Vorlesungsinhalt. Produktionsplanung. Wareneingang Produktion. QM in der Produktionsplanung. - Wareneingangsprüfung

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1 Vorlesungsinhalt Produktionsplanung QM in der Produktionsplanung QM Wareneingang Produktion Q - Wareneingangsprüfung - Lieferantenbewertung - Prüfplanung und mittel - SPC - Maschinenfähigkeit IPT - 04 QMProd 3.1

2 Produktionsplanung Produktionsprozessentwicklung (TS 16949) Eingaben Prozess Ergebnisse der Produktentwicklung Ziele für Produktivität, Prozessfähigkeit und kosten Kundenanforderungen Erfahrungen aus vorangegangenen Entwicklungen Produktionsprozessentwicklung Ergebnisse IPT - 04 QMProd 3.2

3 Produkt- und Produktionsplanung mit QFD in vier Phasen Phase 1 Produktmerkmale Kundenwünsche Komponenten Phase 2 Zielwerte beachtenswerte Merkmale Zielwerte Fertigungsprozesse Komponenten und Produktmerkmale Phase 3 Phase 4 beachtenswerte Merkmale Teilemerkmale Produktionsmittel Zielwerte beachtenswerte Merkmale Fertigungsprozesse Zielwerte IPT - 04 QMProd 3.3

4 QFD nach Yoji Akao Qualitätsentwicklung Technologieentwicklung (Produkt) Verkaufsmenge Prozeßentwicklung Teile Funktionen geforderte Qualität Vergleich mit anderen Firmen Gewichtung des Qualitätsmerkmals Qualitätsplanung Qual. entwurf Wichtigkeitsgrad Vergleich mit anderen Firmen Erhöung in % Verkaufspunkt gewichtete Q.forderung Marktpreis FB-Tabelle geforderte Qualität Funktion der Teile Merkmale der Teile Spezifikationswert Prozeßfähig Gewicht, Kosten Funktionsentwicklung Merkmalsentwicklung Qual.gewichtung Wert des gegenwärtigen Zustands Qualität des Entwurfs Methode zur Anpassung der Qualität Kosten des Mechanismus Kostenentwicklung Zuverlässigkeitsentwicklung Kundenforderungen Qualitätsmerkmale Qualitätsmerkmale Korrelationsmatrix Funktionsgewicht geforderte Qualität Gewichtung des Mechanismus Kosten des Mechanismus technische Bezugsnummer Mechanismus NE NE Registrationsnr. Teilegewichtung Kosten Teilefunkt. geschätzte Kosten Gewichtung Kosten Engpaß Teile NE Registr. mit Hauptteil verbinden Gew.faktoren Kosten Merkmalskosten Entwicklung d. Merkmale Funktionskosten geforderte Qualität Schwierigkeitsgrad Engpaß Gewichtungsfaktoren Engpaß Merkmale Komponententeil Mechanismusentwicklung Funktionsentwicklung Anteil Gewinn Kostenziel eigene Firma A B neu F 1,F2 A 1,A2... Entwicklung der Produktionsmethode NE Studie überarbeitetes Baumdiagramm Entwicklung bzgl. externer Aufträge/ Lieferanten Tabelle der Q.-Kontrolle für die Produktion Tabelle zur Produktionsablaufplanung Q.-Kontroll- Produktionstabelle für die Montage Arbeitsstandards Kosten der Teile - Entwicklung Zielw.... Methode Entwurf... Teile FM-Tabelle Ursachenanalyse FMEA Tabellennummer Rückkopplung [Akao92] IPT - 04 QMProd 3.4

5 Ergebnisse der Produktionsprozessentwicklung (TS 16949) Die Ergebnisse der Produktionsprozessentwicklung müssen folgendes enthalten: Spezifikationen und Zeichnungen Produktionsprozess-Flussdiagramm oder Layout Prozess-FMEA Produktionslenkungspläne Arbeitsanweisungen Vorgehen zur Prozessfreigabe Daten zu Qualität, Zuverlässigkeit, Instandhaltbarkeit und Messbarkeit Maßnahmen zur Fehlervermeidung Methoden zur schnellen Ermittlung und Rückmeldung von Fehlern am Produkt oder im Produktionsprozess Die Ergebnisse der Produktionsprozessentwicklung müssen in einer Form Vorliegen, das sie verifiziert und validiert werden können. IPT - 04 QMProd 3.5

