Die richtige Stichprobe: Wareneingangsprüfungen stufenübergreifend optimieren

Einstiegsbeispiel

Von einem Lieferanten werden Spritzgussteile bezogen. Eine Charge (30.000 Stück) wird überprüft. Es werden 60 Kartuschen entnommen und auf bestimmte Maße geprüft. Obwohl die Wareneingangsprüfung keine Abweichungen ergeben hat, gibt es mit einer Charge im Produktionsprozess Schwierigkeiten. Es stellt sich heraus, dass ungefähr, jedes 6. Stück betroffen ist.

Nach Rücksprache mit dem Lieferanten wird klar, dass ein Nest fehlerhaft war. Mit „Nest“ bezeichnet man beim Spritzguss die Aushöhlung in der Form (Werkzeug) in die der Kunststoff eingespritzt wird. Oft werden gleich mehrere Stücke mit einer Form hergestellt, dann spricht man davon dass ein Werkzeug mehrere „Nester“ hat. Das eingesetzte Werkzeug in diesem Beispiel hat 6 Nester. Eins von diesen 6 war fehlerhaft, also ist jedes 6. Stück betroffen. Bei der Verpackung werden die Teile jedoch vermischt bzw. sind nicht mehr zu unterscheiden. Obwohl sich beim Kunden nicht mehr feststellen lässt, von welchem Nest das Teil produziert wurde, ist es falsch in diesem Fall davon auszugehen, dass sich die gelieferten Kartuschen sich nicht weiter in Gruppen unterteilen lassen, die sich unterscheiden. Die Lieferung ist nicht homogen. In der Wahrscheinlichkeitsrechnung, die für die Stichprobenentnahme eine große Rolle spielt, spricht man hier von der „Grundgesamtheit“. Voraussetzung für die Anwendung vieler statistischer Methoden  ist, dass die untersuchte Menge in sich homogen ist.  Die Eigenschaften der einzelnen Teile variieren normalverteilt und sind unabhängig von den Prüfergebnissen der anderen Teile.  Dies ist in diesem Beispiel eben nicht der Fall.  Man hatte bei der Prüfung Pech in dem Sinne, dass man keines von den fehlerhaften Teilen erwischt hat. Aber auch die Wahl einer größeren Stichprobenmenge ist nicht ideal geeignet um das Problem zu lösen, denn die Art der Stichprobenentnahme spielt hier eine große Rolle.

Dieser Artikel geht detailliert auf die Art der Fehler und deren technische Ursachen ein, besonders im Hinblick auf  geeigneten Stichprobenprüfungen. An dieser Stelle wird auch auf die unternehmensübergreifende Nutzung der Instrumente FMEA und Prüfplan eingegangen. Aus der unternehmensübergreifenden Perspektive ist besonders die Anpassung (der eigenen Prüfungen) an die Fehlersituation beim Lieferanten interessant.

Diese Verfahren gehen in der Regel davon aus, dass die zu prüfenden Teile einer Grundgesamtheit mit normal-verteilten Merkmalsausprägungen (Normalverteilung  nach Gauß) angehören. Dies ist jedoch nicht immer der Fall, wie das Beispiel oben gezeigt hat. Damit sind wir schon bei dem Kern der Herausforderung: Was versteht man unter Grundgesamtheit und was bedeutet das für die Stichprobenentnahme?

Zurück zum obigen Beispiel

Am besten wäre es Strukturen aufzubauen, die eine Unterscheidung der Grundgesamtheiten (im obigen Fall die Nester) erlauben würde. Dann könnte man gezielt z. B. ein Teil aus jedem Nest überprüfen. Hinzu kommt dabei oft, dass eine Kennzeichnung und Unterscheidung der einzelnen Teile beim Kunden nicht durchgeführt wird, obwohl diese geordnet sind . Dadurch kann es sein, dass obwohl man statisch auf jeden Fall eines der defekten Teile bei der Probenentnahme erwischen müsste, dies nicht der Fall ist, weil die Art der Probenentnahme und die Herstellungs-/Verpackungsprozesse ungünstig zusammen kommen. Im obigen Beispiele werden die Teile aus Nest 1, 3 und 5 immer unten in die Box gelegt, die Teile aus Nest 2 ,4 und 6 kommen immer in die zweite Lage oben in die Box. Bei der Probenentnahme werden immer 3 Stück oben aus jeder Box entnommen. Da das Nest Nummer 3 defekt war, konnte der Fehler also durch diese Prüfung gar nicht entdeckt werden.

