Tools of Quality

Qualitätswerkzeuge / Tools of Quality

Die Qualitätswerkzeuge werden oft als die "Sieben Qualitätswerkzeuge" oder als "Elementare Werkzeuge der Qualitätssicherung" bezeichnet. Sie wurden von dem Japaner Ishikawa zusammengestellt, der auch das Ursache - Wirkungs - Diagramm entwickelte und das auch zu diesen Werkzeugen zählt.
Die Qualitätswerkzeuge dienen um Probleme zu erkennen, zu verstehen und zu lösen. Sie basieren meist auf mathematisch - statistischen Grundlagen.

Die 7 elementaren Qualitätswerkzeuge (BILD 1)

Fehlersammelliste Histogramm (Säulendiagramm) Korrelationsdiagramm (Streudiagramm) Qualitätskarte Paretodiagramm Brainstorming Ursache - Wirkungsdiagramm

Als grundlegende Funkt. der Qualitätswerkzeuge können folgende Pkte. angesehen werden:

Feststellen von Problemen Eingrenzen von Problemgebieten Bewerten von Faktoren, die die Ursache des Problems zu seien scheinen Feststellen, ob die angenommenen Fehlerursachen zutreffen oder nicht Verhindern von Fehlern, die durch Hast, Unachtsamkeit etc. ...entstehen Bestätigen der Wirkung von Verbesserungen Feststellen von Ausreißern

Zur effektiven Anwendung ist eine geplante Vorgehensweise notwendig.

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Fehlersammelliste

Die Fehlersammelliste (Check Sheet) ist eine einfache Methode zur rationellen Erfassung und übersichtlichen Darstellung der Fehlern, nach Art und deren Anzahl. Zur Auswertung gibt es verschiedene Methoden, eine davon ist das Pareto - Diagramm.
Die zu erfassenden Fehler bzw. Fehlerarten sollten vorher überwiegend bekannt sein und in einer Tabelle oder Zählblattt aufgeführt werden, wobei zusätzlich noch eine Zeile für unvorhergesehende Fehler ("Sonstiges") eizufügen ist ⇒ Erfassung neuer Fehler

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Mit diesem Bsp. erfolgt eine Datensammlung, dabei sind einige wichtige Punkte zu beachten:

Exakte Formulierung von Fragen Sammlung der tatsächlich benötigten Daten Einrichtung umfassender Datensammlungspunkte an Stellen, wo der Arbeitsablauf möglichst wenig beeinträchtigt wird Unvoreingenommene Erhebung mit leichtem Zugang zu den benötigten Fakten Verständnis für das Erhebungspersonal und seine Situation Unkomplizierte Erhebungsunterlagen Gebrauchsanweisungen für die Erhebungsformulare Überprüfung der Erhebungsformulare und der Gebrauchsanweisung vor dem Einsatz Schulung des Erhebungspersonals unter Hinweis auf vollständiges Datenmaterial Überwachung des Datensammelprozesses und Bewertung der Ergebnisse

Histogramm / Säulendiagramm

Es dient dazu, die Häufigkeitsverteilung klassierter Daten graphisch darzustellen.
Es gilt das Prinzip der Flächentreue und die Annahme der Gleichverteilung innerhalb der Klassen.

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FORMEL

Bei der Darstellung der Klassenhäufigkeit h_j aus dem Stichprobenumfang n im Histogramm werden die Empfehlungen aus DIN 55 302 berücksichtigt, die 10 Klassen bei n=100, 13 Klassen bein n=1000 und 16 Klassen bei n=10.000 vorschlägt.
Die Anzahl der Klassen k sollten mindestens 5, höchstens 25 betragen. Die Klassenbreite b_j ergibt sich aus der Differenz des größten und des kleinsten Zahlenwertes, geteilt durch die Anzahl der Klassen k, wobei dieses Ergebnis aber nur als Anhaltswert dient. Es sind stets glatte Klasseneinteilungen anzustreben, leere Klassen sind zu vermeiden. Die Höhe der Rechtecke l_j über den Klassen j ergibt sich aus der Klassenhäufigkeit h_j, geteilt durch die Klassenbreite b_j.

