Elemente der Fehlervermeidung im Produktionsprozess eines Automobilzulieferbetriebes

Inhaltsverzeichnis

1. EINLEITUNG

2. NULL-FEHLER-PRODUKTION IM PROZESS
2.1 Allgemeines
2.2 Definition der Null-Fehler-Produktion
2.3 Grundlagen der Null-Fehler-Produktion

3. KAUSALITÄT: URSACHE - WIRKUNG - FOLGE UND ABWEICHUNG
3.1 Voraussetzungen zur Null-Fehler-Produktion
3.2 Modelle zur Null-Fehler-Produktion
3.3 Geschäftsprozessmanagement

4. PROZESS - ENGINEERING
4.1 Der kontinuierliche Verbesserungsprozess (KVP-Prozess)
4.2 Prozess Engineering und Re-Engineering Elemente

5. FMEA - METHODE (FAILURE METHOD EFFECTIVE ANALYSES)
5.1 Historie
5.2 Arten und Einordnung der FMEA
5.3 Ziel der FMEA
5.4 Wahl des Zeitpunktes für den Einsatz der FMEA - Methode
5.5 Beschreibung der Methode
5.6 Bewerten anhand von Risikozahlen der FMEA
5.7 Die FMEA im Produktlebenslauf
5.8 Vorteile der FMEA
5.9 Nachteile der FMEA
5.10 Zehnerregel der Fehlerkosten („Rule of Ten“)
5.11 Pareto - Analyse

6. QUALITÄTSREGELKARTEN (QRK)
6.1 Generelles
6.2 Aufbau einer Qualitätsregelkarte
6.3 Begriffsdefinitionen
6.3.1 Qualitätsmerkmal
6.3.2 Zufälliger und Systematischer Fehler
6.3.3 Beherrschter und nicht beherrschter Prozess
6.3.4 Out-of-Control Signal
6.3.5 Natürlicher und unnatürlicher Linienzug im Diagramm
6.3.6 Fehler der 1. und 2. Art
6.3.7 Die mittlere Lauflänge (Average run Length)
6.4 Allgemeine Klassifikation von Regelkarten
6.5 Gebräuchliche Qualitätsregelkarten
6.6 Shewhart Qualitätsregelkarten
6.6.1 Allgemeines
6.6.2 Graphische Darstellung einer Shewhart Karte
6.6.3 Statistischer Aufbau einer Shewhart Karte

7. EINSETZUNG VON QUALITÄTSMANAGEMENT IN DER PRAXIS
7.1 Allgemeines
7.2 Vorstellung des Unternehmens Ing. K. Hochsteiner
7.3 Darstellungen des Produktes
7.4 Der Prozess
7.5 FMEA - Methode
7.6 Qualitätsregelkarten
7.7 Aufgabenstellung für die Fertigung des Rücklaufrohres
7.7.1 Besondere Schwierigkeiten in der Fertigung
7.7.2 Trade off zwischen 100 % Prävention und 100 % Kontrolle

8. PRODUKTION
8.1 Chronologische Daten der Produktion
8.2 Erstbemusterung
8.3 Produktionslogistik
8.4 Die Hauptabschnitte der Produktion
8.5 Detaillierte Darstellung ausgewählter Prozesse bzw. Prozessteile
8.5.1 Testphase
8.5.2 Verfahrensanweisung Rücklaufrohr

9. ANALYSE UND RESULTATE MITHILFE DER BESCHRIEBENEN INSTRUMENTE
9.1 Ausgangssituation
9.2 Qualitätsregelkarten
9.2.1 Automatisierte Qualitätsregelkarte

10. RESÜMEE

11. ANHANG

12. QUELLENVERZEICHNIS

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Gebrauch der Begriffe Abweichung, Fehler, Störung, und Schaden zur Beschreibung von Ursachen, Wirkungen und Folgen

Abbildung 2: Definition von Abweichungen und Fehlern

Abbildung 3: Übergeordnete Qualitätsplanung für Produkt- und Prozessparameter

Abbildung 4: Prozessmodell zur Null-Fehler-Produktion

Abbildung 5: Modell zur Null-Fehler-Produktion in Prozessketten

Abbildung 6: Festlegung von Abläufen

Abbildung 7: Beispiel: Materialbearbeitungsprozess

Abbildung 8: Deming Zyklus

Abbildung 9: Klassische Einordnung der Methode FMEA in den Produktlebenslauf

Abbildung 10: FMEA System - Produkt - Prozess

Abbildung 11: Portfolioanalyse für die Abschätzung des Risikos (RPZ)