Merkmale

Welche Merkmale  geeignet sind um die produzierten Stücke weiter in sinnvolle Gruppen (Grundgesamtheiten) zu unterteilen, muss für jedes Produkt festgelegt werden. Dabei spielen die Einflussfaktoren bei der Produktion der Teile die entscheidende Rolle:
  • Werkzeug ist weiter unterteilt (z. B. Nester)
  • Werkzeugwechsel
  • Chargenwechsel bei Zulieferteil oder Betriebsmittel
  • Anfahren nach Bandstillstand
  • Schichtwechsel
  • Wechsel des Bedieners/Bediener ist zeitweise abgelenkt/überfordert/abwesend etc.
  • Änderung der Maschineneinstellungen/Prozessparameter/Umgebungsbedingungen

Vorgehen

Natürlich ist es nicht erforderlich blind ein Kennzeichnungs- und Prüfsystem für sämtliche denkbare Einflussfaktoren aufzubauen und so die Grundgesamtheit auf wenige Stück zu verkleinern, so dass der Prüfaufwand stark ansteigen würde. Das Kennzeichnungs- und Prüfsystem ist gezielt so aufzubauen, dass die wichtigen, kritischen Fehlermöglichkeiten abgedeckt sind. Dies wird durch die Prüfplanung auf der Grundlage einer FMEA erreicht. Aus der FMEA sollte hervorgehen, welche Ursachen zu dem Fehler führen können, für die Entdeckungsmaßnahmen (Prüfung) vorgesehen sind. Aus den Ursachen der Fehlermöglichkeit lässt sich in der Regel gut auf die zu betrachtende Grundgesamtheit schließen. Bei dem obigen Beispiel, bei dem die Ursache in einem Werkzeugfehler beim Spritzguss liegt, ist eine passende Grundgesamheit das Nest. Dafür ist es jedoch oft notwendig auch die Informationen über die Produktionsprozesse der Zulieferer (etwas deren Prozess-FMEA) einzubeziehen. Denn typischerweise lautet eine Ursache in der eigenen FMEA „Zulieferteil XY defekt, Spezifikation Z nicht erfüllt“. Diese Information alleine reicht nicht aus, um die technische Ursache und damit passende Grundgesamtheit zu identifizieren.

Außerdem kann man aufgrund der Bewertungen der FMEA eine Abschätzung vornehmen, ob sich der zusätzliche Aufwand durch zusätzliche / Grundgesamtheits-spezifischere Prüfungen lohnt. Oft lässt sich der Prüfaufwand durch gezieltere Prüfungen bei einer erhöhten Sicherheit auch reduzieren. Für gezieltere Prüfungen ist es oft notwendig eine passende Kennzeichnung aufzubauen.

Durch eine unternehmensübergreifende Analyse der FMEAn und Prüfungen ist es auch möglich bestehende Lücken im Prüfsystem (Welche Grundgesamtheiten werden bisher nicht betrachtet?) zu identifizieren.

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Unternehmensübergreifende Optimierung von Prüfungen

Jedes produzierende Unternehmen führt bestimmte Prüfungen durch. Unterscheiden kann man dabei prinzipiell zwischen Wareneingangsprüfungen, Inprozesskontrollen und Warenausgangsprüfungen. Eine schematische Darstellung der unternehmensübergreifenden Situation aus Sicht des Tier 2 (Zulieferer des Zulieferers) ist  in der folgenden Abbildung dargestellt:

Dabei sind die Prüfungen einerseits sehr wichtig für die Qualitätssicherung. Andererseits können sie einen signifikanten Anteil an den Produktionskosten ausmachen. Daher lohnt es sich, diesen Bereich einmal genauer unter die Lupe zu nehmen. Besonders interessant an den Prüfungen ist, dass man die selbe Produkteigenschaft in ganz unterschiedlichen Stadien im Produktionsprozess oder unternehmensübergreifend in der Wertschöpfungskette prüfen kann. Aus Sicht des Qualitätsmanagements ist es natürlich geschickt, so schnell wie möglich zu prüfen. Vorgeschrieben ist dies jedoch nicht. Lässt sich also eine Prüfung in einem späteren Prozessschritt (ggf. auch beim Kunden) wesentlich einfacher durchführen, so spricht prinzipiell nichts gegen die Verlagerung der Prüfung. Natürlich sollte man analysieren, welche Risiken man dadurch eingeht, dass der Fehler nun eventuell erst später entdeckt wird. Eventuell könnten im Falle eines Fehlers größere Mengen/Stückzahlen betroffen sein. Auch die Kosten für die weiterarbeitenden Prozessschritte erhöhen das Ausmaß eines potenziellen Schadens.