Korrelationsdiagramm / Streudiagramm

Das Korrelationsdiagramm ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen 2 veränderlichen Faktoren. Es wird auch in der Statistik benutzt, um Intensität und Richtung eines linearen Zusammenhanges zwischen 2 zufallsfehlerbehafteten Variablen darzustellen. Kausale Zusammenhänge können nicht abgeleitet werden ⇒ Vorsicht vor Fehlerinterpretation.
Zur Erstellung eines Korrelationsdiagrammes ist eine Reihe von Merkmalspaaren notwendig, zwischen denen eine Beziehung in Form von einseitigen, oder wechselseitigen Abhängigkeiten vermutet wird.
Bei der Korrelationsrechnung sind beide Merkmale gleichberechtigt, sie wird auch als INTERDEPENDENCE - ANALYSE bezeichnet.

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Qualitätsregelkarte

Die Qualitätsregelkarte (Control Chart) stellt allgemein eine Methode zwischen Ãœberwachung von Fertigungsprozessen auf statischer Basis dar. Es werden Daten aus Stichproben in ein Formblatt eingetragen (≈ Stichprobenprüfung). Bei den Daten handelt es sich um Meßwerte oder daraus errechnete Kennzahlen, die mit einem eingezeichneten Mittelwert, sowie Warn, - Eingriffs, und Toleranzgrenze zu untersuchen sind und zur Zwischensteuerung des betrachteten Prozesses dienen.
Der Mittelwert wird aus langfristigen Beobachtungen ermittelt.
Ãœblicherweise werden die Warngrenzen (
2σ) als Grenzen des 95% Zufallsstreubereichs und die Eingriffsgrenzen (
3σ) als Grenzen des 99% Zufallsstreubereichs festgelegt ⇒ mit 99% Wahrscheinlichkeit liegt der Stichprobenwert innerhalb dieses Zufallsstreubereiches.
Liegen die Eintragungen außerhalb einer Warngrenze, so ist der Prozeß mit erhöhter Aufmerksamkeit zu beobachten.
Ein sofortiges Eingreifen ist hingegen erforderlich, wenn sich nur eine Eintragung außerhalb der Eingriffgrenze liegt, denn dann ist der Prozeß nicht meht beherrscht.
Das rechtzeitige Erkennen von Abweichungen und die dadurch erreichte Verminderung von Ausschußproduktionen sowie die Darstllung zeitlicher Veränderungen des Prozesses zählen zu den Vorzügen der Qualitätsregelkarte.
Ein beherrschter Prozeß wird im Rahmen der statistischen Prozeßregelung (= SPR, Statistical Process Control = SPC) mit Kennzahlen (=Prozeßfähigkeitindizies) bewertet und dann als qualitätsfähig bezeichnet, wenn bestimmte Werte erreicht werden.
Ein beherrschter Prozeß ist Voraussetzung, um die Qualitätsregelkarte sinnvoll zur Qualitätssteuerung in der Fertigung einzusetzen.

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Pareto - Diagramm

Das Pareto - Diagramm ist ein Säulendiagramm zur graphischen Darstellung der Ursachen von Problemen in der Reihenfolge der Bedeutung ihrer Auswirkungen. Die Fehlerbewertung erfolgt nach Einfluß oder nach den verursachenden Kosten.
20 - 30% der Fehlerarten sind für 70 - 80% aller Fehler verantwortlich.
(von Juran: "vital few, useful many" / 80 - 20 Regel)
Um ein Pareto - Diagramm zu erstellen, müssen zunächst die relevanten Daten gesammelt werden. Dies kann mit Hilfe einer Fehlersammelliste erfolgen. Die aufgelisteten Fehlerarten werden nach absteigender Fehleranzahl sortiert, kumuliert und in ein Pareto - Diagramm eingetragen. Hierbei werden die Fehlerarten in absteigender Folge von links nach rechts auf der Abszisse abgetragen.
Eine besondere Anwendung des Pareto - Prinzip in Verbindung mit einer Kostenbetrachtung ist die ABC - Analyse, die im Bereich der Materialwirtschaft eingesetzt wird, oft z.B. im Rahmen von Lagerbestands - oder Bestellungsoptimierung.
Pareto - Diagramme werden als Entscheidungshilfen zur Festlegung der Reihenfolge der Problemlösung herangezogen.