Abbildung 12: Bewerten anhand der Risikozahlen

Abbildung 13: Fehlerentstehung und Fehlerbehebung

Abbildung 14: Zehnerregel der Fehlerkosten

Abbildung 15: Anteil einzelner Problemarten an der gesamten Fehlerwirkung

Abbildung 16: Übersicht über Regelkarten

Abbildung 17: Darstellung einer Qualitätsregelkarte

Abbildung 19:CAD Darstellung Rücklaufrohr roh

Abbildung 20: Umspritztes Rücklaufrohr

Abbildung 21: Produktionsübersicht

Abbildung 22: UMA 62 Umformmaschine 62

Abbildung 23: VA Prüfen und Verpacken der Rücklaufrohre

Abbildung 24: Handgeführte Regelkarte

Abbildung 25: Handgeführte Qualitätsregelkarte

Abbildung 25: Automatisierte Qualitätsregelkarte

„Aus Fehlern zu lernen, dieser Weg ist gefährlich und nicht mehr zeitgemäß. Oft be- kommen wir nur einmal eine Chance, dann muss es klappen. Wir müssen lernen präventiv zu denken und zu handeln. Qualität ist machbar. Sicherheit und Zuverläs- sigkeit sind planbar. Die Methode FMEA ist hierfür hervorragend geeignet und längst weltweit zum Ingenieurstandard zum Beispiel in der Medizintechnik oder der Auto- mobiltechnik geworden.“

Jürgen P. Bläsing/Daniel Eiche/Beat Giger

1. Einleitung

Die Begriffe Qualitätsmanagement und Qualitätssicherung haben sich in den letzten Jahrzehnten zu festen Bestandteilen in vielen Unternehmen verankert, die nicht mehr wegzudenken sind. Die Produkte als auch die Dienstleistungen, die von den Kunden heutzutage gefordert werden, müssen ständig steigenden Qualitätsansprüchen ent- sprechen. Vor allem im Hinblick auf das wachsende Qualitätsbewusstsein.

Im ersten großen Abschnitt dieser Bakkalaureatsarbeit wird auf die theoretischen Grundlagen des Qualitätsmanagements eingegangen. Die Null-Fehler-Produktion, Prozess-Engineering , die Failure Mode & Effects Analysis (FMEA - Methode) als auch das Konzept der Qualitätsregelkarte (QRK) werden dabei angesprochen.

Der zweite große Abschnitt dieser Arbeit widmet sich der Umsetzung des Qualitätsmanagements in der Praxis. Konkret wird am Beispiel einer Unternehmung demonstriert, die für einen Zulieferanten aus der Automobilindustrie ein spezielles Produkt vollständig entwickeln und herstellen musste. Weiters werden dabei die Schwierigkeiten aufgezeigt, die bei Anwendung von Qualitätsmanagement - Instrumenten im Hinblick auf Produktion und Prozessabläufe entstehen können.

Zum Abschluss folgt noch ein Resümee, in welchem die wichtigsten Aspekte der Arbeit noch kurz zusammengefasst werden.

I. Qualitätsmanagement in der Theorie

2. Null-Fehler-Produktion im Prozess

2.1 Allgemeines

Welches Unternehmen kann behaupten, dass es ohne Ausschuss und kostspieliger Nacharbeit auskommt. Und kommt es in einem Unternehmen zu Ausschuss, so ist eine ganze Kette von vielen Bereichen im Unternehmen betroffen, und zwar von den Arbeitern bis hin zu den Führungskräften und im schlimmsten Fall auch den Kunden. In der Null-Fehler Produktion wird im Gegensatz zu anderen Lösungsansätzen nicht nur die Prozess-Sicherheit einzelner Prozesse betrachtet, sondern die ProzessSicherheit über die gesamte Prozesskette analysiert, um dem Unternehmen gegenüber den Wettbewerbern signifikante Vorteile zu sichern.¹