6 Einsatz vom QM-Methoden in Phasen der Produktentwicklung DoE: FMEA: Design of Experiments Failure Mode and Effects Analysis Poka-Yoke SPC SPC: Statistical Process Control Einsatz bei Problemen in der Fertigung möglich Prozess-DoE FMEA Prozess Produkt-DoE Fehlerbaumanalyse FMEA Produkt Quality Function Deployment (QFD) Marktforschung/ Konzeptfindung Entwicklung/ Konstruktion Produktionsplanung Erprobung/ Vorlauf Fertigung IPT - 04 QMProd 3.6

7 Einsatz vom QM-Methoden in Phasen der Produktentwicklung DoE: FMEA: SPC: Design of Experiments Failure Mode and Effects Analysis Statistical Process Control Einsatz bei Problemen in der Fertigung möglich Prozess-DoE FMEA Prozess Poka-Yoke SPC Produkt-DoE Fehlerbaumanalyse FMEA Produkt Quality Function Deployment (QFD) Marktforschung/ Konzeptfindung Entwicklung/ Konstruktion Produktionsplanung Erprobung/ Vorlauf Fertigung IPT - 04 QMProd 3.7

8 Die Arten der FMEA und ihre Charakteristika System- FMEA Konstrukt ions- FMEA Nach Fertigstellung der Konstruktionsunterlagen Prozeß- FMEA betrachtetes Objekt übergeordnetes Produkt / System (z.b. Motor) einzelne Bauteile eines Produktes (z.b. Ventil) einzelne Schritte eines Fertigungsprozesses (z.b. Schleifen) Zielsetzung Sicherstellung einer pflichtenheftgere chten Funktionstüchtigkeit, Zuverlässigkeit und Sicherheit Sicherstellung einer pflichtenheftund fertigungsgerecht en Gestaltung und Auslegung Sicherstellung der fehlerfreien Fertigung eines Produktes Grundlagen der FMEA Produktkonzepte Konstruktionsunterlagen Fertigungspläne Zeitpunkt der Durchführung Nach Fertigstellung des Produktkonzeptes Nach Fertigstellung des Fertigungsplanes (auch bei bereits laufenden Fertigungsrozes sen) IPT - 04 QMProd 3.8

9 Zusammenhang zwischen den FMEA-Arten System Komponente Baugruppe Bauteil Merkmal Hauptkomponente Unterkomponente Prozeßschritt Prozeßparameter Ventil Fahrzeug Motor Motorbremssystem Konstantdosselbremssyst. Konstantdrossel Ventildurchmesser Schleifen Einstellung, Störgröße System-FMEA Fehlerfortpflanzung im System Konstruktions-FMEA Fehler Prozeß-FMEA Fehler Fehlerursache Fehlerursache Fehlerfolge Fehlerfolge Fehlerursache Fahrzeug bleibt liegen Motor defekt Motorbremsleistg. zu gering Konstantdrosselbremsleistg. fehlt Drosselventil öffnet nicht Ventil klemmt Durchmes. n.i.o. Konzept/ Prozess Schleiffehler Werkzeug, Einspannung usw. IPT - 04 QMProd 3.9

10 Ablauf einer System-FMEA Prozess nach VDA IPT - 04 QMProd 3.10

11 Beispiel Funktionsstruktur Gesamtprozess Prozess Teilprozess etc. MA: HA-Dämpfer funktionsgerecht positionieren Gesamtprozess Montage Hinterachse: HA nach Vorgabe funktionsgerecht montieren Hinterachsdämpfer korrekt positionieren Maschine: Profilfreiheit des HA- Dämpfers f. Einfahren der Karossen gewährleisten etc. 4 Schrauben funktionsgerecht durch Lagerbock u. Schräglenker stecken etc. etc. IPT - 04 QMProd 3.11

12 Beispiel Fehlfunktionsstruktur Fehlerfolge Fehler Fehlerursache 5M etc. MA: HA-Dämpfer nicht funktionsgerecht positioniert MA: Lehre nicht benutzt MA: Schraube nicht angezogen Gesamtprozess Montage Hinterachse: HA nicht nach Vorgabe funktionsgerecht montiert Hinterachsdämpfer nicht korrekt positioniert Maschine: Profilfreiheit des HA-Dämpfers f. Einfahren der Karossen nicht gewährleistet etc. MA: Position unbeabsichtigt verstellt falsche Dämpferposition 4 Schrauben nicht funktionsgerecht durch Lagerbock u. Schräglenker gesteckt etc. etc. IPT - 04 QMProd 3.12

13 Prozess zur Herstellung von Bremsscheiben Gusshalbzeug (Rohteil) Vordrehen Bohren der Anschraublöcher Feindrehen Signieren Wuchtfräsen Messen im Messautomat Prüfen (Sichtkontrolle) Fertige Scheibe Abpacken Messen (Planlauf) Beschichten mit Geomet IPT - 04 QMProd 3.13

