Was ist ein Erstmusterprüfbericht (EMPB)?

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Zur Zeit- und Kostenreduktion ist es wichtig, etwaige Produktionsfehler frühzeitig zu erkennen und zu vermeiden. Daher werden Produkte erst dann in hoher Stückzahl produziert, wenn Serienfertigung unter realistischen Bedingungen erprobt und bemustert wurde. Entsprechen diese Erstmuster den Qualitätsanforderungen, erfolgt die Produktionsfreigabe. Durch diesen Prozess wird garantiert, dass Unternehmen Waren oder Produkte erst dann produzieren, wenn sie den erforderlichen Qualitätsstandards entsprechen. Bekannt ist diese Qualitätsprüfung als Erstmusterprüfung, deren Ergebnisse im Erstmusterprüfbericht festgehalten werden.

Doch was ist der Erstmusterprüfbericht (EMPB)? Der Erstmusterprüfbericht (EMPB) ist wichtiger Bestandteil des Erstmustertests. In diesem werden die Ergebnisse aus dem Bemusterungsprozess zu einem „Erstmuster“ dokumentiert. 

Der Erstmusterprüfbericht spielt dabei nicht nur unternehmensintern eine wichtige Rolle. Auch im B2B Bereich ist er von immenser Wichtigkeit. So kann beispielsweise ein Lieferant nachweisen, dass die gelieferten Produkte die Qualitätsanforderungen des Kunden erfüllen. 

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Warum ist ein Erstmusterprüfbericht notwendig? 

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Ein Erstmusterprüfbericht wird entweder nach den Vorgaben eines Kunden oder nach den eigenen Qualitätsvorstellungen eines Unternehmens durchgeführt. Damit soll kontrolliert werden, ob ein Produkt serienfähig ist und in gleichbleibender, konstanter Qualität produziert werden kann. Um Antworten auf diese Fragen zu finden, wird eine festgesetzte Stückzahl der jeweiligen Produkte untersucht und die Ergebnisse im Erstmusterprüfbericht dokumentiert. Das Ziel ist die Fehlerreduzierung und -vermeidung bereits vor der Serienfertigung. Außerdem können in der B2B-Branche Kunden und Lieferanten mit einem Erstmusterprüfbericht grundlegende Vereinbarungen treffen. Die Prüfberichte unterscheiden sich in ihrer Komplexität und in ihrem Umfang oft deutlich voneinander. Des Weiteren ist ein Erstmusterprüfbericht auch bindend. Das heißt: Bei einer erneuten Produktion des geprüften Produkts, muss es dem Erstmuster, soweit keine Fehler erkannt wurden, entsprechen. Das bedeutet aber auch, dass alle neu produzierten Waren, unter den gleichen Bedingungen hergestellt werden müssen, wie auch das Erstmuster. Nur so kann eine gleichbleibende Qualität garantiert werden. Denn bereits kleinste Veränderungen können dazu führen, dass eine Produktion anders verläuft, als geplant. Die Gründe dafür können vielfältig sein:

• Fehlerhafte Einstellungen bei den Produktionsmaschinen.
• Falsch ausgelegte Produktionsparameter.
• Fehler in den Produktionsmitteln.
• Fehler in den Messmitteln.
• Fehler in der Spezifikation des Ausgangsmaterials.
• Nicht beachtete Umwelteinflüsse.
• Nicht beachtete Einflüsse durch Vor-Ort-Bedingungen.
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Beispielszenario, zur Erklärung der Notwendigkeit einer Erstbemusterung:

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Ist ein Produkt bereit für eine Serienproduktion, wird vor der eigentlichen Produktion eine Testreihe zur Erstbemusterung durchgeführt. Dabei fällt auf, dass die getesteten Erstmuster von den Maßvorgaben und der gewünschten Qualität abweichen. Bei der Ursachenforschung wird erkannt, dass zum Beispiel die Spannkraft der Werkzeuge nicht hoch genug war oder die Luft zu trocken war und damit der verarbeitete Werkstoff eine negative Veränderung erlebte. Nur mit dem Erstmusterprüfbericht ist es den produzierenden Unternehmen dann aber möglich, eine genaue IST-Analyse zu betreiben und die Ursachen oder Fehler zu beseitigen. 

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Was ist der Anlass für eine Erstmusterprüfung?

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Die Gründe für eine Erstmusterprüfung können vielfältig sein. Unter anderem:

• Die Zusammenarbeit mit einem neuen Lieferanten/Unterlieferanten von Werkstoffen
• Ein neues Produktionsteil
• Veränderte Produktspezifikationen
• Neue oder veränderte Werkzeuge
• Neue oder veränderte Herstellungsverfahren
• Neue Fertigungsstätten
• Eine Produktionsunterbrechung

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Was sind die wirtschaftlichen Gründe für einen Erstmusterprüfbericht

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Mit dem Erstmusterprüfbericht soll festgestellt werden, ob die projektierte Serienfertigung wirtschaftlich auch wirklich rentabel ist. Daher stellt der Erstmusterprüfbericht einen Vergleich zwischen den Soll-Daten eines produzierten Gegenstandes und den durchschnittlichen Eigenschaften aus der Vorserienfertigung her.