Bei der unternehmensübergreifenden Betrachtung stößt man auf folgende typische Situationen:

  • Doppelte Prüfungen
  • Fehlende Prüfungen
  • Falsche Stichprobenentnahme

die hier detaillierter beschrieben werden sollen:

Doppelte Prüfungen

Offensichtlich ist, dass doppelte Prüfungen Rationalisierungspotenziale bieten. Dies betrifft besonders den Fall, bei dem 2 Unternehmen 100% Prüfungen durchführen, die dieselben Merkmale mit signifikantem Aufwand prüfen. Trotzdem können auch diese doppelten 100% Kontrollen sinnvoll sein. Ist für den Prozess eine schnelle Rückkopplung erforderlich (z. B. zur Regelung der Maschineneinstellungen) kann auf eine entsprechende Prüfung natürlich nicht verzichtet werden.

Ein typisches Beispiel, bei den man auf eine Prüfung verzichten könnte wird im Folgenden kurz ausgeführt: Der Lieferant führt eine 100% Prüfung durch. Für die Be- und Entladung der Prüfmaschine ist ein Maschinenbediener erforderlich, der Prüfprozess selbst ist automatisiert. Der Kunde führt eine ganz ähnliche Prüfung in Form einer 100% Kontrolle am Anfang seines Produktionsprozesses durch. Hier kann man zwei Fälle unterscheiden:

  • Einige Ursachen, die zu Fehlern in dem Produkt führen können, liegen im Transport vom Lieferanten zum Kunden. Solange diese Ursachen (z. B. durch eine andere Verpackung) nicht ausgeschlossen werden können, ist die Prüfung beim Kunden am Anfang des Produktionsprozesses erforderlich. Auf die Warenausgangsprüfung beim Lieferanten könnte man jedoch verzichten. Dabei muss man natürlich beachten, dass nun die Reaktionszeit auf Fehler größer wird und man durch geeignete Maßnahmen (z. B. Lagerhaltung) sicherstellen muss, dass eine fehlerhafte Charge nicht zu einem Produktionsausfall beim Kunden führt. Wird der Lieferant vom Kunden auch aufgrund von ppm-Fehlerraten bewertet (Lieferantenbewertung), wäre hier auch eine Regelung zu finden, dass die entsprechenden Fehler nicht in die ppm-Statistik einfließen, wenn man sich gemeinsam darauf verständig hat, die Prüfung nur beim Kunden durchzuführen. Ansonsten würde der Lieferant hier benachteiligt bzw. es besteht die Gefahr das zusätzliche Prüfungen nur der Statistik zuliebe durchgeführt werden.
  • Der Transport spielt als Fehlerquelle (für die Merkmale die durch die Prüfung überprüft werden) keine Rolle. In diesem Fall kann der Kunde auf die Prüfung verzichten, solange sich der Lieferant verpflichtet, die Prüfungen durchzuführen. Die Prüfung sollte dabei als integraler Leistungsbestandteil definiert werden. 100%-Kontrollen sollten ja generell wie Produktionsprozesse behandelt werden und die entsprechenden Nachweise für die Prozessfähigkeit (cpk) erbracht werden. Haben die Prüfprozesse des Lieferanten in der Vergangenheit schon zuverlässig funktioniert, dann sollte die Prüfergebnisse beim Kunden immer unauffällig gewesen sein.

Durch eingesparte Prüfungen erreichte Kostenreduktion sollte generell möglichst fair zwischen den Vertragsparteien verteilt werden, damit beide Seiten auch weiterhin ein Interesse an einer offenen Zusammenarbeit in diesem sehr sensiblen Bereich haben.

