„Reif für die Insel“

Martin Nehls, CAM-CAQ Systemmanager, Sauer-Danfoss, Neumünster;Jens Posener, Projektleiter Kunden- und Prozessanalyse, ddw, Lübeck

Sauer-Danfoss in Neumünster ist eines der Hauptquartiere von Sauer-Danfoss Inc., einem weltweit führenden Unternehmen in der Entwicklung, Herstellung und den Vertrieb von hydraulischen Systemen und Komponenten sowie elektronischen Steuerungen für mobile Arbeitsmaschinen. Anfang der 90er Jahre hatte das – in den Ursprüngen 1946 gegründete – Unternehmen durch erfolgreiche Expansion und gezielte Internationalisierung einen Geschäftsumfang und Fertigungsgrad erreicht, der durch eine neue Organisationsstruktur noch weiter optimiert werden sollte.

Die Lösung bestand in der Einführung des „Inselprinzips“, das sich in den Grundformen bereits Mitte der 70er Jahre in der Automobilfertigung bei VOLVO bewährt hatte. 1992 entschied sich die Geschäftsführung zum schrittweisen, kompletten Umbau des Unternehmens auf allen Ebenen nach diesem neuen Fertigungsprinzip. Ende 1995 wurde der Aufbau der Produktionsinseln und der Produktteams vollständig abgeschlossen und anschließend mit der Installation eines CAM- und CAQ-Systems in Betrieb genommen.

Das von Sauer-Danfoss realisierte „Inselprinzip“ bestand vor allem in der Auflösung diverser Abteilungsebenen und in der Fokussierung auf die Fertigung – sowohl in räumlicher wie auch in administrativer Hinsicht. Zusammengehörende Produktgruppen wurden in den Verantwortungsbereich entsprechend neu geschaffener Produktteams übertragen. Der Arbeitsplatz jedes Teamleiters ist nicht mehr das Büro, sondern direkt vor Ort im Fertigungsbereich seiner Produktionsinsel. Dafür wurden – unter Berücksichtigung aller ergonomischen, medizinischen und hygienischen Gesichtspunkte – verglaste Arbeitsräume in unmittelbarer Nähe der Fertigungsmaschinen geschaffen. Der Verantwortungsbereich jedes Teamleiters für seine Produktgruppe wurde ausgedehnt und reicht, einerseits, von der Beschaffung der Rohteile über die komplette Fertigung, Qualitätssicherung, inkl. Personalplanung und Arbeitsvorbereitung bis hin zur Montage. Auf der anderen Seite zeichnet der Teamleiter auch verantwortlich für den Materialeinkauf sowie für das Marketing seiner Produktgruppe. Im Rahmen der Arbeitsvorbereitung gehören zu seinen Aufgaben die Prüfplanung, die Beschaffung qualitätsrelevanter Daten sowie deren Auswertung, Versuche, Null-Serien aber auch die Beteiligung bei der Prototypenplanung.

Voraussetzung für das erfolgreiche Funktionieren der Inselfertigung ist in sehr starkem Maße jedoch die konsequente Integration der bisherigen fertigungsnahen Mitarbeiter in das neue Organisationsprinzip. Bedingt durch den stark erweiterten Verantwortungsbereich eines Teamleiters tragen seine Fertigungsmitarbeiter gleichermaßen eine höhere Verantwortung. Eine der Schlüsselaufgaben war daher die Qualifizierung der NC-Programmierer. Die Werker mußten sozusagen in die Lage versetzt werden, die an sie neu übertragenen Aufgaben erfüllen zu können – ohne das Wissen eines Ingenieurstudiums zu besitzen. Ausgangspunkt war daher – und ist nachwievor – immer wieder diese eine Kernfrage: „Was braucht der Mann an der Maschine, um seine Fertigung optimal betreiben zu können?“

Das Denken in Prozessen war ein unabdingbarer Schritt zur Umsetzung der neuen Produktions- und Unternehmensphilosophie. Der Umstrukturierung vorausgegangen war daher der Aufbau eines geeigneten Geschäftsprozessmodells. Dieses sollte in der Lage sein, die komplette Spanne von Lieferanten, über die Fertigung bis hin zum Kunden abzubilden und wirkungsvolle Steuerungsansätze abzuleiten. Mit der Realisierung einer lernenden Organisation auf allen Ebenen sollte die Schaffung absoluter Kundenzufriedenheit gewährleistet werden. Sauer-Danfoss unterscheidet hierbei vier Hauptprozesse und drei Managementprozesse.