14 Ermittlung der Risikoprioritätszahl Folge/Auswirkung Fehler Ursache Vermeidungsmaßnahmen Auswirkungsbegrenzung Entdeckungsmaßnahmen extern Entdeckungsmaßnahmen intern Schwere/ Bedeutung B Entdeckungswahrscheinlichkeit E Auftretenswahrscheinlichkeit A Risikoprioritätszahl RPZ = B x E x A IPT - 04 QMProd 3.14

15 Risikobewertung Ziel der FMEA ist, alle potentiellen Schwachstellen oder Risiken aufzudecken und durch eine kritische Bewertung zu verdeutlichen. Als Bewertungsgrößen dienen die Bedeutung (B), die Auftretenswahrscheinlichkeit (A) und die Entdeckungswahrscheinlichkeit (E) von Fehlern. Regeln: Bewertung top-down vom schlechtesten Fall ausgehend beginnen (i. d. R. 10 Pkt.) Bewertungszahl nur begründet herunterstufen (warum weniger als 10 Pkt.?) Falls bei der Bewertung kein Konsens gefunden wird, ist die jeweils höhere Bewertungszahl zu verwenden Doppelbewertungen sind zu vermeiden (z. B. die Bedeutung eines Fehlers geringer zu bewerten, weil er mit Sicherheit entdeckt wird) Ziel der Risikobewertung: Risikoprioritätszahl: RPZ Die Risikoprioritätszahl RPZ ergibt sich aus der Multiplikation der Bewertungszahlen für die Bedeutung (B), die Auftretenswahrscheinlichkeit (A) und die Entdeckungswahrscheinlichkeit (E). Sie gewichtet das Risiko für den Kunden und dient als ein Entscheidungskriterium zur Einleitung von Optimierungsmaßnahmen RPZ = A * B * E IPT - 04 QMProd 3.15

16 Vorgehensweise beim FMEA-Formblatt Bedeutung (B) für den Kunden (nachfolgenden Prozeß) bestimmen vorhandene (geplante) Maßnahmen dokumentieren Auftretenswahrscheinlichkeit (A) festlegen Entdeckungswahrscheinlichkeit (E) festlegen RPZ wird generiert Maßnahmen (wenn nötig) generieren Erneute Bewertung des Prozesses mit den neuen Maßnahmen IPT - 04 QMProd 3.16

17 Zentrale Fragestellungen zur Optimierung Auftreten reduzieren (A) Vorsorgemaßnahme (V) Wie kann das Auftreten der Fehlerursache erschwert werden? Entdeckbarkeit (E) Prüfung (P) Wie kann der betrachtete Fehler oder die Fehlerursache besser entdeckt werden? Bedeutung begrenzen (B) Wie kann die Auswirkung des betrachteten Fehlers begrenzt werden? Einführungstermin Wann können die Optimierungsmaßnahmen eingeführt werden? Neue Risikoreduzierung Wie stark kann das Risiko (die RPZ) durch die möglichen Optimierungsmaßnahmen reduziert werden? IPT - 04 QMProd 3.17

18 FMEA-Formblatt nach VDA Typ/Modell/Fertigung/Charge: Fehler-Möglichkeits- und Einfluß-Analyse System-FMEA Produkt Sach-Nr: System-FMEA Prozeß Verantw.: FMEA-Nr.: Seite von Abt.: System-Nr./Systemelement: Änderungsstand: Sach-Nr: Firma: Verantw.: Datum: Abt.: Funktion/Aufgabe: Mögliche Fehlerfolgen B Möglicher Fehler Mögliche Fehlerursachen A Änderungsstand: Vermeidungsmaßnahmen Firma: Entdeckungsmaßnahmen E RPZ Datum: V/T B= Bewertungszahl für die Bedeutung A= Bewertungszahl für die Autretenswahrscheinlichkeit E= Bewertungszahl für die Entdeckungswahrscheinlichkeit V= Verantwortlichkeit T= Termin für die Erledigung Risikoprioritätszahl RPZ= B * A * E IPT - 04 QMProd 3.18

19 Die Abnutzungsmöglichkeits- und -einflussanalyse IPT - 04 QMProd 3.19

20 AMEA Ablauf IPT - 04 QMProd 3.20

22 Produktionslenkungsplan (Control Plan) In Produktionslenkungsplänen werden für alle produktionsrelevanten Prozessschritte alle Prozessparameter aufgeführt und die erforderlichen Prüfmethoden festgelegt. Die Produktionslenkungspläne müssen auf den Ebenen System, Subsystem, Bauteil und/ oder Material erstellt werden.dabei müssen die Ergebnisse der Design- und Prozess-FMEA berücksichtigt werden. IPT - 04 QMProd 3.22