Die Null-Fehler-Produktion kann als Unternehmensstrategie aufgefasst werden, die wie schon oben beschrieben zur Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens beiträgt. Aufgrund der Betrachtung aller Prozesse und der Vermeidung von Störungen bzw. deren unmittelbaren Korrektur, sinkt das Maß an Ausschuss, Nacharbeit und Sondereinsätzen.²

2.2 Definition der Null-Fehler-Produktion

Anstatt mit Hilfe einer Definition wird hier versucht, mit Zitaten eines der Urväter vom Null-Fehler-Management, Phil Crosby, die wesentlichen Grundgedanken zu erfas- sen.

Es obliegt der Betriebskultur, wie mit dem Verhalten bzw. der Arbeitseinstellung, im Kontext der Fehlervermeidung; jedes Einzelnen umgegangen wird.³ Ebenso muss in einem Betrieb versucht werden, alles von Anfang an richtig zu machen und dies betrifft alle Ebenen des Unternehmens.⁴

„Erfolg oder Misserfolg, zufriedene oder enttäuschte Kunden, demotivierte oder en- gagierte Mitarbeiter: es hängt alles an der persönlichen Integrität der Führungskräf- te.“⁵

Crosby legt mit dieser Aussage den Schwerpunkt des Qualitätsmanagements fest, welcher ganz offensichtlich beim Management liegt. Es ist Aufgabe des Managements die Mitarbeiter zur Null-Fehler-Produktion zu motivieren.

Qualität gibt es nicht per Knopfdruck, die Unternehmenspolitik, muss die Grundlagen für ein qualitativ hochwertiges Unternehmen schaffen. Es wird jedoch unabdingbar sein, dass Qualität mit persönlichen Beispielen von allen Managern gelebt wird, damit sie sich langfristig durchsetzen kann.

2.3 Grundlagen der Null-Fehler-Produktion

Die industrielle Produktion erfordert präventive, integrierte Strategien zur Null-Fehler- Produktion. Ende der 60er Jahre wurden von Philip Crosby bereits das Zero Defects Programme bei ITT eingerichtet und dokumentiert. „Quality is free“: Crosby geht von einer fehlerfrei ablaufenden Produktion ohne Ausschuss und Nacharbeit aus. Weiters wird versucht, präventiv einzugreifen, dass heißt, bereits im Vorfeld der Produktion.⁶

P. Crosby: „Die Verantwortung obliegt dem Management, wie die einzelnen Prozes- se aufgebaut sind und ablaufen. Aus diesem Grunde ist auch das Null-Fehler- Konzept, die Produktion fehlerfreier Produkte und Dienstleistungen in jedem Pro- zess-Schritt ein wichtiges Instrument/Konzept für das Management!“⁷ Auf keinen Fall sollen „Qualitätspolizisten“ die Qualität im Unternehmen sicherstellen, vielmehr sollte Qualität das Ergebnis von ordentlich durchgeführten Vorgängen sein.⁸

3. Kausalität: Ursache - Wirkung - Folge und Abweichung

Die folgende Grafik zeigt die zeitlichen Zusammenhänge zwischen Ursache - Wirkung und Folge sowie die daraus sich ergebenden Probleme und Mängel.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Gebrauch der Begriffe Abweichung, Fehler, Störung, und Schaden zur Beschreibung von Ursachen, Wirkungen und Folgen⁹

„Zum Umsetzen von Null-Fehler-Produktionen sind Strategien erforderlich, die auf die gesamte Kausalkette der Ursachen, Wirkung und Folgen von Abweichungen zie- len.“¹⁰

Bereits vor der Leistungserstellung wird oberste Priorität auf die Entdeckung von Abweichungsursachen gelegt. Dies ist das Ziel, das am schwierigsten zu verwirkli- chen ist, denn die Ursachen für Abweichungen sind oft nur mit sehr hohem Aufwand zu entdecken und die direkten Korrelationen zwischen den entdeckten Fehlern und der tatsächlichen Ursache sind schwer zu erkennen. Die Qualifikation und Motivation von Mitarbeitern und Verbesserung der Aufbau- und Ablauforganisation bzw. Steige- rung der Qualitätsfähigkeit von Betriebsmitteln sind geeignete Faktoren zur Vermei- dung von sich negativ auswirkenden Ursachen auf das Unternehmen.¹¹