Fehlende Prüfungen

Das andere Extrem zu doppelten Prüfungen sind fehlende Prüfungen. Erst wenn Informationen über alle Prüfungen in der Supply-Chain vorliegen, lässt sich klären, welche Merkmale insgesamt abgeprüft werden. Dabei ist es auch gut möglich, dass man Merkmale identifiziert, die noch nicht ausreichend geprüft werden. An dieser Stelle empfiehlt sich die Nutzung eines Prüfplans (Controlplan) auf unternehmensübergreifender Ebene, der auf Basis der entsprechenden FMEAn erstellt wird.

Falsche Stichprobenentnahme

Dieser Punkt wird in einem gesonderten Artikel beschrieben. An dieser Stelle wird auch näher auf den Zusammenhang von Prüfplan und FMEA eingegangen, der oben nur kurz erwähnt wurde.

Außerdem sind folgende Unterscheidungen hilfreich bei der unternehmensübergreifenden Optimierung der Prüfprozesse:

Kosten der Prüfungen

Bei der Entscheidung, wer von den Partnern in einer Supply-Chain eine Prüfung durchführt, spielen natürlich auch die Kosten für die Prüfung eine wichtige Rolle. Diese können sich bei den Partnern deutlich unterscheiden. Typische Einflussfaktoren auf die Prüfkosten sind:

  • Manuelle/automatisierte Prüfung (Personalkosten)
  • In-Prozesskontrollen möglich?
  • Verwendete Prüfeinrichtungen und Verfahren

Funktionsüberprüfung/Merkmalsprüfung

Ein Bauteil ist so konstruiert worden, dass es bestimmte Funktionen erfüllen kann. In vielen Fällen lässt sich die Funktion allerdings nicht direkt, sondern lediglich indirekt über bestimmte Merkmale und Spezifikationen prüfen, die sorgfältig festgelegt werden müssen.

Man kann bei der Überprüfung eines Merkmals von einer Verifizierung sprechen, bei der Prüfung der Funktion von einer Validierung. Eine Funktionsüberprüfung umfasst/entspricht in der Regel einer Überprüfung mehrerer Merkmale bzw. der Kombination mehrerer Merkmale. Über eine Funktionsprüfung werden die Merkmale sozusagen indirekt überprüft. Da bei einer Funktions-Prüfung gleich mehrere Merkmale parallel überprüft werden, sind die entsprechenden Prüfungen oft kosteneffizienter als die Überprüfung der einzelnen Merkmale. Bei einem Spritzgussteil kann man beispielsweise entweder alle Maße einzeln messen oder direkt überprüfen, ob sich das Teil verbauen lässt, beispielsweise ob es in eine Aufnahme passt und eine Dichtung abschließt. Natürlich besteht hier das Risiko, dass ein Fehler bei dieser Prüfung nicht auffällt und die Auswirkungen zu einem späteren Zeitpunkt zum Tragen kommen, wenn eine andere Anforderungssituation für das Bauteil besteht. Generell bietet die Funktionsüberprüfung jedoch eine größere Sicherheit, sofern man wirklich alle Anforderungssituationen mit den Prüfungen erfasst. Bei der Überprüfung einzelner Merkmale, geht man von der (möglicherweise fehlerhaften) Annahme aus, dass die einzelnen Spezifikationen korrekt bei der Produktentwicklung aus den Anforderungen abgeleitet wurden. Oft wird im Zuge der Produktentwicklung  eine intensive Funktionsüberprüfungen der Bauteile vorgenommen, z.  B. in dem man diese extremen Anforderungssituationen aussetzt. Dadurch wird die Eignung der gewählten Spezifikationen überprüft und validiert. Anschließend wird der Produktionsprozess im Zuge der Prozessentwicklung darauf hin überprüft, ob er in der Lage ist, die Produkte entsprechend dieser Spezifikationen herzustellen. Hier spricht man oft von einer Validierung der Produktionsprozesse (z. B. Fähigkeit des Prozesses, cpk). Die Spezifikationen der Produkte werden dann oft  „nur“ stichprobenartig überprüft. Eine generelle  Empfehlung für die eine oder andere Art der Prüfung ist natürlich nicht möglich.

Löcher rausschneiden- Bewertungskriterien bei einer FMEA

Die FMEA hat sich als Risikomanagementmethode für den Bereich Produktentwicklung in vielen Branchen als Standard durchgesetzt. Auch von Zulieferern, die nicht diesen Branchen entstammen, wird immer öfter die Durchführung einer FMEA verlangt.