Die Managementprozesse bestehen aus dem

– Identitätsmanagement

– Ressourcenmanagement und

– Kennzahlenmanagement

und wirken ineinander als geschlossener Kreis der kontinuierlichen Verbesserung (KVP). Durch die Messung und Analyse der Leistungen in Kennzahlen wird der sachliche Ansatz zur Entscheidungsfindung hinsichtlich der Strategie, der Ressourcen- und der Mitarbeiterplanung beeinflußt. Offene Information, Transparenz und selbstregulierte quantifzierbare Leistungsanreize sind ein Beispiel für Steuerungsansätze, die aus dem praktzierten Managementprozess direkt abgeleitet werden konnten.

Die Hauptprozesse sind aufgeteilt in

– Kundenmanagement

– Produktentstehungsprozess

– Lieferantenmanagement und

– Produkterstellungsprozess.

Sie sind ineinander verzahnt, beeinflussen sich gegenseitig und sind voneinander stark abhängig. Über konsequente Teamarbeit und Mitarbeiterbeteiligung werden die Vorteile dieser Verzahnung genutzt und deren Komplexität durch entsprechende Flexibilität ausgeglichen.

Beides, die vier Hauptprozesse und die drei Managementprozesse, steuern den Unternehmenserfolg. Sie sind die Basis für Kundenorientierung, Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit.

Das Qualitätsmanagement von Sauer-Danfoss wurde in seinen Methoden und Abläufen durch die Anforderungen der Produktionsinseln in gleicher Weise von dem neuen Geschäftsmodell beeinflusst. Früher bestand die Qualitätssicherung – wie in vielen anderen Fertigungsunternehmen auch – im wesentlichen in einer Art „Laufkontrolle“. Die dabei vom QS-Mitarbeiter erfaßten Werte wurden zuerst tabellarisch manuell auf ein Blatt Papier eingetragen, später von mehreren Erfassungsblättern auf ein Ergebnisblatt übertragen und anschließend nach Maschinen- und Prozessfähigkeit ausgewertet (cp-, cpk-, cm-, cmk-Indizes). Nicht selten stand die Auswertung erst zur Verfügung, nachdem die Ware bereits an den Kunden ausgeliefert worden war.

Abgesehen davon, dass Sauer-Danfoss den Prozess kontinuierlicher Verbesserung schon viel früher in die eigene Firmenkultur eingeführt hatte, stellte das neue Prozessmodell dagegen eine radikale Abkehr von der üblichen Qualitäts-„Kontrolle“ dar. Das neue Prozessdenken erforderte die Verfügbarkeit aller relevanten Informationen für jeden Mitarbeiter, an jedem Ort und zu jeder Frage. Dazu gehörten sowohl Fertigungs- wie auch Qualitätsdaten.

Die neue Aufgabenstellung des Qualitätsmanagements bestand daher in der Verzahnung der Qualitätsdaten mit den Fertigungsdaten des eingesetzten CAM-Systems (computer aided manufacturing). Bewältigt werden sollte das mit Hilfe eines computergestützten Qualitäts-Systems (CAQ). Die Auswahl eines geeigneten CAQ-Systems wurde primär von der Überlegung geleitet, PC-basierten Lösungen den Vorzug zu geben. Großrechnergestützte Varianten (UNIX, VMS u.ä.) oder solche mit betriebswirtschaflichem Systemansatz (z.B. SAP R/3) hätten einerseits die erforderliche Vernetzung der Fertigungsmaschinen mit Industrie-PCs verteuert und erschwert, andererseits scheute man das Risiko langfristig potentiell rapide steigender DV-Administrationskosten. Weitere Auswahlkriterien für das CAQ-System waren:

– Integrationsfähigkeit in das bereits ausgewählte CAM-System (COSCOM)

– Einfache Bedienbarkeit für den Mann an der Maschine, da bis dahin in der Fertigung noch keine PCs im Einsatz waren

– Verfügbarkeit leicht verständlich aufbereiteter Auswertungen

– Mehrsprachige Programmversionen.

