Was ist die SPC?
SPC – Statistische Prozesskontrolle ist ein Verfahren aus dem Qualitätsmanagement, das darauf abzielt, Produktionsprozesse mithilfe statistischer Methoden zu überwachen und zu steuern. Ziel ist es, Schwankungen frühzeitig zu erkennen und die Prozessqualität kontinuierlich zu verbessern.
Definition:
Statistische Prozesskontrolle (SPC) bezeichnet die Anwendung von statistischen Methoden zur Überwachung und Steuerung eines Prozesses. Dabei werden Daten aus dem laufenden Produktionsprozess gesammelt und analysiert, um:
- Abweichungen vom Soll-Zustand zu erkennen,
- Fehlerquellen frühzeitig zu identifizieren,
- und Maßnahmen zur Prozessoptimierung einzuleiten.
Wie funktioniert SPC?
SPC basiert auf der Annahme, dass jeder Prozess natürlichen Schwankungen unterliegt. Diese lassen sich in zwei Kategorien einteilen:
- Systematische Ursachen (spezifisch): z. B. Maschinenfehler, falsche Einstellungen – diese sind behebbar.
- Zufällige Ursachen (natürlich): z. B. minimale Materialunterschiede – diese sind normal und nicht vollständig vermeidbar.
Zur Überwachung werden Qualitätskennzahlen wie Maße, Gewichte oder Temperaturen regelmäßig erfasst und in sogenannten Kontrollkarten dargestellt.
Kontrollkarten – das Herzstück der statistischen Prozesslenkung
Eine Kontrollkarte zeigt:
- Mittelwert (Zentralwert) des Prozesses,
- Obere und untere Eingriffsgrenzen (meist ±3 Standardabweichungen),
- Zeitliche Entwicklung der Messwerte.
Wenn ein Wert außerhalb der Grenzen liegt oder ein Muster erkennbar ist (z. B. mehrere Werte in Folge steigen), deutet das auf ein Problem hin.
Vorteile von SPC
- Frühzeitige Fehlererkennung
- Reduzierung von Ausschuss und Nacharbeit
- Höhere Prozessstabilität
- Verbesserte Produktqualität
- Datenbasierte Entscheidungsfindung
Beispiel: Lötstellenqualität bei der Leiterplattenbestückung durch SPC überwachen und optimieren
Ausgangssituation
Ein Elektronikunternehmen produziert Leiterplatten (PCBs), auf denen elektronische Bauteile mittels Reflow-Lötverfahren befestigt werden. Eine häufige Fehlerquelle ist die unzureichende Lötstellenqualität, z. B. durch kalte Lötstellen oder Lötbrücken.
Anwendung von SPC
Messgröße definieren:
Die Lötpastenmenge pro Pad wird als kritischer Parameter identifiziert, da sie direkten Einfluss auf die Lötqualität hat.Datenerfassung:
Ein automatisches Inspektionssystem (SPI – Solder Paste Inspection) misst nach dem Pastendruck die aufgetragenen Mengen an mehreren Punkten pro Leiterplatte.Kontrollkarte erstellen:
Die gemessenen Werte werden in eine X̄-S-Karte (Mittelwert-Standardabweichung-Karte) eingetragen.- X̄ (X quer): Durchschnitt der Lötpastenmenge pro Charge
- S: Streuung innerhalb der Charge
Grenzwerte festlegen:
Basierend auf historischen Daten werden obere und untere Eingriffsgrenzen (UCL/LCL) definiert.Überwachung & Reaktion:
- Wenn ein Wert außerhalb der Grenzen liegt → Alarm
- Wenn ein Trend erkennbar ist (z. B. kontinuierlicher Anstieg der Menge) → präventive Wartung der Druckmaschine
Ergebnis
- Reduktion von Lötfehlern um 35 %
- Weniger Nacharbeit und Ausschuss
- Höhere Prozessstabilität
- Bessere Rückverfolgbarkeit durch dokumentierte Prozessdaten
Fazit
SPC hilft z.B. in der Elektronikfertigung, kritische Prozessparameter wie Lötpastenauftrag, Temperaturprofile beim Reflow-Löten oder Bestückungsgenauigkeit kontinuierlich zu überwachen und qualitätsrelevante Abweichungen frühzeitig zu erkennen.
