Kalibrierung in der automatisierten Qualitätskontrolle: Vertrauen in Fertigungsdaten schaffen
Warum kann die Automatisierung nicht jeden Messfehler korrigieren?
Automatisierte Prüfsysteme erfassen Messwerte, führen programmierte Berechnungen durch und vergleichen die Ergebnisse mit Akzeptanzkriterien. Diese Abläufe können die Konsistenz verbessern und den manuellen Verarbeitungsaufwand verringern.
Korrekte Software kann jedoch nicht garantieren, dass die ursprüngliche Messung genau ist. Ein Sensor kann driften, während SPS, Prüfablauf und Berichtssystem weiterhin normal funktionieren. Der gesamte Messpfad muss zusammen mit der Software berücksichtigt werden, einschließlich der Eingangshardware wie dem analogen, galvanisch getrennten Niederspannungs-Eingangsmodul Schneider BMXART0814.
Diese Unterscheidung ist wichtig, wenn Messergebnisse über die Produktannahme, Prozessanpassungen oder Wartungsentscheidungen bestimmen. Wiederholte Ergebnisse können konsistent erscheinen und dennoch für die beabsichtigte Entscheidung ungeeignet sein.
Kalibrierung und Messsicherheit helfen Organisationen, Nachweise dafür zu erbringen, wie Messgeräte unter festgelegten Bedingungen funktionieren.
Worin besteht der Unterschied zwischen Kalibrierung, Verifizierung und Anpassung?
Diese Tätigkeiten dienen verwandten, aber unterschiedlichen Zwecken.
- Kalibrierung: Stellt unter festgelegten Bedingungen die Beziehung zwischen den Anzeigen eines Messgeräts und den Referenzwerten her.
- Verifizierung: Stellt fest, ob festgelegte Anforderungen erfüllt wurden.
- Anpassung: Ändert ein Messgerät so, dass seine Anzeigen den erforderlichen Werten näherkommen.
Kalibrierung bedeutet nicht automatisch, dass ein Messgerät angepasst wurde. Ein Kalibrierungsergebnis kann einen Fehler aufzeigen, ohne die Einstellungen des Messgeräts zu ändern.
Halten Sie das Ergebnis vor der Kalibrierung fest, bevor Sie Anpassungen vornehmen. Es kann dabei helfen festzustellen, ob seit der letzten Kalibrierung erfasste Messwerte überprüft werden müssen.
Unterscheiden Sie außerdem ein Kalibrierungsergebnis von einer allgemeinen Funktionsprüfung. Ein Messgerät, das auf einen Prüfimpuls reagiert, hat damit nicht unbedingt die erforderliche Messgenauigkeit nachgewiesen.
Was sollte ein aussagekräftiger Kalibrierungsdatensatz enthalten?
Ein Kalibrierungsdatensatz sollte genügend Informationen enthalten, um das Gerät zu identifizieren und seine Ergebnisse zu interpretieren.
- Eindeutige Gerätekennung und Beschreibung des Messgeräts.
- Kalibrierungsdatum und relevante Umgebungsbedingungen.
- Referenznormale und die jeweils relevanten Angaben zur Rückführbarkeit.
- Vor der Kalibrierung erfasste Messwerte und angegebene Messfehler.
- Messunsicherheit, sofern zutreffend.
- Angaben zu Anpassungen und Ergebnisse nach der Anpassung.
- Angaben zum Techniker oder Labor und zum freigegebenen Verfahren.
- Nächster Prüftermin oder Rekalibrierungsintervall gemäß Qualitätssystem.
Die Anforderungen variieren je nach Branche, Messgerät und Qualitätssystem. Legen Sie die erforderlichen Datensatzfelder gemäß den geltenden Verfahren und Normen fest.
Speichern Sie Kalibrierungsnachweise so, dass sie den von den Geräten erzeugten Messwerten zugeordnet werden können. Diese Verknüpfung ist besonders nützlich, wenn historische Qualitätsprobleme untersucht werden.
Wie verknüpfen Sie den Kalibrierstatus mit automatisierten Prüfergebnissen?
Ein automatisiertes Qualitätssystem sollte die bei jeder relevanten Prüfung verwendeten Messgeräte erfassen. Dazu gehören Drucksensoren wie der Druckmessumformer der Yokogawa-DPharp-EJA-Serie, Temperaturfühler, Maßprüfgeräte, Wägezellen und andere Messgeräte wie der Yokogawa-FU20-pH-Sensor. Auch Überwachungsgeräte wie das Bently-Nevada-3500/53M-Modul zur Überdrehzahlerkennung sind auf verlässliche Messwerte angewiesen.
Wenn die Systemarchitektur es unterstützt, verknüpfen Sie jeden Prüfdatensatz mit einer Gerätekennung und dem Kalibrierstatus zum Zeitpunkt der Messung.
Ein Prüfprotokoll für Maßprüfungen könnte beispielsweise das Messgerät, den Prüfzeitpunkt, das Messergebnis, die geltenden Annahmegrenzwerte und den Kalibrierungsnachweis enthalten.
Diese Informationen helfen Qualitätsingenieuren festzustellen, welche historischen Ergebnisse nach einem fehlgeschlagenen Kalibriervorgang möglicherweise zusätzlich überprüft werden müssen.
