Facetten der Qualitätssicherung

Sandra Enewoldsen, Lüdenscheid Stipendiatin der QUALITY ENGINEERING an der Donau Universität in Krems

Unter den Begriffen Computer Integrated Manufactuing (CIM) und Computer Aided Quality Assurance (CAQ) wird eine integrative Philosophie verstanden, die bestrebt ist, die Produktionsunternehmen durch den Einsatz von Rechnersystemen in allen Phasen des betrieblichen Geschehens einen strategischen Vorteil zu verschaffen. Die Optimierung des Informationsflusses steht im Mittelpunkt. Betriebswirtschaftliche und technische Aufgaben werden integriert. Das System CIM reicht über die Unternehmensgrenze hinaus.

Unter CAQ wird der Einsatz rechnerunterstützender Verfahren für Planungs- und Steuerungsprozesse von Methoden und Werkzeugen des Qualitätsmanagements verstanden.

CAQ lässt sich bei der Prüfplanung, der Prüfauftragsverwaltung, der Wareneingangsprüfung, den fertigungsbegleitenden Prüfungen, der Endkontrolle, der Prüfdatenerfassung, der statistischen Prozesskontrolle, der Prüfmittelverwaltung und -überwachung, der Qualitätsdatenauswertung, dem Berichtswesen und auch bei Zuverlässigkeitsuntersuchungen anwenden.

Die Ziele des CIM und CAQ sind die Kosteneffizienz, die Qualitätssteigerung, die Steigerung der Flexibilität und die Effektivität der Zeitnutzung. Die Optimierung des Gesamtsystems findet über diese Methode Anwendung.

Bei der Umsetzung der Methoden des CIM / CAQ kommt es zu einer Integration der Abteilungen, des gesamten Betriebes, der Bereiche zwischen dem Betrieb und auch der überbetrieblichen Bereiche.

Ziele der Integration für die Organisation sind die Reduktion des Aufwandes für die Datenerfassung, die Vermeidung redundanter Datenhaltung, die Sicherstellung einer vollständigen Abarbeitung aller Teilprozesse, die Verbesserung der Datenqualität, die Senkung des Speicheraufwandes und der zeitnahe Informationsfluss.

Was will folglich ein CAQ-System erreichen? Durch den Einsatz dieses Systems sollen die Fehler- und die Reklamationsquoten gesenkt werden, die Rückverfolgbarkeit durch eine Verbesserung der Dokumentation, eine bessere Erfüllung der gesetzlichen und normativen Anforderungen, die Erhöhung der Prozesssicherheit und ein Impuls für die kontinuierliche Verbesserung.

Trotzt allen Bemühungen einer Organisation, möglichst fehlerfrei die Ware zu produzieren besteht die Möglichkeit, dass ein Kunde nach dem Kauf Mängel am Produkt feststellt. In diesem Fall kann der Kunde Ansprüche gegen den Verkäufer oder den Produzenten geltend machen. Es werden die

unterschieden.

Durch die Definition des Sachmangelbegriffs ist die Haftung des Verkäufers wesentlich verschärft. Ein Sachmangel liegt primär dann vor, wenn der Kaufgegenstand nicht die vertraglich bestimmte Beschaffenheit hat. Auf zweiter Ebene wird auf den vertraglich vorausgesetzten Gebrauch, die Eignung für eine gewöhnliche Verwendung und die übliche Beschaffenheit abgestellt. Es treten aber noch weitere Aspekte hinzu, welche die Gewährleistungsrechte des Käufers auslösen können. Deshalb ist es wichtig, dass möglichst fehlerfrei produziert wird.

Unter CAM, Computer Aided Manufacturing, wird die technische Abwicklung der Produktion in enger Verbindung mit planenden und steuernden betriebswirtschaftlichen Systemen verstanden. CAM-Systeme kommen unmittelbar im Produktionsprozess zum Einsatz.