Einige Besonderheiten bei der Durchführung der FMEA in nicht herkömmlichen Einsatzbereichen werden hier beschrieben:

Entdeckbarkeit – Entdeckungswahrscheinlichkeit:

Die FMEA kommt aus dem Bereich der Stückgüterindustrie. Die Produkte werden in der Regel in Form einer Serienfertigung hergestellt. Man kann die Stücke einzeln prüfen (Inprozesskontrollen, Warenausgangsprüfungen etc.) und fehlerhafte Stücke können einfach aussortiert werden. Die Fehlerraten bewegen sich dabei oft im Größenbereich von einigen ppm (parts per million), so dass die Kosten für die fehlerhaften Teile auch nicht unbedingt entscheidend sind. Die Entdeckbarkeit wird in der FMEA daher gesondert bewertet (Entdeckungsmaßnahmen, Bewertung der Entdeckbarkeit).

Dieses Vorgehen passt für einige Bereiche der Nicht-Stückgüter Industrie nur bedingt. Dazu ein Beispiel:

Löcher rausschneiden:

Fehler können nur bei Stückgütern aussortiert werden. In der Textilindustrie bei der Herstellung von Garn oder textilen Flächen können Fehler nicht aussortiert werden. Gewebe beispielsweise wird in Bahnen gefertigt (Breite z. B. 2,5 Meter, Länge 500 Meter). Bei dem hochkomplexen Webprozess (z. B. 16.500 Schussfäden pro Laufmeter, kommt es immer wieder zu Fehlern. Entscheidend ist, dass die Anzahl der Fehler pro laufendem Meter nicht zu hoch wird. Würde eine ganze Geweberolle wegen eines einzigen Fehlers aussortiert, dann verließ gar keine Ware mehr die Weberei. In der Regel können Fehler auch nicht mehr behoben werden. Gerissene Fäden bleiben gerissen, Löcher kann man nicht rausschneiden. Ähnliches gilt auch für die Herstellung von Garn. Einen Fehler in einem Faden (Dicke, Oberfläche) lässt sich auch nicht rausschneiden, da für die weiterverarbeitende Prozesse in der Regel durchgehende Fäden benötigt werden. Fehler lassen sich hier oft relativ einfach entdecken, aber Maßnahmen um die Folgen des Fehlers zu verhindern (schlechtere Qualität, Kundenunzufriedenheit) existieren nicht. Die Maßnahmen beschränken sich oft auf  das Markieren der Fehler in der Rohwarenschau, so dass verhindert werden kann, dass die fehlerhaften Stellen beim Zuschneiden in der Konfektion verwendet werden.  Das Konzept der Entdeckbarkeit passt an dieser Stelle deswegen nur bedingt. Oft ist es hier einfacher auf eine gesonderte Betrachtung der Entdeckbarkeit zu verzichten, oder die Entdeckbarkeit nur auf die Ursache zu beziehen, um den Fehler zu beheben (da die Folge in der Regel nicht verhindert werden kann).

Auftreten – Auftretenswahrscheinlichkeit:

In der Regel werden die Kategorien zur Bewertungen der Auftretenswahrscheinlichkeit quantitativ definiert (z. B. jedes 100.000 Stück, 10 ppm): Hier finden sie eine gute Übersicht zu möglichen Bewertungskategorien. Definitionen, die sich auf Stücke beziehen, passen natürlich nur für Stückgüter. Ich möchte wieder das Beispiel der textilen Flächen heranziehen, um diese Herausforderung zu verdeutlichen:

Fehler in einem Gewebe haben ein unterschiedliches Ausmaß bzw. unterschiedliche Bezugsgrößen:

Fehlerarten bei Rollenware, Gewebe

  • Schussfehler: Schussfäden sind die Fäden, die senkrecht zu den Kettfäden in die Kette geschossen werden. Bei einer Bahn von 2,5 Meter mal 500 Meter ist ein „Schuss“ dann 2,5 Meter lang. Schussfäden können reißen, oder in einem falschen Muster eingeschossen werden. Diesen Fehler nennt man Schussfehler. Ein Schussfehler kann einen Querstreifen in Gewebe verursachen.
  • Kettfehler: Ein Kettfehler betrifft die Kette. Ist die Kette fehlerhaft kann es zu einem Kettfehler kommen, der sich beim oben genannten Beispiel die ganzen 500 Meter entlang ziehen kann.
  • Punktfehler: Ein Loch, ein Ölfleck, oder eine Schlaufe betreffen nur einen Punkt, keinen ganzen Streifen wie bei einem Schuss- oder Kettfehler.
  • Bahnfehler: Fehler, die die ganze Bahn betreffen, bzw. größere Bereiche: Beispiele sind fehlerhafte Maschineneinstellungen (z. B. Bindung, Schussdichte) oder die Verwendung des falschen Garns. Gerade am Anfang eines neuen Stückes werden Bahn- und Kettfehler oft durch den Maschinenbediener erkannt und behoben, so dass durch solche Fehler oft nur ein Anfangsbereich betroffen ist.

