Qualitätsmanagement Null-Fehler-Fertigung mit den derzeit gängigen Instrumenten noch nicht möglich

Qualitätsmanagementsysteme rücken die kontinuierliche Verbesserung von Produkten und Prozessen in den Mittelpunkt. Horizontale und vertikale Integration auf allen Ebenen ist dabei unumgänglich, aber nicht ausreichend, um Null-Fehler-Fertigung zu realisieren. Vor allem bei der vertikalen Integration in der Fertigung gibt es noch methodische Lücken.

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Die Richtlinien der Qualitätsnorm DIN/ISO 9000 zeigen Mittel und Wege, wie die Kundenzufriedenheit in Abhängigkeit von Qualitätsfaktoren gesteigert werden kann. Die diesbezüglichen Qualitätsmanagementsysteme zielen auf Prozess-, System- und Mitarbeiterorientierung und stellen die kontinuierliche Verbesserung von Produkten und Prozessen in den Mittelpunkt des Qualitätsmanagements.

„Kontinuierlich“ bedeutet dabei Fortentwicklung von sporadischen zu systematischen Maßnahmen, von Iterativ- zu Echtzeitreaktionen; und „Verbessern“ heißt Effizienzsteigerung durch Minimierung der Qualitätskosten und Annäherung an das Ideal der Null-Fehler-Fertigung mit Hilfe von Fehlervermeidungs-Strategien. Diese Anforderungen zwingen dazu, die betrieblichen Organisations- und Prozessmodelle systemisch anzupassen – Prozessintegration und -automation stehen dabei im Vordergrund.

Horizontale Integration bereichsübergreifender Geschäftsprozesse auf der Leitungs- und Planungsebene setzt sich auch in der betrieblichen Praxis zunehmend durch. Vertikale Prozess-Integration im Bereich Produktion/Fertigung umfasst die Planungs- und die Ressourcenebene – Regelkreis 1 (Bild 2 – siehe Bildergalerie). Die Planungs- und Koordinationsprozesse werden von IT-Systemen effizient unterstützt.

Über die vertikale Integrationsstufe (Regelkreis 1) sind Verbesserungen bestimmter Qualitätskategorien (Fertigungsauftrag-Durchlaufzeit, Kapazitätsauslastung und anderes mehr) möglich. Null-Fehler-Fertigung ist damit jedoch nicht realisierbar.

Fehlervermeidung erfordert horizontale und vertikale Integration

Dazu ist die Erweiterung der vertikalen Integration in die Prozessebene mit dem Regelkreis 2 notwendig. Damit werden die Prozesse erfasst und gesteuert, die Fertigungsqualität produzieren. An dieser Quelle hat die präventive Fehlervermeidung anzusetzen.

Das erweiterte Organisations- oder Prozessmodell ergänzt die Prozesslandkarte mit einem anspruchsvollen Aufgabenprofil, wobei sich die Aufgaben im Regelkreis 2 von denen der vertikalen Integrationsstufe 1 in wesentlichen Merkmalen unterscheiden. Die Prozesse laufen dabei unter den von den Ressourcen und der Prozessumgebung gestellten Rahmenbedingungen und mit vernetzten, nicht-linearen Parametern ab, die sich wechselseitig beeinflussen.

Vernetzte Parameterbeziehungen liegen auch in den vorher genannten Prozessen vor. Die Beziehungsstruktur ist dort jedoch überwiegend linear, und die Prozesse haben deutlich kürzere Zeitzyklen. Damit stellt sich die Frage, ob und inwieweit diese Problem- und Aufgabenstellung mit den derzeit verfügbaren Qualitätstechniken bearbeitet werden kann.

Statistische Prozesskontrolle ist Stand der Technik

Effizienz und Grenzen gebräuchlicher Techniken werden aus der Gegenüberstellung mit den Anforderungen aus der prozessorientierten, vertikal integrierten Qualitätssteuerung deutlich (Bild 3). Für horizontal integrierte Geschäftsprozesse stehen bewährte Planungs- und Steuerungsmethoden zur Verfügung, und sie werden auch zunehmend in der betrieblichen Praxis angewandt.

Für Prozess, Analyse und Steuerung im Regelkreis 2 steht die statistische Prozesskontrolle als Stand der Technik bereit. Der nachziehende Steuerungsmodus ist hinsichtlich präventiver Fehlervermeidung nicht hilfreich.

Methoden der kontinuierlichen Verbesserung wie Six Sigma, Kaizen, Poka Yoke und andere haben sich bei der Modellierung horizontal integrierter Geschäftsprozesse im Shop-Floor-Management und bei Montageprozessen bewährt.

Qualität und Effekte iterativer Verbesserungen dieser Prozesse werden mit Kennzahlen dargestellt. Mit statistischen Kennzahlen sind dynamische, in kurzen Zyklen laufende Prozesse jedoch nicht steuerbar.

Traditionell gebräuchliche Qualitätssteuerungstechniken sind in diesen Fällen zu träge. Dazu kommt, dass Prozessstrukturen im vertikalen Regelkreis 2 mit mathematischen Modellen nur schwer abzubilden sind und sich mit deren Algorithmen auch nicht analysieren lassen.

Gefordert ist deshalb ein Methodensystem, mit dem die genannten Schwachpunkte aufgehoben, die vernetzten Parameter-Strukturen abgebildet und die Prozesse unter den gegebenen Bedingungen im Sinn kontinuierlicher Verbesserung optimiert werden können – in diesem Bereich besteht offenkundig noch eine Lücke.

Qualitätssteuerung mit Hilfe von Data-Mining

In einem weiteren Beitrag (MM Print-Ausgabe 17) wird das Konzept für ein Qualitätssteuerungssystem vorgestellt werden, das mit Hilfe von Data-Mining-Methoden auf der Basis neuronaler Netze die mit der vertikalen Prozessintegration im Regelkreis 2 gestellten Aufgaben – insbesondere die kontinuierliche Prozessoptimierung – löst und das als selbstlernendes System ein methodisches Novum zur prozess-, system- und mitarbeiterorientierten Qualitätssteuerung darstellt.

Dipl.-Wirtsch.-Ing. Michael A. Haas ist General Sales Director bei der Walter Maschinenbau GmbH in 72072 Tübingen. Der Beitrag ist im Rahmen einer Doktorarbeit bei Prof. Dr.-Ing. habil. Gerhard Linß am Lehrstuhl Qualitätsmanagement der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Ilmenau entstanden.

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