Am zweiten und dritten Tag haben wir uns intensiv mit TRIZ befasst. TRIZ ist das russische Akronym für „Teoria reshenija izobretatjelskich zadacz“, was sinngemäß übersetzt bedeutet: Theorie des erfinderischen Problemlösens. Im Englischen wird die Abkürzung TIPS verwendet die „Theory of Inventive Problem Solving“ bedeutet. Diese Methode wurde vor ca. 50 Jahren von Genrich Saulowitch Altschuller in der ehemaligen UdSSR mit dem Grundgedanken entwickelt, technisch-wissenschaftliche Probleme ohne Kompromisse zu lösen.

Hinter TRIZ steht eine anerkannte Philosophie, die das Überwinden von Denkblockaden sowie eine schnelle und gezielte Lösungsfindung ermöglichen soll.

Altschuller analysierte ca. 40.000 Patente und fand dabei heraus, dass sich abstrahierte Problemstellungen und deren Lösungen unabhängig vom Wissenschaftszweig oder von der Industriesparte immer wiederholen lassen, die Evolution technischer Systeme nach bestimmten Tendenzen verläuft und sich wirkliche Innovationen meist nur durch wissenschaftliche Erkenntnisse außerhalb des eigenen Tätigkeitsbereichs hervorbringen lassen.

Systematik der Patente, Einteilung, Bausteine des TRIZ

TRIZ versteht sich also als eine Methode, die Entwicklern einen Wissens- und Erfahrungsschatz inklusive eines pragmatischen Benutzungsleitfaden zur Verfügung stellt, welcher geeignet ist, Erfolge herbeizuführen.

Ananlyse der Patenteinreichungen:

Level 1 = triviale Lösungen – Ansätze / 30 %

Level 2 = Kompromisslösungen / ca. 45 %

Level 3 = neue Idee / ca. 20 %

Level 4 = neue Techniken werden eingesetzt / ca. 5 %

Level 5 = richtige Neuentdeckungen / 1–2 % (Großforschungseinrichtungen)

Wesentlich ist, die Qualität und Quantität der Ideen / Visionen in einer Organisation herauszufiltern. Ideen sind Gedanken, die jemand ausformuliert. Dabei ist es entscheidend, Offenheit an den Tag zu legen – nach dem Motto: jetzt haben wir Mist gemacht – was können wir damit machen – laufen lassen – Ideen brauchen Promotoren – und kreative Ansätze.

Gute Ideen als erster zu haben ist eine entscheidende Voraussetzung für den dauerhaften Erfolg eines Unternehmens. Erfolg bedeutet langfristig gute Geschäfte, zufriedene Mitarbeiter, sichere Arbeitsplätze und zufriedene Aktionäre. In der Zeit zwischen vier und achtzehn Jahren ist die Zeit der höchsten Kreativität. Es ist die Art, erwachsen zu werden, Handlungsspielraum und Erlebnisspielraum auszuloten. Auf diese Phase folgt der Knick des regelbasierten Daseins, das gewöhnlich nach der Kreativitätsphase beginnt. Kreativität ist für das Umfeld unbequem.

Deshalb gilt es die Frage zu lösen: wie bringe ich die grenzenlose, kindliche Kreativität mit dem Wissen und der Erfahrung eines langjährigen, professionellen Entwicklers mit dem Ziel Probleme innovativ zu lösen, zusammen?

Gute Ideen und Innovationen (neue Patente!) entstehen nur dann, wenn Widersprüche offensichtlich und unüberbrückbar waren – Ausgangssituation: Reizumfeld

Kreativ sind Menschen, die systematisch arbeiten, über Wissen verfügen, über den Tellerrand hinaus schauen und zukunftsorientiert / visionär sind.

TRIZ hat heute zum Ziel, den begrenzten Horizont zu erweitern und gezielt eine Datenbank des Wissens in der Organisation aufzubauen. Dazu gibt es Softwaremöglichkeiten, die diesen Ansatz unterstützen.