23 Phasen des Produktionslenkungsplans Der Produktionslenkungsplan muss drei Phasen aufweisen: a) Prototyp eine Beschreibung der Maßprüfungen sowie der Materialerprobungen und Leistungstests, die im Prototypenbau anfallen. b) Vorserie eine Beschreibung der Prüfungen, die nach der Prototypenphase und Vor der Serienphase anfallen und c) Serie Dokumentation der Produkt- und Prozessmerkmalen, Lenkung des Produktionsprozesses, Prüfungen und Messsysteme die in der Serienfertigung zum Einsatz kommen IPT - 04 QMProd 3.23

24 Inhalte des Produktionslenkungsplans a) Allgemeine Daten Nummer des Produktionslenkungsplans Ausgabe- und Änderungsdatum Kundeninformationen Teilenummern und bezeichnungen Konstruktionsänderungsstand Anwendung in welcher Phase Baustufe oder Arbeitsgangs-Nr. Prozessbeschreibung b) Produktlenkung Produktbezogene besondere Merkmale Spezifikationen und Toleranzen c) Produktionsprozesslenkung Prozessparameter Prozessbezogen besondere Merkmale Maschinen, Vorrichtungen und Werkzeuge für die Produktion d) Methoden Prüfmethode Fehlersicherheit Stichprobengröße und Häufigkeit e) Reaktionspläne und Korrekturmaßnahmen IPT - 04 QMProd 3.24

26 PPAP Das Produktionsteil-Freigabeverfahren PPAP (Production Part Approval Process) enthält grundlegende Forderungen für die Produktionsmuster-Freigabe aller Produktions- und Ersatzteile einschließlich Schüttgütern. Produktionsteil-Freigabeverfahren müssen intern vom Fahrzeughersteller und extern für von Lieferanten hergestellte Produkte angewendet werden. Die Prüfung und Freigabe von Produktionsteilen vor Lieferungen in großen Mengen wird durch diesen Standard für jedes Teil gefordert. Die als Erstmuster vorgelegten Funktionsteile müssen einem repräsentativen Produktionslauf entnommen sein. Als typischer Produktionslauf wird eine Schicht mit einer spezifischen Produktionsmenge von mindestens 300 Teilen definiert. IPT - 04 QMProd 3.26

27 PPAP - Forderungen Das PPAP Handbuch enthält die folgenden Forderungen: 1. Designaufzeichnungen und Dokumente über technische Änderungen 2. Technische Freigabe 3. Design-FMEA und Prozess-FMEA 4. Prozessflussdiagramme 5. Messergebnisse sowie Aufzeichnungen über Material- und Leistungstests 6. Untersuchung der Kurzzeitfähigkeit der Prozesse 7. Analyse von Messsystemen (MSA, Measurement System Analysis) 8. Dokumentation eines qualifizierten Labors 9. Kontroll- und Prüfplan 10. Teilevorlage-Bestätigung (Part Submission Warrant PSW ) 11. Bericht zur Freigabe des Aussehens (Appearance Approval Report AAR) 12. Checkliste Forderungen an verfahrenstechnische Produkte 13. Muster-Serienteile und Referenzmuster 14. Spezifische Prüfmittel 15. Kundenspezifische Forderungen IPT - 04 QMProd 3.27

29 Einsatz vom QM-Methoden in Phasen der Produktentwicklung DoE: Design of Experiments Poka-Yoke FMEA: Failure Mode and Effects Analysis SPC SPC: Statistical Process Control Einsatz bei Problemen in der Fertigung möglich Prozess-DoE FMEA Prozess Produkt-DoE Fehlerbaumanalyse FMEA Produkt Quality Function Deployment (QFD) Marktforschung/ Konzeptfindung Entwicklung/ Konstruktion Produktionsplanung Erprobung/ Vorlauf Fertigung IPT - 04 QMProd 3.29

30 Produktgestaltungsmaßnahmen zum Verhindern einer fehlerhaften Montage Problem: - Bauteil + Bauteil + richtige Anordnung - - Platine falsche Anordnung Platine Ein elektronisches Bauteil kann unabhängig von seiner festgelegten Polarität auf einer Platine montiert werden. Dadurch entstehen Fehler in der Montage. Poka-Yoke-Lösungen 1. Strategie 2. Strategie Einer der Kontakte wird verlängert und in der Einspannvorrichtung wird eine entsprechende Aussparung vorgesehen. Einer der Kontakte wird asymmetrisch angeordnet. IPT - 04 QMProd 3.30