Für die Nicht-Stückgüter-Industrie ist es typisch, dass man für verschiedene Bezugsgrößen Auftretenswahrscheinlichkeit-Kategorien für eine FMEA definieren muss. Neben Mengeneinheiten kann man sich dabei auch auf Zeitgrößen (z. B. Schicht, Stunde, Jahr) beziehen. In manchen Fällen kann es auch ausreichen, lediglich eine sehr einfache, nicht-quantitative Definition (z. B. „sehr häufig“) zu wählen. Zu beachten sind dabei die Abgrenzung bzw. die Abhängigkeiten zur Bewertung der Bedeutung.

Bedeutung der Fehlerfolge:

Die größte Schwierigkeit bei der Bedeutung bei Nicht-Stückgütern ist die Abgrenzung zu der Bewertung der Auftretenswahrscheinlichkeit. Zur Erläuterung werde ich wieder das Beispiel der Gewebebahn heranziehen:

Ein Kettfehler muss bewertet werden. Durch den Fehler (Kettfadenbruch, ein Kettfaden ist gerissen und wird nicht entdeckt) entsteht ein Längsstreifen in einer Gewebebahn. Der Streifen liegt ziemlich in der Mitte der Bahn und deswegen werden viele der daraus geschnittenen Stoffstücke betroffen sein. Das Herausschneiden ist Teil der Konfektion und findet in der Regel in einem anderen Unternehmen statt.

Gewählte Definition der Auftretenswahrscheinlichkeit:

Variante A1:  Die Auftretenswahrscheinlichkeit wird pro Stoffbahn definiert. Die Wahrscheinlichkeit eines Kettfehlers pro Stoffbahn ist sehr gering (1:5000). Andere Fehler (z.B. Schussfehler) treten pro Stoffbahn oft mehrfach auf (z.  B. bei durchschnittlich 5 mal  5:1) . Die Auftretenswahrscheinlichkeit für den Kettfehler ist damit vergleichsweise sehr gering und würde mit 1  bewertet werden.

Variante A2: Die Auftretenswahrscheinlichkeit wir pro betroffenem laufendem Meter definiert. Da von einem Kettfehler die ganze Stoffbahn betroffen ist, ist die Bewertung hier deutlich höher als bei einem Punktfehler, von dem nur ein kurzer Abschnitt betroffen wäre. Zwar ist auch hier nur jeder 5000. laufende Meter betroffen (1:5000). Die ist im Vergleich zu anderen Fehlern jedoch relativ hoch. Der Schussfehler beispielsweise, der pro (500 Meter) Bahn mehrfach (z. B. 5 mal) auftritt, liegt mit einer Bewertung von 5:500, bzw. 1:100 deutlich näher als bei Variante A1. Die Auftretenswahrscheinlichkeit wird deswegen mit einem mittleren Wert bewertet (z. B. mit 6)

Gewählte Definitionen der Bedeutung:

Variante B1: Da die ganz Bahn von dem Fehler betroffen ist, wird die Bedeutung ein hoher Wert zugewiesen (z. B. 9).

Variante B2: Die Bedeutung wird unabhängig von der durch einen Fehler betroffenen Menge gesehen. Da der entsprechende Fehler  bei der betrachteten Produktgruppe kaum zu erkennen ist (In dem gewebten Muster fällt ein Streifen nicht weiter auf) wird die Bedeutung des Fehlers eher gering eingeschätzt (z. B. 3).

