Vita B.Mitschele, TQMScout24, Pfinztal ZIEL: Begleitender Scout bei der Neuordnung oder Anpassung in Entwicklung, Beschaffung, Produktion und Qualitätsarbeit komplexer, technischer Unternehmen zur Sicherstellung nachhaltiger Qualitätskultur in Produkt, Prozess und Organisation. Person: Bernd Mitschele D-76327 Pfinztal Bisher: Mit wem haben Sie es hier zu tun? 58 Jahre alt, verheiratet, 2 Kinder Studium TH/TU Informatik / Maschinenbau [email protected] 27 Jahre (ltde.) angestellte Berufstätigkeit Standort: in Jahren 2 BMW AG Motorrad (Leitung Qualitätsplanung) 3 BMW AG Fahrzeug (Leitung Quality Engineering) 3 2 2 3 3 9 Kontron Elektronik GmbH, heute AG (Leitung QS, Produktion und Service) Berlin Regensburg Createc Elektronik GmbH (Leitung-Entwicklung, GF) BMW AG Einkauf (Leitung Prozessoptimierung Lieferanten) BMW Corp. (USA) (Leitung QS & Neue Modelle) BMW AG (Werkleitung Innovationspark) Dr. Ing. h.c. Porsche AG (Leitung Unternehmens-Qualität) München Berlin München Spartanburg Wackersdorf Stuttgart QS = Qualitäts-Sicherung TQMScout24 Präventive Qualitätsarbeit – Zuverlässigkeit und Lebensdauer Ziel unserer Arbeit ist die Kundenzufriedenheit 4% 96 % „Nur 4 % der unzufriedenen Kunden beschweren sich über mangelnde Qualität.“ Verkaufsvolumen [%] Auswirkungen „schlechter Qualität“ Fehler je Einheit „Jeder Fehler über dem akzeptablen Durchschnitt der Marktführer verursacht einen Rückgang des Verkaufsvolumens um mindestens 3 bis 4 %.“ Im Umkehrschluß bedeutet dies: Hohe Produkt-Qualität und 100 % Unzufriedene Kunden 25 %: „Leidensfähige“ Kunden ausgeprägte Kundenorientierung „75 % der Kunden, die mit der Qualität eines Produktes unzufrieden sind, werden dieses fortan meiden.“ „Jeder unzufriedene Kunde wird seinen Unmut mindestens neun und teilweise über 20 weiteren Personen mitteilen.“ beeinflussen das Verkaufsvolumen positiv ! Quelle: an Desatnik und Brunner angelehnt TQMScout24 Präventive Qualitätsarbeit Zehnerregel Frontloading Prävention Fehlerverhütung Entwickeln und Planen Kontrolle Fehlerentdeckung Beschaffen und Herstellen 100,00 100,0 Fehlerkosten 10,0 1,0 1,00 0,1 Planung TQMScout24 Entwicklung AV Fertigung Präventive Qualitätsarbeit Endprüfung Kunde Aufbau einer präventiven Qualitätskultur Kosten, Aufwand p.a. Vierstufenkonzept zum Qualitätskostenoptimum Q-Kontrolle Fehlerkosten extern Fehlerkosten extern Q-Sicherung/ Steuerung Q-Management/ Prävention Prozessbeherrschung Fehlerkosten intern Prüfkosten Prüfaufwand Fehlerver Fehlerverhütungsaufwand hütungskosten t TQMScout24 Präventive Qualitätsarbeit ethodologische Schritte im präventiven Vorgehen FMEA Einfache Produzierbarkeit Systematische Steuerung der Lieferanten durch Zielvereinbarung und -verfolgung sowie Unterstützung bei Qualitätsmanagementdefiziten Montage- und fertigungsgerechte Produktgestaltung zur Minimierung der Produktions- und Nacharbeitszeiten sowie der Materialkosten Komponente Funktion Montage- ProzessFähigkeit WerkzeugKonzept Verbesserung der Anlaufqualität und Reduzierung d. Entwicklungskosten durch vorgezogene Serienwerkzeugerstellung (bauteilspezifisch zu prüfen). Einglasungs- TQMScout24 Optimierung der Produktgestaltung in Hinblick auf den empfundenen Qualitätseindruck des Kunden. Scheib e Karosserie-Blech Konstruktion cP = Prozessstreuung Toleranzbreite >1,33 Prozesssteuerung PV-/Nullserie Toleranzbreite Effekt. Prozessstr. >1,33 Sollwert und Prozessmittelwert cPK = X Sollwert Beispiel Toyota Serienverfügbarkeit 