Analyse der Auswirkungen von Qualitätsmanagement mit System Dynamics

Analyse der Auswirkungen von Qualitätsmanagement mit System Dynamics 2

Aufgabenstellung

Thema: Analyse der Auswirkungen von Qualitätsmanagement mit System Dynamics

Bevor ein Unternehmen ein Qualitätsmanagementsystem einführt, sollte der Aufwand für eine Einführung abgeschätzt werden. Meist ist das Unternehmen dabei auf die Aussagen von Beratern angewiesen. Deshalb ist zu untersuchen, ob der Aufwand mit Hilfe von System Dynamics abgeschätzt werden kann.

Im Einzelnen sind in dieser Arbeit folgende Aufgaben zu bearbeiten:

• Darstellung von System Dynamics zur Simulation von Unternehmensprozessen

• Stand der Wissenschaft bei der Anwendung von System Dynamics im Qualitätsmanagement

• Mögliche Anwendung von System Dynamics in Bezug auf das EFQM-Modell.

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Kurzfassung

System Dynamics ist ein wichtiges Instrument zur Analyse und Visualisierung komplexer Systeme. Ein Qualitätsmanagementsystem kann als ein solches komplexes System verstanden werden.

Erklärte Absicht dieser Arbeit ist, Unternehmensprozesse insbesondere im Bereich des Qualitätsmanagements aus einer systemdynamischen Sicht zu verdeutlichen. In diesem Zusammenhang soll die Entwicklung und Einführung von Qualitätsmanagementsystemen thematisiert werden. Um den Nutzen und die Anwendbarkeit von System Dynamics im Qualitätsmanagement darzulegen, richtet sich der Fokus dieser Arbeit neben den theoretischen Grundlagen auf der Darstellung von praxisbezogenen Beispielen der Nutzung von System Dynamics im Qualitätsmanagement.

Abstract:

Analysis of the Consequences of Quality Management with

System Dynamics

System Dynamics is an important instrument for the analysis and visualization of complex systems. A quality management system can be regarded as such a complex system. Professed intention of this paper is to emphasize enterprise processes from a system dynamics point of view, particularly in the area of quality management. In connection with this, the development and introduction of quality management systems shall be picked out as a central theme. In order to explain the use and applicability of System Dynamics in quality management both theoretical bases and practical examples are taken into consideration.