Erst wenn der geplante Herstellungsprozess in der Realität tragfähig und korrekt erscheint, ist eine fortlaufende Fertigung mit konstanter Qualität und steigender Rentabilität wahrscheinlich.

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Unterliegt der Erstmusterprüfbericht bestimmten Normen und Vorgaben?

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Der Erstmusterprüfbericht ist übrigens keine „deutsche Erfindung“. Generell ist er in der Industrie gang und gäbe. Festgeschrieben ist er in der VDA, Band 2 – Sicherung der Qualität von Lieferungen. Generell werden im Band 2 der VDA die Verfahren zur Produktionsprozess- und Produktfreigabe beschrieben. Hierbei handelt es sich um ein Kernelement für kundenspezifische Anforderungen. 

Weitere geltende Normen, im Zusammenhang mit der Bemusterung eines Erstmusters und der Erstellung eines Prüfberichtes sind: 

• Alle Vorgaben der QS 9001 bzw. VDA Reihe sowie der ISO TS 16949 (jeweils gültiger Stand).
• Relevante DIN ISO Normen.
• Einkaufsbedingungen für Produktionsmaterial, Ersatzteile und direkte Fertigungsmittel der Erzeugnisse.
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Wo kommt eine Erstbemusterung zum Tragen?

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Vor allem in der Automobilbranche ist die Erstbemusterung Standard. Durch vereinheitlichte Richtlinien, wie der IATF 16949 und PPF/PPAP wird ein vereinheitlichter Ablauf der Produktbemusterung in der Automobilindustrie und eine enge Zusammenarbeit zwischen dem Kunden und dem Lieferanten gewährleistet. Aber auch in allen anderen produzierenden Unternehmen sind Erstbemusterungen an der Tagesordnung. Vor allem, wenn neue Produkte auf den Markt gebracht werden sollen. 

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Umfang eines Erstmusterprüfberichts

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Um gültige Aussagen bezüglich eines neuen Produktes treffen zu können, genügt keine Bemusterung des ersten erzeugten Produktes einer Serienfertigung. Erst nach einer statistisch belastbaren Menge ist eine qualifizierte Aussage über die Brauchbarkeit der Produktion und der Produktionsbedingungen möglich. Dabei orientiert sich die Menge der getesteten Produkte für den Erstmusterprüfbericht an den Erfahrungswerten, die bereits im Zusammenhang mit den Produktionsmitteln gemacht werden konnten. Dazu gehören unter anderem die Verschleißgrenzen der verarbeitenden Maschinen. So sind beispielsweise Toleranzabweichungen der Kavitäten bei Spritz-, Guss-, Press- und Senkformen nach entsprechend vielen Takten ganz normal. Genauso, wie sich auch Hartmetall-Fräser und Wendeplatten beim Zerspanen von unterschiedlich hartem oder weichem Material unterschiedlich schnell abtragen.

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Prüfumfang bei der Erstbemusterung

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Der Umfang der Erstmusterprüfung hängt von den Vorgaben und Toleranzen ab. Üblicherweise werden bei der Erstbemusterung aber die optischen, metrischen und technischen Eigenschaften eines hergestellten Produkts kontrolliert.

• Optische Eigenschaften sind beispielsweise Gratbildungen, poröses Material, Rauheiten, Beulen, Kratzer, Eintrübungen.
• Die metrischen Eigenschaften sind mitunter die wichtigsten Punkte der Erstmusterprüfung. Hierbei werden sämtliche Abmessungen und Gewichte kontrolliert. Dafür werden die Produkte manuell, per taktiler oder optischer Messung überprüft. Auch Messungen mit einem Computertomographen sind hier möglich.
• Bei der Überprüfung der technischen Eigenschaften wird die Belastbarkeit eines Produkts untersucht. Hierzu können Zug-, Bruch- und Biegetests durchgeführt werden. Sobald zerstörungsfreie Prüfungen benötigt werden, kommen Röntgen- und Ultraschalltests zum Einsatz. Ebenfalls Teil der technischen Prüfung ist die Untersuchung der stofflichen Zusammensetzung des Ausgangsmaterials. Dies gelingt mittels eines Spektrometers.

Generell ist der Prüfumfang immer auf das jeweilige Produkt zugeschnitten. Dies vereinbaren die jeweiligen Hersteller und die Prüfdienstleister im Vorfeld miteinander.

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Was passiert, wenn der Erstmusterprüfbericht negativ ausfällt?

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Idealerweise entspricht bereits das Erstmuster allen Qualitätsanforderungen. Dies ist jedoch ein Wunschgedanke. In der Regel wird eine Erstbemusterung so lange wiederholt, bis alle Qualitätsanforderungen erfüllt werden. Dabei erfordert jedes Anpassungsintervall bei Neustart der Testproduktion einen neuen Erstmusterprüfbericht. Darin müssen alle Veränderungen, seien es Verbesserungen oder Verschlechterungen, genau dokumentiert werden, um diese entsprechend nachvollziehen zu können. Daher hat der Erstmusterprüfbericht auch Gültigkeit bei Rechtsfragen. In diesem Zusammenhang unterliegt der Erstmusterprüfbericht auch einer gesetzlichen Aufbewahrungsfrist. Diese richtet sich nach § 257 Abs. 1 HGB und § 147 AO und liegt bei 10 Jahren.

