Qualität in der Montage: Mit der Fehler-Prozess-Matrix zum wirtschaftlichen Null-Fehler-Ziel

Qualität in der Montage: Mit der Fehler-Prozess-Matrix zum wirtschaftlichen Null-Fehler-Ziel

Als Qualitätsmanager müssen Sie wahrscheinlich Ihren Kollegen aus den Fachabteilungen immer wieder deutlich machen, dass QM – Qualitätsmanagement – kein bloßer Kostenfaktor ist, sondern Werte erwirtschaftet. Wertschöpfung ist das erste Ziel eines jeden Unternehmens. QM trägt dazu in vielfältiger Weise bei durch:

* Materialeffizienz
* Energieeffizienz
* Personaleffizienz
* Maschinen-/Anlageneffizienz
* Produktzuverlässigkeit

Wertschöpfung im Qualitätsmanagement lässt sich u. a. durch Prozessoptimierung mit dem Ziel einer „wirtschaftlichen Null-Fehler-Produktion“ erreichen.


Null-Fehler-Ziel zu optimierten Kosten

Sie streben nicht nur ein Null-Fehler-Ziel im QM an, sondern wollen auch die Kosten dafür optimieren. Je schneller der Fehler entdeckt wird, umso weniger kostet die Behebung und Vermeidung in Zukunft. Doch in der Praxis werden die Fehler aus einem Prozessschritt häufig erst viele Prozessschritte später entdeckt. Ziel der Fehler-Prozess-Matrix ist es, diese Entdeckungsdistanz zu verringern.


Fehler-Prozess-Matrix: Erfolgsmethode bei BMW und Bosch

Die Fehler-Prozess-Matrix (FPM) ist eine neue Methode zur schnellen Analyse und gesamtwirtschaftlichen Optimierung komplexer Montageprozesse. Sie wurde vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung, IPA, für die BMW AG entwickelt und seitdem in vielen Branchen und Unternehmen eingeführt. Der Vorteil der Matrix besteht auch darin, dass sie grafisch sehr übersichtlich ist und so auf den ersten Blick Entscheidungen erleichtert. Zur einfachen grafischen Darstellung haben einige computergestützte Qualitätssysteme wie „CAQ=QSYS“ das Instrument in ihre Software integriert. Als bislang einziges Softwareunternehmen hat die IBS AG das FPM-Konzept in einer Softwarelösung umgesetzt und bietet ein entsprechendes FPM-Modul im Rahmen ihrer Software für das Qualitätsmanagement an.

FPM-Analyse bei der BMW AG

Die Fehler-Prozess-Matrix hat sich in mehreren Projekten bewährt und ist Planungsstandard für zukünftige Motorenprojekte. Ergebnisse:

* Reduktion der prognostizierten Gewährleistungskosten um ca. 75 %
* Reduktion der prognostizierten Nacharbeitskosten um ca. 40 %
* Reduktion der absoluten prognostizierten Fehler um ca. 65 %
* Einsatz von FPM in der gesamten BMW AG ab 2010


Fehlerbewertung mit FMEA hat in manchen Fällen einen hohen Preis

Klassischerweise werden Fehler über die Risikoprioritätszahl R der Fehler- Einfluss-Analyse (FMEA) bewertet.

R = Auftrittswahrscheinlichkeit A x Bedeutung des Fehlers B x Entdeckungswahrscheinlichkeit E

Diese Methode ist jedoch mit einigem Aufwand verbunden. In Bereichen mit sehr hoher Wertschöpfung wie Forschung und Entwicklung lohnt sich das. In anderen Bereichen wie der Montage hat es jedoch einige unerwünschte Effekte:

* hoher Zeitaufwand,
* die finanziellen Folgen des Fehlergeschehens
werden nicht bewertet,
* orientiert sich vorwiegend an der Vermeidung des Fehlerauftretens beim Endkunden.


Besonderheiten der Fehlererkennung in der Montage

Insbesondere in der Montage ist die Fehler-Prozess-Matrix eine sinnvolle Ergänzung zu FMEA, denn Fehler in Montageprozessen haben andere Merkmale als in anderen Produktionsverfahren:

* Montage erfolgt meist in „einfachen“, voneinander isolierten Prozessschritten,
* die Fehlermöglichkeiten sind häufig Flüchtigkeitsfehler: vergessen, vertauscht etc.

Bei Fehlern in der Montage sind daher folgende Aspekte relevant:

* Wo, welche und wie häufig können Fehler auftreten?
* Wo, wann und wie gut wird ein Fehler entdeckt?
* Was kostet das Auftreten eines Fehlers in den nachfolgenden Montageschritten?