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  Inhaltsverzeichnis  

  ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS  5

TABELLENVERZEICHNIS   5

  ABBILDUNGSVERZEICHNIS  6

1  EINLEITUNG  7

1.1  PROBLEMSTELLUNG  7

1.2  ZIELSETZUNG  7

1.3  AUFBAU DER ARBEIT  8

2  SYSTEM DYNAMICS ZUR SIMULATION VON UNTERNEHMENSPROZESSEN  9

2.1  GRUNDLAGEN METHODE UND MODELLKOMPONENTEN  9

2.1.1  Hintergrund  9

2.1.2  Causal-Loop Diagramme  10

2.1.3  Stock-Flow Diagramme  11

2.2  MODELLIERUNG VON UNTERNEHMENSPROZESSEN  12

2.2.1  Warum sollte System Dynamics im Management eingesetzt werden  12

2.2.2  Einsatzbereiche Modelle und Simulation  15

2.2.3  Die computergestützte Umsetzung von System Dynamics in Unternehmen  17

2.3  KRITIK UND GRENZEN DES SYSTE-MDYNAMICS KONZEPTES  18

3  SYSTEM DYNAMICS IM QUALITÄTSMANAGEMENT  20

3.1  DERZEITIGER WISSENSTAND VON SIMULATIONSANWENDUNGEN IM QUATLITÄTSMANAGEMENT  20

3.1.1  Einführung  20

3.1.2  Anwendungspotentiale im Qualitätsmanagement  21

3.2  SYSTEMDYNAMISCHE ANSÄTZE IM TOTAL QUALITY MANAGEMENT  22

3.2.1  Eignung für Total Quality Management  22

3.2.2  QC-Story  25

3.2.3  Qualitätswerkzeuge und System Dynamics  27

3.3  SOFTWARE TOOLS FÜR SIMULATIONSANWENDUNGEN IM QUALITÄTSMANGEMENT  28

3.3.1  Simulationskomponenten in CAQ-Systemen  28

3.3.2  Eine Fallstudie Software Qualitätskontrolle und System Dynamics  29

3.4  EFQ-MMODELL UND SYSTEM DYNAMICS  33

3.4.1  Grundlagen  33

3.4.2  Umsetzung mit System Dynamics  34

3.4.3  IT-gestützte Umsetzung in Unternehmen  35

3.5  BEISPIELE UND ANWENDUNGEN  37

3.5.1  Qualitätssimulation im Serienanlauf  37

3.5.2  System Dynamics zur strategischen Simulation der Dienstleistungsqualität  39

3.6  EINFÜHRUNG EINES QUALITÄTSMANAGEMENTSYSTEMS MIT SYSTEM DYNAMICS  41

4  SCHLUSSBETRACHTUNG UND AUSBLICK  43

  LITERATURVERZEICHNIS  45

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  Abkürzungsverzeichnis  

  SD System Dynamics  

  i.d.R. in der Regel  

  CLD Causal Loop Diagram  

  SFD Stock Flow Diagram  

  Bzgl. Bezüglich  

  CAQ Computer Aided Quality  

  TQM Total Quality Management  

  PDCA Plan-Do-Check-Action  

  QMS Qualitätsmanagementsystem  

  d.h. das heißt  

  z.B. zum Beispiel  

  IT Information Technology  

  Tabellenverzeichnis  

  Tabelle 1: Anwendungspotentiale von Modellierung und Simulation im Qualitätsmanagement  

  .........................................................................................................................................20  

  Tabelle 2: Anwendungspotentiale im Qualitätsmanagement..........................................21  

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  Abbildungsverzeichnis  

  Abbildung 1: Beispiel eines Causal-Loop Diagramms (TROST 2001)  11

  Abbildung 2: Bestandteile eines SFD (eigene Darstellung mittels Powersim)  12

  Abbildung 3: Dimensionen des Komplexitätsbegriffs (MILLING 2001)  13

  Abbildung 4: Dimensionen unternehmenspolitischer Entscheidungsprozesse (MILLING 2001)  

   14

  Abbildung 5: Basis-Modell Struktur für das Wissensmanagement (BRADL 2003)  16

  Abbildung 6: Anwendungsbereiche (MILLING 2001)  17

  Abbildung 7: Relationsship Map of Key Total Quality Management Issues (nach JAMBEKAR  

  1994)  23

  Abbildung 8: Group Problem Solving Process (in Anlehung an JAMBEKAR 1994)  24

  Abbildung 9: Standard-Modellierungsprozess System Dynamics (London Business School)  

   26

  Abbildung 10: QC-Story  26

  Abbildung 11: Modeling Process Model TQM (HIDAKA 1999)  26

  Abbildung 12: Vom Fishbone Chart zum Causal Loop Diagramm (Hidaka 2000)  27

  Abbildung 13: Grundmodell (main causal loop HIDAKA 2000)  30

  Abbildung 14: Erweitertes Modell (HIDAKA 1999)  30

  Abbildung 15: Total Model (HIDAKA 1999)  31

  Abbildung 16: Stock-Flow Diagramm (HIDAKA 1999)  31

  Abbildung 17: Simulationsergebnisse (HIDAKA 1999)  32

  Abbildung 18: Endergebnis Problemrate (HIDAKA 2000)  32

  Abbildung 19:Das EFQ-MModell für Excellence (nach KAMISKE 2003)  34

  Abbildung 20: Kybernetisches Controlling-Excellence Modell  35

  Abbildung 21: Die acht Module des Schlüsselansatzes (WOHLRAB 2002)  36

  Abbildung 22: Beispiel Gesamtergebnis EFQM  37

  Abbildung 23: Qualitätssimulation schafft Regelkreise (FLEISCHER 2003)  38

  Abbildung 24: Causal-Loop Diagramm Dienstleistungsqualität (CHONG 1999)  40

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1 Einleitung

1.1 Problemstellung

Bevor in einem Unternehmen ein Qualitätsmanagementsystem eingeführt werden kann, sollte diesbezüglich eine Aufwandsabschätzung erfolgen. Aufbau und Umfang eines Qualitätsmanagementsystems sind abhängig von den individuellen Zielsetzungen des jeweiligen Unternehmens. Des Weiteren sind interne bzw. externe Einflüsse und Festlegungen, verschiedenartige Produkte, spezifische organisatorische Abläufe sowie die unterschiedliche Größe der Organisation zu berücksichtigen. Es kann also kein universal gültiges Qualitätsmanagementsystem geben (KAMISKE 2003).