Wir haben auch praktische Übungen durchgeführt, wie die Innovationscheckliste, die Stofffeld-Analyse (ein Stoff ist alles, was man anfassen kann), die Interaktion, den Widerspruch, die Separation, die Funktionsanalyse anhand konkreter Themen, mithilfe der Konfliktetabelle und gezielter Kreativitätstechniken wie MZK (Operator Material, Zeit, Kosten), AFE (antizipierende Fehlererkennung).

Am 4. Tag befassten wir uns mit dem Kapazitätsmanagement. Die meisten Unternehmen sehen sich einer variablen Nachfrage nach ihren materiellen oder immateriellen Produkten gegenüber. Teilweise sind diese Schwankungen für bestimmte Zeiträume genau vorherzubestimmen.

Es ist die Aufgabe des Kapazitätsmanagements, die Kapazität eines Systems mit der (erwarteten) Nachfrage nach Leistungen dieses Systems abzustimmen. Bei der Auswahl einer geeigneten Strategie ist neben technologischen Möglichkeiten auch die strategische Frage des Unternehmens von Bedeutung: steht der Kundenservice oder die wirtschaftliche Nutzung der eigenen Ressourcen im Hauptfokus der Unternehmensstrategie?

Je genauer und flexibler die Beschreibung der Kapazität ist, desto besser gestaltet sich die Planung. Die Vollständigkeit im Detail und eine höchstmögliche Flexibilität sind die Hauptforderungen an ein Kapazitätsmanagement-System.

Am Anfang steht die vollständige Beschreibung aller Kapazitätseinheiten:

Die Erfassung aller Änderungen der normalerweise verfügbaren Kapazitäten z. B. durch Maschinenausfall, Krankheit, Verletzung von Personal, ist unbedingt notwendig. Nur durch eine detailgetreue Abbildung des Kapazitätsverlaufs über die Zeit kann die Basis für eine Planung mit realistischen Ergebnissen entstehen.

Die Kapazität sollte mit geringer Verzögerung innerhalb bestimmter, vorgegebener Grenzen angepasst werden können. Gängige Methoden hierbei sind Überstunden, der zielgerichtete Einsatz von Personal, der Einsatz von Leiharbeitern oder das Verschieben von Wartungsarbeiten in Perioden mit geringer Nachfrage.

Wichtig ist auch die Kooperation mit Unterauftragnehmern und strategischen Partnern. Spezialisierte Ressourcen können im Rahmen eines optimalen Kapazitätsmanagements genau dann, wenn eine entsprechende Nachfrage besteht, genutzt werden.

Es bleibt für das Unternehmen stets ein Spagat zwischen der höchstmöglichen Auslastung der Kapazitäten und der Fähigkeit zur Anpassung in Zeiten hoher oder geringer Nachfrage. Falls das Unternehmen einen herausragenden Kundenservice anbietet, muss eine ausreichende Kapazität vorgehalten werden, um mögliche Nachfragen beantworten und erledigen zu können. Diese Effizienz wird aber vergleichsweise kostspielig sein. Daher findet sich dieses Konzept meist nur in Bereichen, in denen eine sofortige Behandlung der Nachfrage ein elementarer Bestandteil der Leistung ist z. B. bei der Feuerwehr, dem Kraftwerk, den Notdiensten oder auch in Luxusbranchen.

Die Auswahl einer geeigneten Strategie des Kapazitätsmanagements hängt von den Prioritäten bei der Leistungserbringung sowie den objektiven technologischen Gegebenheiten des Leistungsprozesses ab.

Am 5. Tag haben wir uns mit dem Design of Experiments (DoE) auseinandergesetzt. DoE wird auch als statistische Versuchsplanung bei der Entwicklung und Optimierung von Produkten oder Prozessen eingesetzt. Normalerweise benötigen Versuche Personal-, Zeit- oder Geräteressourcen. Dadurch stellt sich bei jedem Versuch für das Unternehmen die Frage der Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Ergebnisse in Relation zum notwenigen Aufwand.