Die Mehrsprachigkeit war für Sauer-Danfoss ein besonders wichtiges Kriterium auf dem Hintergrund der beginnenden Globalisierung der eigenen Fertigungsstandorte. Durch die jederzeitige Umschaltbarkeit des Programms an jeder beliebigen Stelle von deutsch auf jede andere relevante Sprache sollte ein schneller und effektiver zentraler Support für jeden internationalen Standort ermöglicht werden. Darüber hinaus sollten entsprechende Sprachtexte in Eigenregie editierbar sein, um eine größtmögliche sprachliche Anpassung im Bedarfsfall vornehmen zu können.

In vielen Unternehmen wird die Einführung eines computergestützten Fertigungssystems nicht selten als ausreichende Maßnahme angesehen. Die Integration eines CAQ-Systems steckt vielfach noch in den Kinderschuhen und die Nutzung von Industrie-PCs als Informationszentralen wird oft unterschätzt. Nach eingehenden Analysen und der Überprüfung von Referenzinstallationen auf Übertragbarkeit auf die eigenen Anforderungen, war schnell klar geworden, dass nur die gleichzeitige Installation aller Komponenten den Anforderungen der Inselfertigung gerecht werden konnte. Das CAM-System sollte daher gleichzeitig zusammen mit dem CAQ-System unter Verwendung von Industrie-Pcs installiert werden.

Intensive Marktvergleiche angebotener CAQ-Systeme führten Sauer-Danfoss zur Entscheidung zugunsten des CAQ-System „QDA“ des Lübecker Anbieters ddw Computersysteme GmbH. Ausschlaggebend waren dabei hauptsächlich drei Gründe: Zum einen lief bereits ein QS-Projekt an Prüfständen im eigenen Haus zusammen mit ddw, woraus schon einige Erfahrungen abgeleitet werden konnten. Zum anderen gab es weitgehende Überschneidungen der Anforderungen an ein CAQ-System für Prüfstände wie auch an ein CAQ-System für die Fertigung. Schließlich erfüllte das ddw CAQ-System als eines von wenigen von vornherein das Kriterium der Programm-Mehrsprachigkeit.

Nicht zuletzt konnten mit dem ddw-System für die Benutzergruppen angepaßte, individuelle Benutzerformulare innerhalb derselben Benutzeroberfläche definiert werden, um damit sowohl einen parametergesteuerten Datenzugriff zum CAM-System wie auch den gezielten Programmaufruf von CAQ-Modulen zu steuern.

Die CAM-CAQ-Hardware-Installation und die Vernetzung sollte von beiden Anbietern (COSCOM und ddw) in eigenständiger Abstimmung anhand eines detaillierten, 50seitigen Pflichtenheftes vorgenommen werden. Zur Hardware-Installation gehörte die

– DNC-Vernetzung von 100 CNC-Maschinen,

– Installation von 46 Industrie-PCs,

– Verlegung von 13 km Glasfaserkabeln,

– Einrichtung von 11 Hauptarbeitsplätzen (für Arbeitsvorbereitung, Qualitätsmanagement etc.),

– Einrichtung eines Servers inkl. aller Softwarekomponenten.

Die Softwareinstallation des CAQ-Systems bestand aus

– dem ddw-Hauptmodul „QDA“,

– dem Zusatzmodul „Messmittel-TÜV“ (Prüfmittelmanager/PMM), welches direkt in die Prüfplanung zu integrieren war und vorhandenen Altdatenbestand übernehmen sollte, und

– dem Modul „MultiSPC“ für Offline-Messeingabe und Online-Anbindung an Messvorrichtungen.

Die Hardware-Vernetzung konnte innerhalb von drei Wochen und die komplette Installation des Systems innerhalb von drei Monaten abgeschlossen werden. Als besondere Stärke des ddw CAQ-Systems erwies sich sehr schnell die unproblematische und reibungslose Integrationsfähigkeit von QDA in die Umgebung der CAM-Fremddatenbank. Der Endabnahme des CAQ-Systems vorgeschaltet war eine Funktions- und Bedienbarkeits-Prüfung anhand realitätsnaher Testdaten. In besonderem Maße wurde dabei das Kriterium der Bedienbarkeit herangezogen, da es darauf ankam, Mitarbeitern jeden Alters und jeder Vorbildung den Einstieg in den erstmaligen Einsatz eines PCs im Fertigungsumfeld bei Sauer-Danfoss zu erleichtern. Als hilfreiche Maßnahme hat sich dabei die Verwendung der Industrie-PCs mit Touchscreen-Bedienung herausgestellt, da es der menschlichen Eigenschaft entgegenkommt, gerne auf Dinge zu zeigen oder diese zu berühren.