Unter Berücksichtigung bestehender Rahmenempfehlungen (DIN EN ISO 9000:2000) ist zu untersuchen, ob der Aufwand für eine Einführung eines entsprechend individuellen Qualitätsmanagementsystems mit Hilfe von System Dynamics abgeschätzt werden kann. Hierbei soll insbesondere auf den derzeitigen Stand der Wissenschaft bei der Anwendung von System Dynamics im Qualitätsmanagement eingegangen werden

1.2 Zielsetzung

In dieser Arbeit wird mit System Dynamics ein Ansatz gewählt, der es erlaubt, die Dynamik des Unternehmensumfeldes zu berücksichtigen und dem Management bei der Entscheidungsfindung und –umsetzung Hilfestellung zu geben. Der System-Dynamics-Ansatz erfuhr im Bereich der Unternehmensplanung bis heute allerdings nur eingeschränkte Verbreitung (BRADL 2003). System Dynamics ist jedoch ein wichtiges Instrument zur Analyse und Visualisierung komplexer Systeme. Ein Qualitätsmanagementsystem kann als ein solches komplexes System verstanden werden.

Erklärte Absicht dieser Arbeit ist, Unternehmensprozesse insbesondere im Bereich des Qualitätsmanagements aus einer systemdynamischen Sicht zu verdeutlichen, Potenziale von System Dynamics im Qualitätsmanagement aufzuzeigen und Ansätze vorzustellen, die den Zugang zu Modellen und Simulationen für Entscheidungsträger im Qualitätsmanagement erleichtern. In diesem Zusammenhang soll die Entwicklung und Einführung von Qualitätsmanagementsystemen thematisiert werden. Um den Nutzen und die Anwendbarkeit von System Dynamics im Qualitätsmanagement darzulegen, richtet sich der Fokus dieser Arbeit neben den theoretischen Grundlagen auf der Darstellung von praxisbezogenen Beispielen der Nutzung von System Dynamics im Qualitätsmanagement.

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1.3 Aufbau der Arbeit

Den thematischen Schwerpunkt von Kapitel 2 bilden die Methode System Dynamics und deren Anwendung im Unternehmen. Im Mittelpunkt steht eine allgemeine Betrachtung in Bezug zur Simulation von Unternehmensprozessen. Dabei werden die Grundlagen, Einsatzmöglichkeiten und Grenzen von System Dynamics in Organisationen mit besonderer Gewichtung in den Blick genommen.

Kapitel 3 gibt einen Überblick zum derzeitigen Wissenstand der Anwendung von System Dynamics im Qualitätsmanagement. Es soll evident werden, welche Aspekte hierbei im Hinblick auf Modellierung mit System Dynamics im Qualitätsmanagement relevant sind. Diese Betrachtung soll durch Beispiele und Erläuterungen anhand des EFQM-Modells vervollständigt werden.

Zusammenfassung und Ausblick beschließen die vorliegende Arbeit.

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2 System Dynamics zur Simulation von Unternehmens-

prozessen

2.1 Grundlagen, Methode und Modellkomponenten

2.1.1 Hintergrund

Der systemorientierte und computergestützte Problemlösungsansatz „Industrial Dynamics“ zur Untersuchung des Verhaltens dynamischer Systeme in Industriebetrieben wurde gegen Ende der fünfziger Jahre von Jay W. Forrester am Massachusetts Institute of Technology entwickelt und 1961 erstmals veröffentlicht. Forrester untersuchte hierbei, inwieweit komplexe und dynamische Systeme modellhaft abgebildet und simuliert werden können. Die Erkenntnis, dass letztendlich jedes Unternehmen für sich ein System repräsentiert, führte zur Übertragung von Erkenntnissen aus der Regelungstechnik und Systemtheorie auf die Mikroökonomie - insbesondere Industriebetriebe - und auf die makroökonomische Ebene. Aufgrund der Allgemeingültigkeit dieses Ansatzes kam es schnell zu einer Anwendung in anderen Forschungsgebieten. Somit setzte sich der Begriff „System Dynamics“ durch (SCHÖNBORN 2003). System Dynamics ist nach Gonzales eine Art Joint Venture verschiedener Disziplinen, die sich Methoden, Verfahren und Ansätze anderer Wissenschaften und Quellen bedient. Jay W. Forrester definierte System Dynamics folgendermaßen (FORRESTER 1961):

