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Einundfünfzig Störgrössen für einen Kraftsensor

Eine Risikoanalyse braucht zuerst ein Vokabular, nicht eine Bewertung.

Sensorik & Messtechnik

01Ausgangslage

Eine Risikoanalyse braucht zuerst ein Vokabular, nicht eine Bewertung. Wenn zwei Ingenieure «Oberflächenqualität» schreiben und Verschiedenes meinen, sind die Zahlen dahinter wertlos - sie lassen sich weder vergleichen noch ins nächste Projekt mitnehmen. Für einen piezoelektrischen Kraftsensor hiess das: erst einmal jede physikalische Grösse benennen, die das Produkt stören kann, in fester Reihenfolge und mit festem Namen.

02Vorgehen

Wir haben 51 Störgrössen ausgeschrieben, gruppiert in 19 Material-, 11 Oberflächen-, 9 Geometrie- und 12 Sensoraufbau-Grössen. Diese 51 Spalten sind seither der Kopf jeder Matrix in der Analyse; nur die Zeilen wechseln. Zuerst gefüllt wurde die oberste Matrix: 13 Produktmerkmale gegen 51 Störgrössen, alle gleich gewichtet, ein Kreuz überall dort, wo eine Grösse ein Merkmal bewegen kann. Von 663 möglichen Feldern sind 222 gesetzt.

03Ergebnis

Die Auswertung nach einzelnen Störgrössen sagt mehr als die vier Gruppensummen. Stärkste Spalte überhaupt: Partikelkontamination beim Sensoraufbau, 11 von 13 Merkmalen. Insgesamt sind neun der 51 Grössen Kontaminationen - und die tragen 68 von 222 Kreuzen, also 31 Prozent der ganzen Matrix. Keine einzige Fertigungstoleranz kommt in diese Nähe. Umgekehrt stehen neun Grössen auf null, darunter Temperatur und Vorspannung. Und rechnet man die Gruppensummen pro Grösse, dreht sich die gewohnte Lesart: 5,7 beim Sensoraufbau, 5,5 bei der Oberfläche, 4,9 bei der Geometrie und nur 2,6 beim Material. Die Materialgruppe ist nicht schwerer, sie ist nur länger.

Was steckt drin

Ein durchgehendes Störgrössen-Vokabular mit 51 Einträgen, gefüllt auf zwei Produktebenen. Oben die 13 Produktmerkmale, unten das Kernelement mit drei Designelementen: unterer Kristall-Layer und oberer Kristall-Layer mit je 28 betroffenen Störgrössen, die Gold-Germanium-Schicht mit 21. Dazu die identisch vorbereiteten, noch leeren Matrizen für die sieben Zukaufteile, die achtzehn Prozessschritte und das Innere Element.

Und wie ging es weiter

Interessant ist der Vergleich der beiden Ebenen, und der ist nur möglich, weil die Spalten identisch sind. Oben führt der Sensoraufbau vor Oberfläche, Material, Geometrie. Eine Ebene tiefer, am Kristallstapel, steht es genau umgekehrt: Material 29, Oberfläche 22, Sensoraufbau 17, Geometrie 9. Wo der Kristall das Produkt ist, ist das Material das Risiko. Damit steht auch fest, wo welche Grösse beherrscht werden muss - und nicht eine davon an zwei Orten gleichzeitig.

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