Das CAQ-System von ddw erwies sich in sehr hohem Maße als benutzerfreundlich. Abgesehen von einigen wenigen Anpassungen an der Benutzeroberfläche innerhalb des ersten Betriebsjahres läuft das System seither in unveränderter Form und stabil. Trotz der hohen Benutzerfreundlichkeit wurde zwecks Akzeptanzsteigerung zu Beginn eine Schulung für alle Fertigungsmitarbeiter durchgeführt, da die private PC-Nutzung damals (1995) noch nicht so weit verbreitet war. Für rund 90% aller Fertigungsmitarbeiter reichte bereits ein einmaliger 6-stündiger Schulungsaufwand für den eigenständigen, sicheren Umgang mit dem System am Industrie-PC aus.

Die Erfahrung über die vergangenen fünf Jahre haben jedoch gezeigt, dass die Aneignung der Bedienungsfähigkeit nur ein Aspekt ist. Weit wichtiger ist die Vermittlung eines Denkens in Prozessen und in Kategorien des Qualitätsmanagements. Dabei kommt es vor allem darauf an, den Fertigungsmitarbeitern ein Gefühl zu vermitteln für Fragen wie

– Was soll mit der Software erreicht werden?

– Was ist Statistik und was sagt sie mir?

– Wie kann ich meine eigene Arbeit optimieren?

Dies ist schließlich über eine projektbezogene Schulung gelungen, die Sauer-Danfoss intern unternehmensweit aufgebaut hat und an der jeder beteiligte Mitarbeiter für die Dauer von rund einem Jahr teilnimmt – von der Arbeitsvorbereitung bis zum Maschinenbediener. Mit Hilfe des CAQ-Systems konnten ihnen dabei statistische Kennziffern an die Hand gegeben werden, anhand derer Fertigungsmitarbeiter in der Lage sind, den Umfang jedes Verbesserungspotential selbständig zu erkennen. Und inzwischen besitzen die meisten Mitarbeiter durchgängig ein deutlich ausgeprägtes Verständnis für Ansatzmöglichkeiten zur Optimierung der Prozesse. Auszubildende bei Sauer-Danfoss erhalten übrigens in dieser Hinsicht eine bemerkenswerte Grundlage bereits über den Berufsschulunterricht. Sauer-Danfoss hat mit der für sie zuständigen Berufsschule eine Partnerschaft aufgebaut. Im Rahmen eines Modellversuchs, bei dem diese Neumünsteraner Berufsschule bundesweit federführend ist, wurde schließlich auch ein Qualitätsmanagementsystem auf der Basis der CAQ-Software QDA von ddw eingeführt.

Rückblickend hat sich die Integration der eingesetzten CAQ- und CAM-Systeme in vollem Umfang als erfolgreich herausgestellt. Die Fertigung weiß über die Einsatzmöglichkeiten Bescheid und kann das CAQ-System gezielt zur eigenen Optimierung nutzen. Auch die Arbeitsatmosphäre hat sich gewandelt. Zwischen Montage bis hin zur Fertigung ist mehr Ruhe eingekehrt. Der Effekt: Bei auftretenden Fehlern kann weit gezielter danach gesucht werden. Als Meßlatte für den Nutzenwert des Systems können zwei Kriterien herangezogen werden: einerseits die Anpassung des DPM-Kennwertes (defects per million), andererseits der laufende Personalaufwand für die Pflege des Systems.

Die Zieldefinition der DPM-Werte im Rahmen des kontinuierlichen Verbesserungsprozesses bewegt sich heute auf einem Werteniveau, das rund ein Fünftel des ursprünglichen Wertes entspricht (250 bzw. 60 DPM gegenüber 1500 bzw. 240 DPM). Im engeren Bereich einzelner Produktionsinseln wird sogar ein Wert pro Prozess als realistisch angesehen, der nur noch knapp 6% des Ausgangswertes entspricht (3,4 gegenüber 60 DPM).

