Reklamation, Lastenheft und Grenzmuster: Prüfkriterien für Oberflächenfehler mit dem OEM festlegen und nachweisen

In den dokumentierten Anwendungen zur Oberflächenprüfung aus der Automobilzulieferung fällt eine Sache auf: Das Werk, das prüfen soll, hat das Kriterium fast nie selbst geschrieben. Es kommt als Lastenheft, das eine 100-%-Lösung über die Laufzeit des Programms verlangt, als umfangreicher Fehlerkatalog mit markierter Sichtzone, als Kasten mit Grenzmustern oder als Reklamation, deren Betrag auf dem Tisch liegt. Die Prüfstation ist damit der letzte Schritt einer Kette, die mit einer Vereinbarung beginnt und mit einem Nachweis endet. Dieser Beitrag geht die Kette in der Reihenfolge durch, in der sie im Werk abläuft: Wer definiert den Fehler, wer stellt die Muster, wer trägt den Machbarkeitstest, wer baut das Programm, und wer beweist hinterher, dass das Teil in Ordnung war, als es das Werk verlassen hat.

Wichtige Punkte im Überblick

Das Werk, das prüfen soll, hat das Kriterium fast nie selbst geschrieben, denn es kommt in vier Formen vom Kunden: als Lastenheft mit 100-%-Prüfung über die Programmlaufzeit, als Fehlerkatalog mit markierter Sichtzone, als Musterkasten oder als Reklamation, und vor der ersten Kamera muss festgehalten sein, welche Quelle in welcher Version gilt und wer Änderungen freigibt.
Der zweite Schritt gehört dem Werk und endet in einer Tabelle, nicht in einem Programm: je Funktionsfläche oder Sichtzone die zulässigen Fehlerklassen, die Fehlergröße, ab der das Teil schlecht ist, und die Prüffrequenz, in dokumentierten Anwendungen mit kleinsten funktionsrelevanten Fehlern von 0,3 bis 0,5 mm, gemeinsam von Werk und OEM freigegeben.
Ein von Hand angekratztes Gutteil hat eine andere Tiefe, einen anderen Rand und eine andere Lage als der reklamierte Fehler, weshalb die Muster aus der Reklamation oder der laufenden Fertigung stammen müssen und die Musterfrage eine Vertragsfrage ist, weil die Fehlerteile beim OEM oder in der eigenen Sperrzone liegen.
Der Machbarkeitstest an echten Fehlerteilen unter Linienbeleuchtung und Liniensensor wird mit einem Bericht festgehalten, der die Vertragsgrenze in beide Richtungen zieht: Was gefunden wurde, kann in die Spezifikation der Station, und eine Fehlerklasse, die an keinem Muster sichtbar wurde, gehört nicht hinein.
Der Nachweis, dass ein Teil geprüft das Werk verlassen hat, besteht aus drei Teilen: dem Bild je Teil unter einem von der SPS vorgegebenen Dateinamen, dem Ergebnis je Merkmal mit Merkmalsnummer und Fehlerklasse und der Version des Prüfprogramms, während Zuordnung zur Seriennummer und Aufbewahrungsdauer das Werk mit dem OEM vereinbart.

Das Kriterium kommt vom Kunden: Lastenheft, Katalog, Musterkasten, Reklamation

Vier Formen des Kriteriums tauchen in dokumentierten Anwendungen auf. Das Lastenheft nennt Fehlergrößen und Prüfumfang, in mehreren Fällen ausdrücklich eine 100-%-Prüfung mit Garantie über die Programmlaufzeit. Der Fehlerkatalog eines OEM für Sichtteile beschreibt Fehlerklassen mit Bildern und legt fest, in welcher Zone welche Klasse zulässig ist; er ist umfangreich, aber er lässt sich in ein Prüfprogramm übersetzen. Der Musterkasten definiert die Grenze über Teile statt über Zahlen. Die Reklamation definiert das Kriterium rückwärts: Das Teil, das beim Kunden ausgefallen ist, ist ab jetzt der Fehler, der nicht mehr durchgehen darf.