Vorteile der Fehler-Prozess- Matrix

FPM wurde entwickelt, um die Schwachstellen der klassischen FMEA auszugleichen. Ziel war vor allem, auch finanzielle Auswirkungen der Fehlerbearbeitung mit aufzunehmen. Insgesamt hat die Methode folgende Vorteile:

* Sie reduzieren die aufgenommenen Informationen,
* Sie fokussieren sich auf Expertenbereiche,
* Sie bewerten die zeitliche Komponente von Fehlern: Aussagen zu Fehlerdurchschlupf über die Zeitspanne zwischen Auftreten und Entdeckung eines Fehlers,
* Sie integrieren die internen und externen Kosteninformationen (Ausschuss-, Nacharbeits- und Gewährleistungskosten).


So erheben Sie die Daten für die Fehler-Bewertungs- Matrix

Sie erhalten die notwendigen Werte für die FPM in Interviews mit den Experten in der Produktion vor Ort
(Vorarbeiter, Meister, Prüftechniker und Planer), die die Montage- und Prüflinie kennen. Mit den folgenden Fragen an die Produktionsbeteiligten gewinnen Sie schnell die notwendigen Informationen:

* Welche Fehler können in Ihrem Montageschritt auftreten?
* Wie häufig können die Fehler in Ihrem Montageschritt auftreten?
* Gibt es eine Absicherung gegen Flüchtigkeitsfehler („Poka-Yoke“)?
* Wer kann die von Ihnen verursachten Fehler entdecken?
* Welche vorangegangenen Fehler können Sie entdecken?
* Wie gut können Sie vorangegangene Fehler entdecken?


So erstellen Sie eine Fehler- Bewertungs-Matrix

Tragen Sie dazu die einzelnen Prozessschritte in die obere Zeile einer Tabelle und die möglichen Fehler in die erste Spalte ein. Geben Sie dann für alle Fehler in den relevanten Prozessschritten einen Wert von 1 bis 10 für die Eintrittswahrscheinlichkeit des Fehlers an. Für die Entdeckungswahrscheinlichkeit ordnen Sie den zeitlichen Begriffen „täglich“, „wöchentlich“ etc. die Werte 1 bis 10 zu (siehe Tabelle) und tragen diese in Grün in die Tabelle ein.

Wenn Sie sich dabei auf das Erfahrungswissen der Werker über einen Zeitraum von einem Jahr stützen, geht die Bewertung recht flott. Wenn Sie diese Fehlerraten aus der Vergangenheit mit den geplanten Stückzahlen verknüpfen, können Sie schon während der Planungsphase eine präzise Abschätzung der zu erwartenden Fehlerzahlen erhalten. Durch die Bewertung der Fehler nach den Fehlerkosten (Nacharbeitsaufwände, Ausschusskosten, Gewährleistungskosten, Prozessstörungen) können Sie die Wirtschaftlichkeit von Änderungen des Prozesses oder zusätzlicher Prüfungen ermitteln. Hier noch einmal eine Zusammenfassung der 5 wichtigsten Schritte:

# Fehlerzuordnung: Ordnen Sie die Fehler einzelnen Prozessen zu. Diese Fehler werden dann analog zur FMEA bewertet. Dazu betrachten Sie sowohl die Wahrscheinlichkeit, mit der der Fehler auftritt, als auch die, mit der er entdeckt wird (siehe Tabelle: Bewertung des Fehlerauftretens).
# Fehlerhäufigkeit: Tragen Sie in die Zeile der einzelnen Fehlermöglichkeiten die geplanten Produktionszahlen der betroffenen Produkte ein.
# Daraus ermitteln Sie die Quote sowohl der entdeckten fehlerhaften als auch der durchschlüpfenden fehlerhaften Einheiten.
# Kosten: Den Fehlern ordnen Sie Kostenaspekte zu. Interne Kosten: Ausschuss und Nacharbeit. Externe Kosten: Gewährleistung und Kulanz.
# Entscheidung: Aus der tabellarischen Übersicht der Fehler und der zugehörigen Kosten können Sie gesamtheitliche Maßnahmen unter Qualitäts-, Kosten- und Produktivitätsaspekten optimieren.

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Das FPM-Tool der IBS AG (www.ibs-ag.de) als Zusatzmodul zu bestehenden FMEA-Modulen bietet Schnittstellen zu benötigten Stammdaten und zum Reklamationsmanagement.
Bewertung des Fehlerauftretens und der Entdeckungswahrscheinlichkeit
Zahlenwert Bewertung des Fehlerauftretens in
Dunkelgrau
Bewertung der Entdeckung in
Hellgrau

1 keine Erinnerung sicher 100,00 %
2 über ein Jahr her sehr hoch 99,50 %
3 einmal / Jahr hoch 99,00 %
4 einmal / halbes Jahr mäßig 97,50 %
5 einmal / Quartal mäßig 95,00 %
6 einmal / Monat mäßig 90,00 %
7 einmal / Woche niedrig 75,00 %
8 einmal / Tag niedrig 50,00 %
9 einmal / Stunde sehr niedrig 25,00 %
10 bei jedem Produkt gar nicht

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