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Brainstorming

Das Brainstorming unterteilt sich in 2 Phasen:
1. Sammeln von Lösungsvorschlägen in Gruppen, ohne jedoch Kritik daran zu üben
2. Die Ideen werden strukturiert und bewertet

Regeln zur erfolgreichen Brainstorming - Sitzung:

Exakte Formulierung der Fragestellung Absolutes Kritikverbot während der kreativen Phase Vorschläge stellen Anregungen dar und sind weiterzuentwickeln Schriftliche Fixierung der geäußerten Ideen Stimulation der Ideensammlung durch den Moderator Hervorbringung möglichst vieler Ideen Keinerlei Zeitdruck während der kreativen Phase

Killerphrasen sind in jeglicher Form zu unterlassen

Ursache - Wirkungs - Diagramm

Die Ursachen die zu einen Problem führen, werden in Haupt, - Nebenursachen zerlegt und in einer Gesamtbetrachtung graphisch strukturiert. Das Diagramm wurde speziell für die Anwendung in Qualitätszirkeln entwickelt.

Zur Erstellung sind 6 Punkte zu beachten:
1. Festlegen der möglichen Ursachen 1. Ordnung.
Begonnen wird mir der 5M - Methode: Mensch, Maschine, Methode, Material, Milieu
2. Erfassen von Ursachen weiterer Ordnung
6W - Methode: Was, Wann, Wo, Warum, Wer, Wie
3. Auswahl der wahrscheinlichsten Ursache
4. Überprüfung der wahrscheinlichsten Ursache auf Richtigkeit. Mittels Rücksprache wird geprüft, ob auch tatsächlich die richtige Ursache für das Problem gefunden wurde
5. Entwicklung von Lösungsalternativen und Entscheidungen für die optimale Lösung.
Lösungen nach Qualität, Kosten und Einführungsdauer bewertet ⇒ optimale Lösung
6. Realisierung des Lösungsvorschlages. Die optimalste Lösung wird in die Praxis umgesetzt

BILD 8

Durch die Gewichtung der Ursachen wird deutlich, wo eine schnelle und erfolgsversprechende Einflußnahme möglich erscheint bzw. wo noch nicht genügend Wissen über die Zusammenhänge verfügbar ist.

Qualitätszirkel

Eine Gruppe besteht aus 5 - 12 Mitarbeitern, die regelmäßig zusammentreffen (freiwillig, Probleme zu bearbeiten). Eine Sitzung dauert 1 - 2 Stunden und findet ca. 1x wöchentlich statt, während der Arbeitszeit.
Lösungsvorschläge, - wege, - entscheidungen werden selbst durch die Gruppe kontrolliert.
Der Qualitätszirkel wurde in den 20 - 30 Jahren in den USA entwickelt.
Ishikawa hat den Qualitätszirkel auf allen Ebenen der Unternehmerhierachie gefordert ⇒ CWQC (Company Wide Quality Control).
Das Topmanagement sollte nicht nur Verantwortung übernehmen, sondern auch tatkräftig mitwirken, im Sinne des TQM (Total Quality Management).

So bieten sich folgende Einheiten an:
Qualitätsorientierte Zielsetzung
Verbesserung der Qualität - aktive und vorausschauende Fehlervermeidung - Erhöhung der Zufriedenheit der internen, externen Kunden - Senkung der Reklamationen

Produktivitätsorientierte Zielsetzung

Steigerung der Produktivität - Kostensenkung - Kontrolle der vor - und nachgelagerten Bereiche - Verbesserung der Koordination und Kommunikation - schnelles Erkennen und Beseitigen von innerbetrieblichen Störungen - Senkung der Anzahl fehlerhafter Teile

Mitarbeiterorientierte Zielsetzung

Steigerung der Arbeitsmotivation - Entfaltung der persönlichen Fähigkeiten und Bedürfnissen - Nutzung von Kreativität und geistigem Potential - Steigerung von Arbeitszufriedenheit und Selbstbewußtsein - Verbesserung der sozialen Beziehungen - Aus - und Weiterbildung - Erlernung von Werkzeugen und Methoden der Qualitätssicherung