Bevor eine Kamera bestellt wird, muss deshalb festgehalten werden, welche dieser Quellen gilt, in welcher Version und wer Änderungen daran freigibt. Ein Lastenheft ohne Grenzmuster und ein Musterkasten ohne Lastenheft lassen beide eine Lücke, die beim Streit über ein durchgelassenes Teil zu Tage kommt.

Funktionsfläche oder Sichtzone: welcher Fehler zählt wo

Der zweite Schritt gehört dem Werk, weil nur das Werk sein Teil kennt. Es legt fest, welche Flächen Funktionsflächen sind, an denen ein Fehler eine Funktion beeinträchtigt, und welche Zonen Sichtzonen sind, an denen ein Fehler auffällt. Für Dichtflächen an Guss- und Bearbeitungsteilen schreibt der OEM das Kriterium in dokumentierten Anwendungen als Paar aus Porengröße und Porenabstand, wie im Hauptbeitrag dieses Clusters beschrieben. Für Sichtteile liefert der Fehlerkatalog die Zoneneinteilung; eine Fehlerklasse, die in der markierten Zone ein Ausfallkriterium ist, kann auf der Rückseite des Teils belanglos sein.

Das Ergebnis dieses Schritts ist eine Tabelle, kein Programm: je Fläche oder Zone die zulässigen Fehlerklassen, die Fehlergröße, ab der das Teil schlecht ist, und die Prüffrequenz. In dokumentierten Anwendungen liegen die kleinsten funktionsrelevanten Fehler bei 0,3 bis 0,5 mm, an einem Kunststoff-Funktionsteil eine Formfüllung mit ±0,3 mm auf einer Fläche von rund 70 x 70 mm. An dieser Tabelle wird später der Machbarkeitstest gemessen, und sie gehört von Werk und OEM gemeinsam freigegeben.

Echte Fehlerteile statt gekratzter Gutteile: die Musterfrage

An den Mustern verlieren die meisten Projekte Zeit. In einem dokumentierten Fall bestand die Stichprobe für den Versuch aus drei Teilen, von denen eines von Hand angekratzt worden war. Ein solcher Kratzer hat eine andere Tiefe, einen anderen Rand und eine andere Lage als der Fehler aus der Reklamation, und ein Programm, das auf ihn eingestellt wird, findet später den echten Fehler nicht oder meldet Gutteile als schlecht.

Die Musterfrage ist eine Vertragsfrage, weil die Fehlerteile beim OEM liegen oder in der eigenen Sperrzone, nicht beim Lieferanten der Prüftechnik. Wer die Reklamation stellt, sollte die reklamierten Teile zur Verfügung stellen, und das Werk sollte je Fehlerklasse Schlechtteile aus der laufenden Fertigung sammeln, statt sie zu verschrotten. In zwei dokumentierten Fällen mussten die Grenzmuster nach einer Prozessänderung erst neu erzeugt werden; solange sie fehlen, gibt es keine Grenze, gegen die eine Station geprüft werden kann.

Der Machbarkeitstest mit Bericht als Vertragsgrenze

Der Machbarkeitstest an den echten Fehlerteilen ist in den dokumentierten Anwendungen der übliche Schritt vor der Spezifikation der Station. Er läuft unter einer Beleuchtung und einem Sensor, die auch an der Linie eingesetzt würden, und wird schriftlich festgehalten: welche Teile geprüft wurden, welche Fehlerklassen gefunden wurden, welche nicht, und welcher kleinste Fehler sicher erkannt wurde.

Dieser Bericht zieht die Grenze in beide Richtungen. Nach oben legt er fest, was die Station an den Teilen des Werks leisten kann. Nach unten legt er fest, was die Station nicht leisten muss: Eine Fehlerklasse, die im Test an keinem Muster sichtbar wurde, gehört nicht in die Spezifikation der Station. In einem dokumentierten Fall war ein Versuch parallel zur laufenden Anlage nicht möglich; der Test lief außerhalb der Linie an Originalteilen, und der Bericht dokumentierte das Ergebnis. Für das Werk ist es sinnvoll, den Bericht dem OEM vorzulegen, bevor das Lastenheft der Prüfstation endgültig wird.