3.1 Voraussetzungen zur Null-Fehler-Produktion

Abweichungen spielen eine wesentliche Rolle in der Null-Fehler-Produktion und je früher unzulässige Abweichungen (Über- bzw. Unterschreitung einer Grenze) erkannt werden, desto früher können Fehler aufgedeckt werden und weitere Folgen vermieden werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Definition von Abweichungen und Fehlern¹²

Damit Abweichungen einer entsprechenden Analyse unterzogen werden können, ist eine Definition der Sollgrößen und zulässigen Grenzabweichungen notwendig. Die dabei angenommenen Spezifikationen sollten sich auf das Gesamtsystem beziehen, d.h. auf die Prozess- und Produktparameter wie sie in folgender Abbildung darge- stellt sind.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Übergeordnete Qualitätsplanung für Produkt- und Prozessparameter¹³

3.2 Modelle zur Null-Fehler-Produktion

Damit Modelle zur zentralen, systematischen Qualitätsplanung erfolgreich eingesetzt werden können, ist es notwendig, die gesamte Prozesskette zu betrachten. Es werden die Produkt - und Prozessspezifikationen unter Rücksichtnahme auf interne und externe Anforderungen in groben Zügen geplant.¹⁴

Die Feinplanung erfolgt dezentral über eine Mikroprozesskette und findet unmittelbar vor der Bearbeitung maschinen- und arbeitsnah statt (siehe

Abbildung 4: Prozessmodell zur Null-Fehler-Produktion). Diese kann auf kurzfristige Einflüsse, wie zB Temperaturschwankungen, Maschinenverfahrensfehler, oder Rohmaterialschwankungen Einfluss nehmen.¹⁵

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Prozessmodell zur Null-Fehler-Produktion¹⁶

Die alleinige Betrachtung der Mikroprozesskette würde eine falsche Sicht der Dinge wieder geben. So ist es durch die Betrachtung anderer Einheiten, wie zB Konstrukti- on, Fertigungsplanung, Maschinen- und Verfahrenswahl möglich, den gesamten Pro- zess zu optimieren. Durch die Betrachtung von Prozessketten teilt sich der Gesamt- zweck, nämlich die Erfüllung von Kundenanforderungen in einzelne Teilaufgaben, was wiederum eine Optimierung und frühere Fehlervermeidung möglich macht.¹⁷

Durch die Zerlegung der Prozesskette in einzelne Subeinheiten, wird es möglich, die internen Kunden-Lieferanten-Beziehungen heraus zu kristallisieren. Jeder Kunde (damit sind auch interne Arbeitsplätze und Kostenstellen gemeint) definiert seinem Lieferanten den gewünschten Leistungszustand und die entsprechenden Qualitäts- merkmale. Diese Betrachtungsweise der Beziehungen erhöht die Transparenz der Abläufe und gibt jeder Subeinheit eine dementsprechende Eigenverantwortung, wel- che zu den wichtigsten Faktoren in der Qualitätssicherung und Qualitätssteigerung gehört. An dieser Stelle setzt auch der Innovationsprozess ein, welcher für die Wei- terentwicklung der Produkte, Produktionssicherheit und somit dem Unternehmen zu- kunftssichernd wirkt. Ein weiterer wesentlicher Grund ist, dass dadurch die Strategie zur Vermeidung von Abweichungsursachen verbessert wird. Dies drückt sich auch im Folgenden, nämlich durch dezentrale Qualitätsregelkreise aus, welche eine kurze und schnelle Qualitätsregelung zur Folge haben, weil Abweichungen rasch von ei- nem Prozess zum anderen partiell korrigiert werden können.¹⁸

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Modell zur Null-Fehler-Produktion in Prozessketten¹⁹

3.3 Geschäftsprozessmanagement

Es ist Aufgabe der Führungskräfte das vorhandene Netzwerk von Abläufen und Zuständigkeiten festzulegen und es in geeigneter Darstellung zu visualisieren. Die unten angeführte Abbildung 6 verdeutlicht die Festlegung eines solchen Ablaufs. Durch die Aufzeichnung der Prozesse ist es möglich, diese zu systematisieren und weiter zu optimieren. Durch die Einbeziehung der Mitarbeiter vor Ort an der Maschine (Arbeitsplatz) kann aufgrund guter Prozessplanungsunterlagen der Prozess nochmals von Praxisnähe und Erfahrung der Mitarbeiter profitieren.