Was beinhaltet ein vollständiger Erstmusterprüfbericht?
Ein vollständiger Erstmusterprüfbericht beinhaltet ein Deckblatt mit allen Daten, den eigentlichen Messbericht mit allen Maßen sowie mindestens eine gestempelte Zeichnung. Ebenfalls kann er ein Abnahmeprüfzeugnis für Rohmaterial enthalten. Des Weiteren gehören zu einem vollständigen Erstmusterprüfbericht:
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• Dimensions-, Werkstoff-, Funktionsprüfbericht
• Musterteile (5 Stück, bei Mehrfachwerkzeugen 5 Stück je Nest)
• Zusätzliche Dokumente (z. B. Prozessablaufplan, Produktionslenkungsplan (Control Plan))
• Prozessfähigkeitsnachweise, Messmittelfähigkeitsnachweise
• Werkstoffnachweise (Werkstoffzertifikat, ggf. Sicherheitsdatenblätter)
• Sämtliche Materialdaten und Angaben der IMDS-Identnummer auf dem Deckblatt.

Je nach Auftrag müssen entweder die Formulare des gültigen VDA-Bandes 2 oder des gültigen AIAG PPAP (Production Part Approval Process) verwendet werden.

Abweichungen von den zulässigen Toleranzen müssen im Prüfbericht vermerkt werden. Dabei hängt die geforderte Genauigkeit vom jeweiligen Anwendungsfall und/oder der Spezifikation der Teile ab. Hinsichtlich der Toleranzen gilt: die Mess- und Prüfmittelunsicherheit sollte nicht höher als maximal 10 % der kleinsten zulässigen Toleranz der Mess- und Prüfkriterien sein. Darf die kleinste zulässige Toleranz beispielsweise nur ±0,3 mm sein, liegt die Mindestgenauigkeit des Mess- und Prüfmittels bei 0,06 mm.

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Angaben auf dem Deckblatt des Erstmusterprüfberichts
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• Teilebenennung und Teilenummer
• Etwaige Sicherheitsteile müssen vermerkt werden.
• Der Index des Bauteils muss notiert werden.
• Das Gewicht in Kilogramm.
• Die aktuelle ID-Nummer
• Grund der Vorlage und die geforderte Vorlagestufe
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Der eigentliche Messbericht

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Im eigentlichen Messbericht wird die Anzahl der zu messenden Muster vermerkt. Nach VDA sind dies beispielsweise 5 Muster. Bei einer erfolgreichen Prüfung müssen alle Positionen mit i.O. beurteilt werden. Generell müssen für einen Erstmusterprüfbericht alle Teile gesondert vermessen werden. Dabei müssen alle Positionstoleranzen als Positionstoleranzen dokumentiert werden. 

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Der Werkstoffbericht

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Der Werkstoffbericht enthält unter anderem Hinweise und Informationen über: 

• Geometrie, Maßprüfung
• Funktionsprüfung
• Werkstoffprüfung
• Haptikprüfung
• Akustikprüfung
• Geruchsprüfung
• Aussehensprüfung
• Oberflächenprüfung
• ESD – Prüfung
• Zuverlässigkeitsprüfung
• Freigabe von Beschichtungssystemen
• Sonstiges
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Gestempelte Zeichnungen

Ebenfalls Teil eines Erstmusterprüfberichts sind produktbezogene, gestempelte Zeichnungen. Hierbei müssen alle Produktmerkmale, wie Maße bis hin zu Normen oder Lastenhefte sowie schriftlich fixierte Produktanforderungen wie die Porendefinition, Oberflächendefinition, Kennzeichnung des Gussteils etc. abgestempelt werden. Die Stempelung dient als Nummerierung und erlaubt gleichzeitig eine eindeutige Zuordnung der Ergebnisse.
Alle Merkmale sind durch fortlaufend durchnummerierte Positionsnummern eindeutig auf der Zeichnung zu kennzeichnen.

Was ist der Unterschied zwischen einer Erstbemusterung samt Erstmusterprüfbericht und einer Folgebemusterung?

Eine Folgebemusterung ist eine wiederholte Bemusterung eines Produktes nach der Wiederaufnahme einer Produktion. Dies kann beispielsweise nach einer mehrmonatigen Produktionsunterbrechung der Fall sein. Die Folgebemusterung wird teilweise auch reduzierte Erstbemusterung genannt. Dies ist sachlich aber nicht korrekt, da eine Folgebemusterung niemals eine Erstbemusterung ist. 

Generell ist der Erstmusterprüfbericht in der Industrie und Wirtschaft ein wichtiger Faktor für eine fehlerfreie und effiziente Produktion. Im Fokus steht vor allem eine gleichbleibende Qualität bei Serienfertigungen, die mit einem Erstmusterprüfbericht nachgewiesen werden kann.

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