Wenn das Kriterium erst mit dem System entsteht: die Spezifikation aus dem Test

Manchmal kann das Werk das Kriterium nicht festlegen, bevor die Station existiert. Der Werker hat bisher nach Gefühl entschieden, der OEM hat keine Fehlergröße genannt, und der Musterkasten ist über Jahre gewachsen, ohne dass jemand die Grenze in Zahlen gefasst hat.

Dann wird die Spezifikation aus dem Test geschrieben. Der Machbarkeitstest liefert die Fehlergröße, die mit dem gewählten Aufbau sicher erkannt wird, und diese Größe schlägt das Werk dem OEM als Kriterium vor. Ein Beispiel aus der Anwendungspraxis ist die Prüfung von Pinköpfen an einem Airbag-Bauteil, bei der der OEM verlangt, dass die Station den abgebrochenen Pin mit seiner Nummer meldet, ohne die Grenze der Verformung vorzugeben; die Grenze entsteht am Grenzmuster im Versuch. Ein zweites Beispiel ist der Wunsch, das Prüfkonzept in das Lastenheft der nächsten Linie zu schreiben, die in einem anderen Werk als Kopie entsteht.

Vom Grenzmuster zum Programm: Fehlerklassen und AI-Werkzeuge

Ist das Kriterium vereinbart und sind die Muster vorhanden, wird das Programm dagegen gebaut. Für Kontrastfehler an gegossenen, bearbeiteten oder lackierten Flächen lernen All-in-One Kameras mit integrierter AI der Modellreihe VS AI-Klassifizierung und AI-Segmentierung an den Bildern der echten Fehlerteile; jede Klasse, die der OEM unterscheidet, wird als eigene Klasse geführt, damit das Ergebnis später die Klasse nennt und nicht nur ein Schlecht. Braucht ein Teil mehrere Ansichten oder Auflösungen, führt High-Performance Bildverarbeitung mit integrierter AI der Modellreihe VS-G bis zu acht Kameras an einem Controller in dieselbe Ergebnisstruktur.

Ist das Kriterium eine Form, etwa ein verformter oder fehlender Pinkopf, arbeiten 3D Laser-Snapshot-Sensoren der Modellreihe LJ-S8000 am stehenden Teil und liefern je Merkmal ein eigenes Ergebnis, sodass der Snapshot-Sensor den Pin mit seiner Nummer melden kann; in einem dokumentierten Fall standen dafür sieben bis acht Sekunden in einem Zyklus von fünfzehn Sekunden zur Verfügung. Abgenommen wird das Programm mit den Grenzmustern, und dieses Abnahmeprotokoll ist der zweite Teil des Vertrags.

Der Nachweis: Bild pro Teil, Merkmalsnummer, Dateiname von der SPS

Das Werk muss später zeigen können, welches Teil die Prüfung mit welchem Ergebnis durchlaufen hat. Ein Gut/Schlecht-Signal an die SPS reicht dafür nicht, weil es nach dem Takt verschwunden ist. Der Nachweis besteht in dokumentierten Anwendungen aus drei Teilen. Erstens das Bild je Teil, abgelegt auf einem Server unter einem Dateinamen, den die SPS vorgibt und der das Teil einer Seriennummer oder Charge zuordnet. Zweitens das Ergebnis je Merkmal mit Merkmalsnummer und Fehlerklasse, damit im Streitfall erkennbar ist, welche Fläche mit welchem Befund freigegeben wurde. Drittens die Version des Prüfprogramms, denn ein Programm, das nach einer Reklamation angepasst wurde, beweist nichts über Teile, die davor geprüft wurden. Die All-in-One Kamera und die Controllerplattformen geben Bild und Merkmalsergebnis aus; Zuordnung zur Seriennummer und Aufbewahrungsdauer legt das Werk mit dem OEM fest, nicht der Lieferant der Prüftechnik.

