sie genau.
- Beide Proben in der Gelben Zone:
- Wenn beide in dieselbe gelbe Zone fallen, passen Sie den Prozess an.
- Wenn sie in entgegengesetzte gelbe Zonen fallen, ist der Prozessaußer Kontrolle. Stoppen Sie die Produktion, untersuchen Sie die Ursache und nehmen Sie Korrekturen vor.
- Jede Probe in der roten Zone → Der Prozess hat ein fehlerhaftes Teil produziert. Stoppen Sie sofort die Produktion und führen Sie Korrekturmaßnahmen durch.
Hinweis: Kehren Sie nach einer Unterbrechung zu Schritt 2 zurück und validieren Sie die Prozesskontrolle, indem Sie fünf aufeinanderfolgende Proben aus der grünen Zone nehmen, bevor Sie die Produktion wieder aufnehmen
Schritt 4: Bestimmen Sie die Häufigkeit der Probenahme
Um eine effektive Kontrolle zu gewährleisten, berechnen Sie die Häufigkeit der Probenahme anhand der folgenden Richtlinie:
- Stichprobenintervall = (Durchschnittliche Zeit zwischen Prozessunterbrechungen) ÷ 6
Wenn zum Beispiel die durchschnittliche Laufzeit zwischen den Regelverletzungen 60 Minuten beträgt, sollten alle 10 Minuten zwei Proben genommen werden.
Bewertung der Vorkontrolle:
Warum es nicht verwendet werden sollte:
Zum Zeitpunkt der Entwicklung war Pre-Control sehr sinnvoll. Die Menschen verwendeten SPC mit Stift und Papier und die Berechnung von Grenzwerten war sehr zeitaufwendig. Außerdem wurde die Regelkartenerstellung nur für eine begrenzte Anzahl von Merkmalen durchgeführt.
Manche Leute verwenden immer noch gerne Pre-Control, weil die Regeln in Schritt 3 den Bedienern recht einfach zu erklären sind. Aber obwohl das stimmt, wird der zweite Schritt oft vergessen. Wenn ein Prozess nicht fähig ist, Pre-Control-Charts in der Fertigung zu implementieren, führt dies zu einer Überanpassung des Prozesses und damit zu mehr Variation.
Manche Leute befürworten Pre-Control gegenüber Kontrollkarten, weil dadurch weniger Außer-Kontrolle-Signale (und weniger „Fehlalarme“) entstehen. Dies trifft nur zu, wenn die Fähigkeit des Prozesses hoch ist, aber diese Reduzierung der Signale geschieht nur, weil die Pre-Control-Grenzwerte in diesem Fall weiter als 3 Sigma gesetzt sind. Wenn der Prozess weniger leistungsfähig ist, würde die Vorabkontrolle sogar zu zusätzlichen Fehlalarmen führen, wenn es keine zuordenbare Ursache für die Abweichung gibt.
Wenn Sie über eine hohe Kapazität verfügen und die Anzahl der Fehlalarme reduzieren möchten, gibt es eine viel einfachere Möglichkeit, dies zu erreichen, nämlich das einfache Ignorieren des Alarms, wenn Ppk höher als ein Richtwert ist. Der Vorteil in diesem Fall ist, dass die Alarme automatisch wieder aktiv werden, wenn der Ppk-Wert aus irgendeinem Grund sinkt. Weitere Informationen finden Sie in diesem Blog.
Ein weiterer Nachteil der Vorkontrolle ist, dass es keine Bereichskarte gibt. Das Bereichsdiagramm ist das wichtigste Diagramm in der SPC, da es Veränderungen in der kurzfristigen Abweichung erkennt, die der erste Hinweis darauf sind, dass in einem Prozess etwas schief läuft.
Heutzutage sehen wir immer häufiger automatisierte Messungen, bei denen Sie Pre-Control nur anwenden können, wenn Sie eine spezielle Software entwickeln. Wenn Sie über eine spezielle Software verfügen, ist es sinnvoller, Kontrollkarten zu verwenden, da Kontrollkarten zur Verbesserung von Prozessen geeignet sind, während Pre-Control keine Unterstützung bei der Verbesserung von Prozessen bietet.