Ein überfälliger Kalibrierungstermin allein beweist jedoch nicht, dass alle vorherigen Messungen falsch waren. Bei einer sachgerechten Beurteilung werden die Leistung des Instruments, die Messunsicherheit, die Einsatzbedingungen und die geltenden Qualitätsanforderungen berücksichtigt.
Wie sollten Rekalibrierungsintervalle überprüft werden?
Ein festes Intervall bietet einen übersichtlichen Zeitplan, spiegelt jedoch nicht immer wider, wie sich Geräte im Einsatz verhalten. Nutzung, Umgebungsbedingungen, Handhabung und historische Stabilität können die Messleistung beeinflussen.
ILAC-G24 enthält Leitlinien zur Festlegung und Überprüfung von Rekalibrierungsintervallen für Messgeräte. Organisationen sollten eine geeignete dokumentierte Methode anwenden, statt Intervalle ohne stützende Belege zu ändern.
Was zeigen die historischen Kalibrierergebnisse?
Vergleichen Sie die Ergebnisse im Anlieferungszustand über mehrere aufeinanderfolgende Kalibrierzyklen hinweg. Achten Sie auf wiederkehrende Abweichungen, Veränderungen des Messfehlers und unerwartete Instabilität.
Wie wirken sich die Betriebsbedingungen auf die Intervalle aus?
Berücksichtigen Sie Temperatur, Vibrationen, Verunreinigungen, mechanischen Verschleiß, Betriebszyklen und Handhabung. Stellen Sie fest, ob sich die tatsächliche Betriebsumgebung von den Bedingungen unterscheidet, unter denen die Kalibrierung durchgeführt wurde. Vibrationsbedingungen werden beispielsweise häufig mit speziellen Geräten wie dem Bently Nevada 3300/16 XY/GAP-Doppelvibrationsmonitor erfasst.
Wie kritisch ist die Messung?
Bewerten Sie die Folgen einer falschen Messung. Für Geräte, die wichtige Annahmeentscheidungen unterstützen, können strengere Kontrollen erforderlich sein als für Instrumente zur allgemeinen Anzeige.
Wie sollten Intervallentscheidungen dokumentiert werden?
Halten Sie für jede Intervallentscheidung Methode, Nachweise, Freigabe und Prüfdatum fest. Verlängern Sie Intervalle nicht allein, um Kalibrierkosten zu senken.
Wie untersuchen Sie verdächtige historische Ergebnisse?
Wenn ein Kalibrierergebnis einen unzulässigen Fehler aufzeigt, ermitteln Sie zunächst das betroffene Instrument und den zu bewertenden Zeitraum.
Ermitteln Sie als Nächstes die mit diesem Instrument verbundenen Messungen. Prüfen Sie relevante Produktionschargen, Prüfaufzeichnungen, Wartungsereignisse und Betriebsbedingungen.
Bewerten Sie den festgestellten Kalibrierfehler im Hinblick auf den vorgesehenen Einsatz des Instruments und die geltenden Anforderungen an die Messunsicherheit. Stellen Sie fest, ob historische Ergebnisse weiterhin akzeptabel sind, zusätzliche Prüfungen erfordern oder formell bewertet werden müssen.
Setzen Sie nicht automatisch alle historischen Aufzeichnungen außer Kraft. Gehen Sie ebenso wenig davon aus, dass das Ausbleiben eines Alarms beweist, dass die Messungen korrekt waren.
Dokumentieren Sie die technische Begründung, den Prüfumfang, die Korrekturmaßnahmen und die Freigaben. So entsteht eine belastbare Aufzeichnung für spätere Qualitätsuntersuchungen.
Wo liegen die Grenzen der messtechnischen Rückführbarkeit?
Metrologische Rückführbarkeit umfasst eine dokumentierte Beziehung zwischen einem Messergebnis und einer geeigneten Referenz über eine ununterbrochene Kalibrierkette. Die Messunsicherheit trägt zur Interpretation dieser Beziehung bei.
Rückführbarkeit allein garantiert nicht, dass eine Messung für ihren vorgesehenen Zweck geeignet ist. Die Unsicherheit muss für die zu treffende Entscheidung ausreichend gering sein.
So kann ein Instrument beispielsweise eine dokumentierte Kalibrierungsrückführbarkeit aufweisen und dennoch für eine Toleranz ungeeignet sein, die eine wesentlich höhere Messfähigkeit erfordert.
Qualitätsingenieure sollten daher den gesamten Messprozess berücksichtigen, einschließlich Instrumentenleistung, Referenzqualität, Umgebungsbedingungen, Unsicherheit und Annahmekriterien.
Fazit: Messungen mit technischen Entscheidungen verknüpfen
Zuverlässige automatisierte Qualitätskontrolle erfordert mehr als eine konsistente Softwareausführung. Führen Sie aussagekräftige Kalibrieraufzeichnungen, ordnen Sie Instrumente den Testergebnissen zu und prüfen Sie die Messunsicherheit im Hinblick auf den vorgesehenen Einsatz. Nutzen Sie historische Kalibrierungsnachweise als Grundlage für Intervallentscheidungen und untersuchen Sie verdächtige Ergebnisse systematisch. Bewahren Sie abschließend die Daten im vorgefundenen Zustand auf und dokumentieren Sie Korrekturmaßnahmen. Diese Praktiken helfen, physikalische Messungen mit den darauf beruhenden technischen Entscheidungen zu verknüpfen.