Zu viel gefunden oder eines durchgelassen: was die Reklamation kostet

Jede Grenze aus einem Musterkasten hat zwei Fehlerarten. Die Station kann ein Gutteil als schlecht einstufen, das ist Pseudoausschuss, oder sie kann ein Schlechtteil durchlassen, das ist der Fall, der zur Reklamation wird. Die dokumentierten Werke gewichten beides nicht gleich. Ein Werk formuliert ausdrücklich, dass ihm eine Station, die zu viel findet, lieber ist als eine, die ein Teil durchlässt, weil die Nachprüfung eines ganzen Lieferloses oder ein erheblicher Betrag je Getriebe, das erst am Prüfstand ausfällt, teurer sind als eine zweite Sichtung der ausgeschleusten Teile.

Diese Gewichtung gehört in die Vereinbarung mit dem OEM, weil sie die Lage der Grenze bestimmt. Eine Grenze, die auf null durchgelassene Teile ausgelegt ist, erzeugt Pseudoausschuss, der mit einer Nachsichtung aufgefangen werden muss. Eine Grenze mit wenig Pseudoausschuss trägt ein Restrisiko, und das trägt das Werk gegenüber dem OEM. Beide Wege sind zulässig, wenn die Entscheidung vor der Inbetriebnahme fällt und im Abnahmeprotokoll steht. Wie sich Pseudoausschuss über Fehlerklassen und Grenzmuster senken lässt, ist ein Thema für sich; hier zählt, dass das Risiko eine Vertragsfrage ist, die vor der ersten Kamera beantwortet wird.

Häufige Fragen

F Wer legt das Prüfkriterium für Oberflächenfehler fest, das Werk oder der OEM?

In den dokumentierten Anwendungen kommt das Kriterium vom OEM oder vom Tier 1, als Lastenheft, Fehlerkatalog, Musterkasten oder Reklamation. Das Werk übersetzt es in eine Tabelle je Fläche oder Zone mit Fehlerklasse, Fehlergröße und Prüffrequenz. Diese Tabelle sollte von beiden Seiten freigegeben werden, bevor eine Prüfstation spezifiziert wird.

F Warum reichen von Hand angekratzte Gutteile nicht als Muster für den Versuch?

Ein von Hand gesetzter Kratzer unterscheidet sich in Tiefe, Rand und Lage vom Fehler aus der Reklamation. Ein Programm, das auf ihn eingestellt ist, findet den echten Fehler nicht oder meldet Gutteile als schlecht. Die Muster müssen aus der Reklamation oder aus der laufenden Fertigung stammen, je Fehlerklasse in ausreichender Zahl.

F Was steht in einem Machbarkeitsbericht und wozu dient er?

Welche Teile geprüft wurden, welche Fehlerklassen gefunden wurden und welche nicht, und welcher kleinste Fehler unter den Musterteilen sicher erkannt wurde. Der Bericht zieht die Grenze in beide Richtungen: Was gefunden wurde, kann in die Spezifikation der Station, was nicht sichtbar wurde, gehört nicht hinein.

F Was gehört zum Nachweis, dass ein Teil geprüft das Werk verlassen hat?

Das Bild je Teil unter einem von der SPS vorgegebenen Dateinamen, das Ergebnis je Merkmal mit Merkmalsnummer und Fehlerklasse sowie die Version des Prüfprogramms. All-in-One Kameras mit integrierter AI der Modellreihe VS und die Controllerplattformen geben Bild und Merkmalsergebnis aus; Zuordnung zur Seriennummer und Aufbewahrungsdauer vereinbart das Werk mit dem OEM.

F Ist es besser, wenn die Station zu viel findet oder wenn sie ein Teil durchlässt?

Das ist eine Vertragsentscheidung, keine technische. Ein dokumentiertes Werk bevorzugt ausdrücklich die Station, die zu viel findet, weil die Nachprüfung eines Lieferloses oder eine Reklamation teurer ist als eine Nachsichtung der ausgeschleusten Teile. Die Gewichtung bestimmt die Lage der Grenze und gehört ins Abnahmeprotokoll.

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