Zu diesem Zweck wird ein so genannter „Business Prozess“ gestartet, in dem die Abläufe transparent und einer Beurteilung zugänglich gemacht werden. In diesem Fall wird unter einem Prozess ein sich wiederholender Vorgang verstanden, wobei es durch das Zusammenwirken einzelner Vorgänge zu einem gesamten Resultat kommt. Der Geschäftsprozess bildet den Oberbegriff für sämtliche Prozesse. Wie aus Abbildung 7 hervorgeht, handelt es sich um quasi einen Metaprozess, der auf- zeigt, wie Menschen, Anlagen, Arbeitsmitteln, Material und Informationsflüsse sowie angewandte Methoden, Anweisungen, Mess-, Feedback- und Korrektursysteme zu- sammenarbeiten, um eine spezifikationskonforme qualitätskontrollierte, ereignisge- steuerte Leistung zu erbringen.²⁰

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6: Festlegung von Abläufen²¹

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 7: Beispiel: Materialbearbeitungsprozess²²

4. Prozess - Engineering

4.1 Der kontinuierliche Verbesserungsprozess (KVP-Prozess)

Der KVP-Prozess besteht darin, dass die kontinuierlichen Verbesserungen in kleinen Schritten erfolgen, welche wiederholte Anwendung finden (Plan - Do - Check - Act bzw. „Deming Zyklus“ genannt). In der PLAN-Phase werden die Ursachen der aufge- tretenen Probleme analysiert, die Ziele zur Verbesserung festgehalten, sowie die notwendigen Maßnahmen geplant. In der DO-Phase werden die entsprechenden Voraussetzungen für die Durchführung geschaffen und anschließend die dement- sprechenden Verbesserungsmaßnahmen eingeleitet. In der CHECK-Phase wird ein Vergleich zwischen den erreichten Verbesserungen und angestrebten Zielen durch- geführt (SOLL - IST Vergleich).

In der letzten Phase (ACT-Phase) werden die Ursachen über die einzelnen Auswir- kungen untersucht wo noch Verbesserungen vorgenommen werden können. Nun sind wir wieder am Anfang des Kreislaufes angekommen, wo über die STANDARDI- ZE-Phase versucht wird, das erreichte Niveau als neues Qualitätsniveau zu fixieren, um einerseits nicht auf ein niedrigeres Niveau zu sinken und andererseits den er- reichten Standard als neuen Leistungsstandard für zukünftige Prozesse zu definie- ren.²³

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 8: Deming Zyklus²⁴

[...]

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¹ Vgl. Westkämper (1996), „Vorwort“.

² Vgl. Westkämper (1996), S. 1.

³ Vgl. Cosby (1996), S. 21.

⁴ Vgl. Cosby (1996), S. 22.

⁵ Crosby (1996), S. 16.

⁶ Vgl. Westkämper (1996), S. 9.

⁷ Vgl. Crosby (1996), „Vorwort“.

⁸ Vgl. Cosby (1996), S. 47.

⁹ Westkämper (1996), S.10.

¹⁰ Westkämper (1996), S.10.

¹¹ Vgl. Westkämper (1996), S.10.

¹² Westkämper (1996), S.15.

¹³ Westkämper (1996), S.14.

¹⁴ Vgl. Westkämper (1996), S.14.

¹⁵ Vgl. Westkämper (1996), S.15.

¹⁶ Westkämper (1996), S.15.

¹⁷ Vgl. Westkämper (1996), S.16.

¹⁸ Vgl. Westkämper (1996), S.17.

¹⁹ Westkämper (1996), S.17.

²⁰ Vgl. Buch/Veit (1996), S. 20.

²¹ Buch/Veit (1996), S. 21.

²² Buch/Veit (1996), S. 21.

²³ Vgl. Horvath&Partner (1997), S. 200f.

²⁴ Horvath&Partner (1997), S. 201.