Die folgende Tabelle zeigt, wie die oben dargestellten Bewertungen kombiniert werden können und wie diese Ergebnisse zu interpretieren sind:

Die Entdeckbarkeit wurde in diesem Beispiel jetzt nicht berücksichtigt, was nicht bedeutet, dass die Definition der Bewertungskriterien für die Entdeckbarkeit unabhängig von den anderen Bewertungskriterien zu sehen ist. Insgesamt müssen bei der Definition der Bewertungskriterien für alle 3 Bewertungen die Abhängigkeiten berücksichtigt werden.

Konsequenzen:

Für Produkt- bzw. Prozessgruppen sollten spezifische, passende Bewertungsdefinitionen erstellt werden. Besonders für Nicht-Stückgüter ist es sehr wichtig, entsprechend angepasst Bewertungskriterien zu finden. Eine FMEA-Sitzung mit offensichtlich unpassenden Kriterien scheitert in der Regel bzw. wird zu Recht nicht Ernst genommen werden.

Stufenübergreifende Rückverfolgbarkeit

rückverfolgbarkeit picture copyright by Salim VirjiDer Begriff der Rückverfolgbarkeit beschreibt die vollständige Nachvollziehbarkeit des Produktions- und Handelsweges eines Produktes und seiner Komponenten. Diese Beschreibung impliziert bereits eine stufenübergreifende Behandlung des Themas. Dieser Artikel beschäftigt sich nun mit den Potenzialen und Grenzen stufenübergreifender Nachvollziehbarkeit im industriellen Alltag.

Die konsequenteste Form der Rückverfolgbarkeit wird durch die Kennzeichnung jedes einzelnen Stückes mit einer eineindeutigen Nummer ermöglicht. Diese Nummer wird bei weiteren Montage- und Prozessschritten durchgehend erfasst. So kann die Datenbasis für eine sehr genaue Rückverfolgbarkeit aufgebaut werden. Jedoch ist diese Kennzeichnung (RFID-Chip, Barcode, Nummer) nur bei Stückgütern möglich. Außerdem muss der Aufwand noch in einem angemessenen Verhältnis zum Wert der Ware stehen. Beispielweise liegt der Warenwert bei Tier-3 Produkten in der Automobilindustrie oft nur im Centbereich (kleine Spritzgussteile, Standardeisenwaren).  Hinzu kommt, dass diese Bauteile oft zu klein sind, um sinnvoll gekennzeichnet werden zu können. Es entsteht somit eine natürliche Grenze der Rückverfolgbarkeit auf Basis von Einzelstücken.

Mit der Kennzeichnung der Produktkomponenten ist nur die Hälfte des Problems gelöst. Nun gilt es noch die Einflussfaktoren, welche die Produktqualität beeinflussen, zu identifizieren. Viele dieser Einflussfaktoren wirken sich nicht nur auf ein, sondern gleich auf mehrere Produkte aus.

Wichtige Einflussfaktoren sind zum Beispiel:

  • Werkzeugwechsel
  • Chargenwechsel bei Zulieferteil oder Betriebsmittel
  • Anfahren nach Bandstillstand
  • Schichtwechsel
  • Wechsel des Bedieners/Bediener ist zeitweise abgelenkt/überfordert/abwesend etc.
  • Änderung der Maschineneinstellungen/Prozessparameter/Umgebungsbedingungen

Wird bei der Produktion der Bezug zwischen Einflussfaktoren und Produkten erfasst (z. B. automatische Erfassung der Stücknummer, bei dem ein Werkzeugwechsel stattfindet), können die betroffenen Stücke bei einem Problem leichter identifiziert werden. Umgekehrt lässt sich so die Ursache eines aufgetretenen Fehlers oft deutlich einfacher identifizieren.

Bei einer Kennzeichnung von einzelnen Stücken bietet es sich folglich an, alle anderen Dokumentationen an diesen Stücknummern zu orientieren. So erhält man deutlich präzisere Informationen, als bei einer Dokumentation von Chargenwechseln z. B. auf Basis von Uhrzeiten.

Für die eigene Produktion lassen sich relevante Einflussfaktoren relativ einfach identifizieren und die entsprechenden Strukturen können aufgebaut werden. Schwieriger wird es, wenn Bauteile von Zulieferern verbaut werden, bei denen nicht jedes Stück eineindeutig gekennzeichnet ist. In der Regel hat man hier Informationen über das Wareneingangsdatum, eventuell noch eine Chargennummer und bestimmte Verpackungseinheiten (Paletten, Boxen, Säcke, Bigpacks etc.).