Mit der statistischen Versuchsplanung wird mit möglichst wenigen Einzelversuchen der Wirkzusammenhang zwischen den Einflussfaktoren und den Zielgrößen ziemlich genau ermittelt.

Bei der Versuchsplanung können mehrere Faktoren zeitgleich verändert werden.

Folgendes wird bei den Versuchsplänen berücksichtigt:

Wichtigstes Kennzeichen der Versuchsplanung sind der vergleichsweise hohe Erkenntnisgewinn bei vergleichsweise geringem Versuchsaufwand!

DoE wird als arbeitseffiziente Methodik zur systematischen Erarbeitung von Versuchplänen, deren Abarbeitung und quantitativen Auswertung mit dem Ziel der Modellbildung oder Ermittlung relevanter Einflussgrüßen oder der gewünschten Beeinflussung der Zielgrößen (maximal, minimal, innerhalb einer bestimmten Bandbreite, robust gegen Störgrößen u. a. ) bezüglich der Funktionsweise eines Produktes oder eines Prozesses.

Ein Modell ist eine hinreichend genaue Beschreibung eines gerade interessierenden Systemverhaltens in einem bestimmten Bereich der Einflussgrößen (anders als ein Naturgesetz); mehrere Modelle können in Übereinstimmung mit den Versuchsergebnissen stehen. Einflussgröße oder Einflussfaktor sind unabhängige, kontrolliert einzustellende Größen, variabel oder konstant (im Gegensatz zur unkontrollierten Störgröße). Die Zielgröße ist eine abhängige Variable. Unter Stufen werden Einstellwerte der Einflussgrößen verstanden. Der Versuchsraum ist begrenzt durch die gewählten maximalen und minimalen Werte der Einflussgrößen. Der Versuchspunkt stellt die für einen Versuch festgelegte Stufenkombination aller variablen und konstanten Einflussgrößen dar. Der Versuchsplan sind die zusammen gehörenden, systematisch hergeleiteten Versuchspunkte. Die Dimension des Versuchsraumes entspricht der Anzahl der Einflussgrößen. Die Ordnung des Versuchsplanes besteht aus der 1. Ordnung = Einflussgrößen auf 2 Stufen und der 2. Ordnung = Einflussgrößen auf 3 Stufen.

Über die Methode des QFD lassen sich möglichst genau Kundenanforderungen hinterfragen.

Wir haben dann als Gruppenarbeit das DoE anhand eines Papierfliegers praktisch durchgeführt, dessen 16 Modelle wir von der 3. Etage der Donau Uni ins Erdgeschoss haben fliegen lassen. Unten wurden die Ergebnisse notiert und anschließend im Seminarraum besprochen.

Beispiel Flugobjekt:

Zielgrößen:

Steuergrößen:

Ergebnisse:

Flügelbreite, Flügellänge, Steg, Rumpf und Klammern beeinflussen in unterschiedlichem Maße die Puzelbäume, die Flugzeit, das Lot und die Verwertbarkeit.

Am 6. Tag haben wir uns intensiv mit dem Thema EFQM spielerisch befasst. Es wurde hinterfragt, wie Excellence schmeckt und riecht, denn Dinge, die uns emotional berühren sind für uns merkwürdig.

Den ersten halben Tag haben wir ein von der Hochschule Luzern entwickeltes EFQM-Spiel mit drei Gruppen gespielt. Alle drei Gruppen waren ein Fitnesscenter, das in diesem Brettspiel die Aufgabe hatte, sich in 20 Spielrunden möglichst weit zu entwickeln. Es gab einen Würfel, Ereigniskarten und ein Spielbrett, dass den EFQM-Kriterien in Kästchenform angepasst ist.

Unsere take home messages daraus sind:

Um erfolgreich sein zu können gibt es ebenfalls einen Punkt, der zu beachten ist:

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Donau Universität Krems (Österreich

QE 506