60 - 70 95 100 100 <20 BS 3 PV-Serie O-Serie HÖREN SEHEN RIECHEN Präventive Qualitätsarbeit Abdeckprofil Kleber Schaumstoffband mit integr. Gummiabstandshalter Toleranzbreite BS 2 Gestaltung nicht meßbarer Q-Merkmale Risikozahl Maßnahmen Kunststoffprotekt or günstiges konzept Konsequente Berücksichtigung der statistischen Produktionsgenauigkeiten bei der Produktgestaltung. Erzielung von Prozessfähigkeit durch Versicherung, daß cP- und cPK -Werte größer als 1,33 sind. FMEA Teil xy SE VERSTEHEN EMPFINDEN FÜHLEN Q-Management-Plan Beispiel Fahrzeug-Entwicklung Präventiv geprägter Serienentwicklung De Konzeptentwicklung fin iti on sph as e VorEntwicklung A 0 ProjektAuftrag Verabschied. Rahmenheft Baustufe Konzeptabsicherung 1 2 Verabschied. Zielkatalog Verabschied. Form Schwachstellenanalysen Vorgängermodell Q-Teil Leistungsbeschreibung erstellen Q-Ziele Gesamtfahrzeug festlegen Q-Merkmale Bauteile festlegen SystemFMEA‘s Flächen 3 Vorprototyp 4 Verabschied. Lastenheft KonstruktionsFMEA‘s AK*-Merkmale festlegen GW-Prognose erstellen Fugenplan erstellen Bestätigung Vorprototyp ProzessFMEA‘s Lieferantenbeurteilung Prüfplan Vorprototypen festlegen BSt-Fahrzeuge 5 Verabschied. Flächen Produktion Serienvorbereitung Werkzeuge Übungsserie PV-Serie 6 7 8 Bestätigung Baustufe Best. Start Übungsserie Bestätigung Start PV-Serie MaschinenfähigkeitsUntersuchung Cm/Cmk Vorläufige Prozessfähigkeitsuntersuchung Pp/Ppk Produktionshochlauf 0-Serie 9 10 Bestätigung Start 0-Serie 11 Bestätigung Serienstart GW-Prognose verifizieren Markteinführung ProzessfähigkeitsUntersuchung Cp/Cpk Prozess-Audits Lieferanten Teileprüfung Vorprototyp Prüfplan Erprobung festlegen Produkt-Audits Produkt Prozess Freigabe Maschinen Lastenhefte festlegen Erstbemusterung SFN* Prüfplan für Fertigung erstellen Prozess-Audits Prüfzyklen anpassen Fahrzeug- und Prüfstands-Dauerläufe nach Erprobungsprogramm Laufende EF*-Verfolgung *SFN: Serienfähigkeitsnachweis AK-AufnahmeKonzept EF-Entwicklungfortschritt TQMScout24 Präventive Qualitätsarbeit Komplementäre Methoden des Quality rings Konstruktions-FMEA (Failure Mode & Effects Analysis) Fehleranalyse durch den Konstrukteur und Fachabteilungen DOE - Design of Experiments Prozess-FMEA SPC - Statistic Process Control Produkterprobung durch den Versuchsingenieur Fehleranalyse durch Fertigungsplaner und Fachabteilungen systematische Fehleridentifikation 7 Quality Control Tools QFD - Quality Function Deployment TQMScout24 durch den Betriebsingenieur Nutzung der Qualitätswerkzeuge Umsetzung der „Stimme des Kunden“ in allen Planungsphasen Die hohe Schule der Qualitätstechnik Komponententausch Multi-Vari-Bilder 20 - 1000 Variable Paarweise Vergleiche Variablenvergleiche 5 - 20 Variable Identifizierung Vollständige Versuche DOE SPC TQMScout24 4 oder weniger Variable Vergleiche A zu B Verifizierung Streu-Diagramme Optimierung Einfache Prozess-Regelung Design of Experiments nach Shainin - DOE Überwachung Lokalisierung und Beseitigung der Störungsursache • Durch Messung an verschiedenen Prozess-Punkten kann die Störung lokalisiert werden Im interdisziplinären Team können mögliche Ursachen ermittelt werden (mit Hilfsmittel wie z.B. Q7, Ishikawa-Diagramm) 3s-Xq+3s X Erreichen der vorgegebenen ProzessFähigkeit cP, cPK>=1.33 Durchführung einer Mittelwertkorrektur auf Sollvorgabe • Mit Hilfe von Regelkarten kann ermittelt werden, in wieweit der Prozess-Mittelwert ( Xq) vom Sollwert abweicht Korrektur erfolgt periodisch