Eine wichtige Voraussetzung für den Erfolg eines Qualitätszirkel - Programms ist die vollständige organisatorsiche Einbindung in die vorhandene Unternehmerstruktur. Das Intersse und die Unterstützung des Management müssen für die Mitarbeiter sichtbar sein.
Der Moderator (= Kollege, oder Vorgesetzter) muss den Diskussionsablauf innerhalb der Gruppe regeln, und die Gruppenmitglieder mit den benötigten Methoden und den Qualitätszirkelwerkzeugen ausbilden.
Der Moderator muss selbst an etlichen Schulungen teilgenommen haben. Oft sind 2 Moderatoren vorhanden, die sich gegenseitig ergänzen bzw. unterstützen.

Die Aufgaben und Arbeitsweisen des Qualitätszirkels lassen sich in 3 Bereiche unterteilen

Problemidentifikation und - auswahl

Eigene Auswahl der zu untersuchenden Probleme, intensive Betrachtung des eigenen Arbeitsbereiches, Vorschlagen möglicher Projekte, Einsatz von Kreativitätstechniken zur Idenifiaktion und Analyse von Schwachstellen, Erstellung einer Rangfolge (Priorität) nach Bedeutung, Dringlichkeit und Lösungswahrscheinlichkeit nach dem Pareto - Prinzip.

Problembearbeitung

Genehmigung des ausgewählten und zu bearbeitentenden Problmes durch die Entscheidungsstelle (Steuergruppe), ggf. Abstimmung mit anderen Qualitätszirkeln, Trennung von Haupt - und Nebenursachen bzw. - einflußgrößen mit Hilfe des Ursache - Wirkungs - Diagramms, Erstellung konkreter Zielsetzungen, Entwicklung zeitlicher Durchführungspläne, Suchen nach Lösungsmöglichkeiten mit Hilfe der Brainstorming - Technik, Bewertung der Alternativen und Auswahl der geeignetsten Lösungen

Präsentation des Ergebnisses

Die ausgewählte Lösung wird der Steuergrupppe präsentiert und zur Umsetzung vorgeschlagen

Lösungseinführung und Erfolgsüberwachung

Nach Genehmigung durch die Steuergruppe eigenständige Einführung der gefundenen Lösung, Dokumentation von Problem, Lösungsweg und Ergebnis, Erfolgsüberwachung, nach Möglichkeit quantifizierbare Verbesserungen, Vorher - Nachher - Vergleich, Übertragbarkeit der Lösung auf andere Bereiche

Die Auszeichnug positiver Qualitätszirkelergebnisse erfolgt entweder durch immaterielle Anerkennung oder durch Teilnahme am Vorschlagswesen über einen Gruppenantrag.





Die sieben elemantaren Qualitätswerkzeugen

FEHLERSAMMELLISTE

HISTOGRAMM (Säulendiagramm)

KORRELATIONSDIAGRAMM (Streudiagramm)

QUALITÄTSREGELKARTE

PARETODIAGRAMM

BRAINSTORMING

URSACHE - WIRKUNGSDIAGRAMM



BILD 1: Die 7 Tools

Nr. 1 2 3 4 5 6 7

Fehlerart Kratzer Beule Korrosion fehlendes Teil Montagefehler Lackfehler Sonstiges

Anzahl II IIII III III I IIII I

BILD 3: Fehlersammelliste



Erkennen des Problems

































Überprüfung der Routine Anwendung



BILD 2: Allg. Ablauf einer Problemlösung

Klassen Klasse j v. ... häufigk. bis unter ... hj 0 - 100 10 100 - 200 20 200 - 300 40 300 - 400 50 400 - 500 30 500 - 600 20

BILD 4: Histogramm





Anzahl der Klassen k ≈
für n <250

Anzahl der Klassen k ≈ 10 log n für n> 250



FORMEL: Histogramm










BILD 5a: korrelierte Merkmale im Streudiagramm










in allen 3 Fällen ist der Korrelationskoeffizient r = 0,
(keinerlei Zusammenhang zw. den Merkmalen X und Y)


BILD 5b: unkorrelierte Merkmale im Streudiagramm







BILD 6: Darstellung einer Qualitätsregelkarte








BILD 8: Darstellung des Ursache - Wirkungs - Diagramm

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