Der Personalaufwand für die Betreuung des CAQ-Systems von ddw erstaunt gleichermaßen. Lediglich ein einziger IT-Mitarbeiter, verantwortlich für Schulung, Handling und laufende Anpassung reichte aus, um das System vom Projektbeginn bis heute intern zu betreuen. Zusätzliche Anpassungen oder eine Überarbeitung seitens des CAQ-Lieferanten waren trotz stetig wachsenden Fertigungsaufkommens innerhalb der letzten fünf Jahre ebenfalls nicht erforderlich. Zurückzuführen ist dies auf die Einführungsbegleitung durch den Lieferanten ddw, der ein entsprechendes Dienstleistungsmodul zwecks Verkürzung der Anlaufphase anbietet. Dabei stehen Mitarbeiter des Lieferanten aus den Bereichen Entwicklung, Hotline oder Projektierung im vereinbarten Zeitraum während des Produktivstartphase der kompletten Fertigung physisch vor Ort zur Verfügung – selbst im Mehrschichtbetrieb. Damit wird eine kurzfristige und effektive Lösung gewährleistet bei Bedienungsproblemen, technischen Fragen oder bei der Inbetriebnahme von Messmitteln und anderen externen Geräten. Das Bedienpersonal kann auf diese Weise zügig weiterarbeiten und gewinnt schneller Vertrauen in das neue System.

Angesichts dieser positiven Erfahrungen mit dem ddw-CAQ-System in der Fertigung wurde damit begonnen, die gewonnenen Erfahrungen schrittweise von der Sauer-Danfoss-Zentrale in Neumünster an weitere Standorte zu übertragen. Darüber hinaus stellt die Konstruktion und Entwicklung ein weiteres dankbares Einsatzgebiet für das ddw CAQ-System dar. Für die Vorausplanung wird FMEA (Failure Methode and Effect Analysis) sehr intensiv genutzt. Voraussetzung dafür ist die Existenz vieler Erfahrungsdaten, die dort einfliessen müssen, sowie der Einsatz einer offenen, unternehmensweiten Datenbank. Für die Entwicklung neuer Projekte sollten daher nicht nur Konstruktionsdaten an die Entwicklung zurückfliessen, sondern ebenfalls relevante harte QS-Daten, die das CAQ-System ohnehin liefert (cpk-Werte, Statistiken etc.). Weiterhin ist daran gedacht, Auftragsdaten aus PPS-Systemen zu übernehmen sowie QS-Daten standordübergreifend auszutauschen. Schließlich sollte ebenfalls im Montagebereich schrittweise das CAQ-System eingeführt werden. Alle Möglichkeiten hierzu bietet das neueste Update des ddw CAQ-Systems „QDA 8.0“. Standardmäßig gehört jetzt unter anderem die SQL-fähige ORACLE-Datenbank dazu. Damit wird sowohl die Verknüpfung zu übergeordneten PPS-Systemen wie auch der Einsatz der Leitstandsoftware „QDA Tagesreport“ in Produktionsinseln und in der Montage möglich. Darüber hinaus besitzt QDA 8.0 eine große Anzahl neuer Funktionen, die die globale Integration von Fertigung, Konstruktion und Entwicklung sowie Montage insgesamt erleichtern und den kontinuierlichen Verbesserungsprozess bei Sauer-Danfoss zusätzlich unterstützen kann. Besonders erwähnenswert ist in diesem Zusammenhang die neueste Entwicklung von „WEB-QDA“, die mit Hilfe der n-tier Technologie eine 100%ige Verfügbarkeit von WEB-Servern für den Zugang über Internet oder Intranet gewährleistet. Für die Weiterentwicklung des CAQ-Einsatzes bei Sauer-Danfoss wird jedoch nachwievor die eine Leitfrage im Vordergrund stehen: „Was braucht der Mann an der Maschine, um seine Fertigung optimal betreiben zu können?“ Nach den bisherigen Erfahrungen von mehr als fünf Jahren läßt sich für deren Beantwortung zumindest ein Erfolgskonzept sehr eindeutig definieren: Die Einführung eines CAM-Systems muß durch die gleichzeitige Anbindung eines leicht bedienbaren und integrierbaren PC-basierten CAQ-Systems ergänzt werden. Bei Sauer-Danfoss hat sich schließlich die Existenz eines detaillierten Geschäftsprozessmodells als besonders segensreich erwiesen. Ohne diese Vorgabe und ohne einen klar definierten Qualitätsmanagementprozess hätte es den erzielten Erfolg nicht geben können.

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