Die Regel zur Bestimmung der Stichprobenhäufigkeit sollte niemals angewendet werden. Produktionsfehler folgen keinem logischen Muster, das auf historischen Informationen beruht. Fehler können jederzeit auftreten, völlig unabhängig davon, wann der letzte Fehler aufgetreten ist. Die einzige logische Regel für die Stichprobenhäufigkeit sollte aus Ihrem FMEA-Prozess abgeleitet werden.
Wie hoch das Risiko (die Kosten) eines Fehlers ist und wie hoch die Chance ist, dass Sie diesen Fehler entdecken, bestimmt die Mindesthäufigkeit. Wenn die Kosten der Probenahme wirklich niedrig sind, können wir sogar eine viel höhere Häufigkeit der Probenahme verwenden, um mehr Daten aus dem Prozess zu erhalten, die zur Prozessverbesserung verwendet werden können.
Hat Pre-Control keinen zusätzlichen Nutzen?
In manchen Fällen kann Pre-Control von Nutzen sein. Wenn Sie viele Einstellungen vornehmen und schnell feststellen müssen, ob der Prozess akzeptabel läuft, sollten Sie bei den ersten Messungen Pre-Control verwenden. Bei 5 Messungen sind die Ppk- und Kontrollgrenzen nicht geeignet, so dass die Verwendung von Pre-Control-Grenzwerten einen zusätzlichen Nutzen haben könnte.
Wenn der Prozess eine Kapazität von 1,67 hat, liegt die Wahrscheinlichkeit, dass wir eine Messung außerhalb des grünen Bereichs finden, bei 6 %, so dass das Risiko, Maßnahmen zu ergreifen, begrenzt ist. Wenn der Prozess mit einer Fähigkeit von 1,33 läuft, liegt die Wahrscheinlichkeit, dass wir eine Messung außerhalb des grünen Bereichs finden, bei mehr als 20%.
In Datalyzer Qualis SPC können wir Kontrolldiagramme und Histogramme auf einem ähnlichen Bildschirm wie in Abbildung 1 anzeigen und die Ansicht auf die letzten Stunden filtern. So können wir bei einer neuen Einrichtung schnell sehen, wie gut der Prozess innerhalb der Spezifikationen läuft. Selbst wenn die Untergruppengröße größer als 1 ist, zeigt das Histogramm die einzelnen Messwerte an und wir können Vor-Kontroll-Grenzwerte oder geänderte Vor-Kontroll-Grenzwerte auf der Grundlage einer erforderlichen Fähigkeit festlegen.

Fazit
Pre-Control hat seinerzeit eine wertvolle Rolle gespielt, indem es die Prozessüberwachung vereinfachte, als statistische Werkzeuge und Automatisierung noch begrenzt waren. Mit der heutigen automatisierten Datenerfassung und der Verfügbarkeit von Echtzeit-SPC-Software wie Datalyzer Qualis 4.0 SPC sowie der zunehmenden Betonung der Prozessverbesserung anstelle der einfachen Erkennung hat die Bedeutung von Pre-Control jedoch abgenommen.
Dennoch kann Pre-Control in bestimmten Szenarien von praktischem Nutzen sein, z. B. bei der Überprüfung der Einrichtung oder bei den ersten Produktionsläufen, wenn eine schnelle Bewertung erforderlich ist und eine statistische Analyse noch nicht möglich ist. In diesen Fällen kann es funktionieren, bis genügend Daten für die Implementierung vollständiger Kontrollkarten zur Verfügung stehen.
Die Vorkontrolle ist nach wie vor ein nützliches historisches Konzept und kann, wenn sie im Bewusstsein ihrer Grenzen angewendet wird, immer noch eine kleine, aber gezielte Rolle in einer modernen SPC-Strategie spielen.
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Was Kunden sagen
„Datalyzer hat uns dabei geholfen, Qualitätsdaten aus allen Prozessen automatisch zu verknüpfen, um erweiterte Analysen durchzuführen
Dave Beeren
Yield engineer, Philips
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