„Industrial Dynamics is the investigation of the information feedback characteristics of [man-

aged] systems and the use of models for the design of improved organizational form and guiding policy.” Weiterhin hat sich COYLE mit dem Begriff des System Dynamics auseinandergesetzt, wobei er zwar die Zeitkomponente, nicht aber die Rückkopplungsstrukturen berücksichtigt: „A method of analyzing problems in which time is an important factor, and which involve the study of how a system can be defended against, or made to benefit from, the shocks which fall upon it from the outside world (COYLE 1977).” Die Methode System Dynamics umfasst also zwei unterschiedliche Modellierungsphasen, die in qualitatives und quantitatives System Dynamics differenziert werden können und somit zur Problemlösungsfindung beitragen (WOLSTENHOLME 1990). Daraus resultiert die Verwendung verschiedener Diagrammtypen als Medium zur Übermittlung und Veränderung von mentalen Modellen. Diese Art von Kommunikationsträgern hat den Vorteil, dass eine weniger vieldeutige und gleichzeitig komprimierte Form der Verständigung bereitgestellt werden kann als es bei einer möglichen schriftlichen Beschreibung der Fall wäre (OSSIMITZ o.J.).

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Nach BRADL lassen sich unabhängig von den Einsatzfeldern einige Ziele oder Kernaspekte von System Dynamics erkennen (BRADL 2004):

i. Identifikation und Definition dynamischer Systeme ii. Erkennung und Abbildung von Verzögerungen innerhalb von Prozessen iii. Berücksichtigung der Auswirkungen einer Aktion auf das Verhalten eines laufenden Prozesses, sowie iv. Simulation des Verhaltens.

Beim systemdynamischen Ansatz wird demzufolge nicht eine einzelne Größe isoliert betrachtet, sondern es werden Wechselwirkungen zwischen unterschiedlichen Faktoren und Größen in ihrer zeitlichen Konsequenz untersucht. Die Größen im System werden nicht für den gesamten Vorhersagezeitraum festgelegt, es wird lediglich ein Startwert definiert, der den An-fangszustand des Systems darstellt. Durch die Verknüpfung verschiedener Größen des betrachteten Systems können dynamische und auch zeitverzögerte Wechselwirkungen zwischen Größen abgebildet und für die Vorhersage der zukünftigen Systementwicklung berücksichtigt werden (SCHÖNEBORN 2003).

2.1.2 Causal-Loop-Diagramme

Hierfür müssen zunächst alle Wirkungszusammenhänge innerhalb eines Systems erfasst und in ihrer Abhängigkeit dargestellt werden. Diese Größen können mit Hilfe von Wirkungsdiagrammen miteinander verknüpft werden, wobei die Wirkungsrichtung mit „+“ oder „–“ Polaritäten dargestellt wird. Diese Wirkungsnetzwerke werden als Ursache-Wirkungsschleifen (CLD – Causal Loop Diagram) bezeichnet (SCHÖNEBORN 2003). Auf diese Weise kann das Rückkopplungsverhalten, also die wechselseitige Beeinflussung der Modellparameter, berücksichtigt werden.

Ein Causal-Loop-Diagramm ist fehlerfrei, wenn alle positiven und negativen Abhängigkeiten korrekt eingetragen wurden. Somit können bereits einige Aussagen zum zeitlichen Verhalten bestimmter Teile des Systemmodells getroffen werden. Jedoch kann man aufgrund der Komplexität der Interdependenzen der einzelnen Rückkopplungsschleifen das Gesamtverhalten des Modells nicht determinieren. Weiterhin sind qualitative Aussagen meist nicht hinreichend, wodurch lediglich eine bedingte Eignung zu Simulationszwecken resultiert (BRADL 2004).