mit geringem Aufwand. Produktionsleistung wird gegenüber Störgrößen unempfindlich TQMScout24 • Durch eine statistische Versuchsreihe kann bestimmt werden, ob und wie die Störempfindlichkeit i.s. verringert werden kann (Taguchi o. Shainin-Methode ist effektiv und kostengünstig) Einfache und effektive statistische ProzessRegelung Zuverlässigkeits- und Lebensdauer-Analyse TQMScout24 Schichtlinien-Diagramm mit Weibull-Verteilung Zuverlässigkeits- und Lebensdauer-Analyse Der Zweck einer Zuverlässigkeits-Analyse ist die Bestimmung des Ausfallverhaltens von Bauteilen. • • Mit Hilfe einer Zuverlässigkeits-Analyse kann man die charakteristische Lebensdauer von Bauteilen bestimmen oder Rückschlüsse auf deren Ausfallart schließen wie z.B. -- Frühausfälle, wegen Fertigungs-/Montagefehlern -- Zufallsausfälle, wenn es keinen Zusammenhang zum eigentlichen Lebensdauer-Merkmal erkennbar gibt (stochastische Problematik) -- laufzeitbedingte Verschleißausfälle -- unbestimmte Spätausfälle • Nach der Bestimmung der Ausfall-Ursache können gezielt notwendige Maßnahmen getroffen werden bzw. Zuverlässigkeits-Prognosen für die Zukunft relativ verlässlich gemacht werden. • Hierzu werden konkrete, Bauteil bzw. Produkt in Kundenhand, und/oder simulierte, Bauteil in Erprobung am z.B. Prüfstand, Ausfalldaten statistisch verarbeitet bzw. bewertet. TQMScout24 Analyse-Zweck • Konkrete Ausfalldaten aus dem Feld bzw. von der praktischen Produktnutzung sind sehr wertvoll, ab teilweise auch relativ unsicher. Für die Erfassung der Felddaten bietet sich die folgende Systematisierung an: 1. Daten, die kurz nach Serienanlauf anfallen: zum Erkennen von Serienschäden, möglichst präzise Information durch ausgesuchte Werkstatt-Partner. Daten, die während der Gewährleistungs-Zeit anfallen: zur Vorhersage der Gewährleistungs-Kosten un als Informationsquelle für die konstruktive Auslegung der Bauteil-Lebensdauer. Daten, die nach der Gewährleistungs-Zeit anfallen: für eine mögliche Erweiterung der Gewährleistungs Zeit (Kulanz, etc.) und als Informationsquelle für diverse Planungsaufgaben im Produkt-Entstehungs Prozess. • 2. 3. • Systematisch gesammelte Felddaten sind unbedingt hilfreich z.B. zur Schadensfrüherkennung durch Ermittlung von Fehlertrends für kontinuierliche Verbesserung in Entwicklung, Beschaffung und Produktion betreffend der technische Schwachstellen-Erkennung zur Ermittlung von zu erwartenden Gewährleistungs-Kosten zur Daten-Stratifizierung bzw. Präzisierung oder Konkretisierung durch die Ermittlung der jeweiligen statistischen Verteilungsform. TQMScout24 Zuverlässigkeits- und Lebensdauer-Analyse Nur eine nahezu eindeutige Klärung der statistischen Verteilung ermöglicht uns die jeweilige Ausfall-Charakteristik und die dazugehörige Ausfall-Prognose zuverlässig zu ermitteln. Daher ist unser wichtigstes Ziel die richtige Verteilungsform der vorliegenden Ausfalldaten zu ermitteln. Hierzu besprechen wir die diversen entsprechenden mathematischen Verfahren. • In der Prinzip-Darstellung gibt die Ausfallrate an, welcher relative Anteil der noch nicht ausgefallenen Bauteile in dem jeweiligen Zeitintervall ausfällt: Beispiel : b<1 b>1 b=1 „Badewannenkurve“ nach Weibull-(Verteilung) Ausfallrate λ(t) • Früh -, Zufalls -, Verschleißausfäl le Zeit t TQMScout24 Zuverlässigkeits- und Lebensdauer-Analyse TQMScout24 Grundsatzfragen zur Anwendung TQMScout24 Analyse – Hypothese - Prognose
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