Ohne genauere Kenntnisse der Produktions-, Kennzeichnungs- und Verpackungsprozesse des Lieferanten kann man keine generelle Empfehlung abgeben, welche dieser Informationen zu erfassen sind. Auch das Abspeichern aller verfügbaren Informationen ist nicht hilfreich, wenn der Kontext dieser Informationen unbekannt ist. Zusätzliche Informationen wiederum können nur manuell oder mit hohem technischen Aufwand erfasst werden: Beispielsweise kann auch die Position eines Stückes in der Verpackungsbox für den Zulieferer eine eindeutige Bedeutung haben.

Ist eine genauere Rückverfolgbarkeit erforderlich, ist die Integration/Abstimmung der Dokumentation von Lieferanten und Unternehmen notwendig. Erst durch die unternehmensübergreifende Betrachtung ist es möglich systematisch zu Lösungen zu kommen, die bei minimalen Herstellungskosten die größte (bzw. angestrebte) Rückverfolgbarkeit gewährleisten. Unter Umständen erfordert dieses Vorgehen allerdings eine Umstellung der Prozesse beim Lieferanten oder im Unternehmen selbst.

In den zwei folgenden Beispielen wurde die Rückverfolgbarkeit durch die Reorganisation der Prozesse aus einer unternehmensübergreifenden Perspektive signifikant verbessert:

1. Bei der Produktion eines kleinen Spritzgussteiles wird mit einem Werkzeug und mehreren Nestern gearbeitet. Bei der Produktentwicklung hat sich gezeigt, dass einer der höchstbewerteten Fehler-Ursachen (z. B. Risikoprioritätszahl einer Prozess-FMEA) die Nester betrifft.  Der Fehler  befindet sich insgesamt in einem akzeptablen Bereich, trotzdem sollten die Rückverfolgbarkeitsprozesse natürlich besonders bereits identifizierte Fehlerursachen berücksichtigen. Die Spritzgussteile sind sehr klein und eine Kennzeichnung auf Stückebene ist deshalb nicht möglich bzw. sinnvoll. Durch relativ einfache Maßnahmen an der Spritzgussmaschine konnte erreicht werden, dass die Spritzgussteile beim Auswerfen so getrennt bzw. sortiert werden, dass alle Teile, die mit einem Nest gefertigt wurden, einer Verpackungseinheit zugeordnet werden. Diese einfache Umgestaltung ermöglicht nun ein wesentlich effizienteres Prüfen der Spritzgussteile. Während zuvor eine Stichprobenprüfung von den Nestern ausgelöste Fehler nur zufällig finden konnte, prüft man nun durch Test eines einzelnen Teils genau ein Nest. Die Testergebnisse gelten dann typischerweise für die gesamte Verpackungseinheit.

2. Das Konzept der Rückverfolgbarkeit ist von Haus her auf Stückgüter ausgerichtet. Bei der Rückverfolgbarkeit von Nicht-Stückgütern, lassen sich einige Methoden aus dem Bereich Rückverfolgbarkeit nur bedingt anwenden, wie dieses Beispiel zeigt: Bei der Herstellung von textilien Flächen, genauer gesagt einem Filz (Rollenware), wird der Prozess genau überwacht. Die Dicke und das Flächengewicht des Filzes werden kontinuierlich gemessen und für die Regelung des Produktionsprozesses genutzt. Der Kunde wird aus dieser Rolle nun viele kleine Stücke zum Einbau als Filtermedien in Filterkartuschen herausschneiden (pro Rolle 100.000 Stück). Der Kunde führt eine Wareneingangsprüfung durch, bei der einige anwendungsspezifische Parameter getestet werden (Druckabfall bei der Filtration von einem bestimmten Medium etc.). Aufgrund des fehlenden Hintergrundwissens können diese Prüfungen nicht schon beim Zulieferer erfolgen. Auch eine Prüfung der einzelnen ausgeschnittenen Stücke wäre aufgrund der hohen Stückzahl nicht praktikabel. Mit Hilfe der während der Produktion vom Zulieferer aufgezeichneten Daten können die Proben aber nun gezielt an den Stellen (Abschnitte der Rolle, Position in Meter) genommen werden, bei denen die größten Abweichungen vorliegen. Es geht hier praktisch nicht um eine Rückverfolgbarkeit auf „Stücklevel“ sondern um die Rückverfolgbarkeit auf „Meterpositionslevel“.