Qualitätsmanagement 4.0 Status Quo! Quo vadis?

Transkript

1 Kasseler Schriftenreihe Qualitätsmanagement Band 6 Refflinghaus, Kern, Klute-Wenig (Hrsg.) Qualitätsmanagement 4.0 Status Quo! Quo vadis? Bericht zur GQW-Jahrestagung 2016 in Kassel

2 Kasseler Schriftenreihe Qualitätsmanagement Herausgegeben vom Fachgebiet Qualitäts- und Prozessmanagement an der Universität Kassel Band 6 Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. Robert Refflinghaus Prof. Dr.-Ing. Roland Jochem

3

4 Herausgeber: Prof. Dr-Ing. Robert Refflinghaus Dipl.-Logist. Christian Kern Dr. Sandra Klute-Wenig Qualitätsmanagement 4.0 Status Quo! Quo vadis? Bericht zur GQW-Jahrestagung 2016 in Kassel kassel university press

5 Der Download des Tagungsbandes ist für die Tagungsteilnehmer kostenfrei. Webseite: Link: PDF kostenfrei durch Eingabe der Zugangsdaten herunterladen Username: GQW-Jahrestagung Passwort: 2016 Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar ISBN: (print) ISBN: (e-book) URN: , kassel university press GmbH, Kassel Druck und Verarbeitung: Print Management Logistics Solutions, Kassel Printed in Germany

6 Inhaltsverzeichnis Vorwort 1 Prof. Dr.-Ing. Robert Refflinghaus, Fachgebiet Qualitäts- und Prozessmanagement, Universität Kassel Analyse der Wirksamkeit verpflichtender Q-Methoden und resultierende Erkenntnisse für ein Qualitätsmanagement Benedikt Sommerhoff, Deutsche Gesellschaft für Qualität Kay Erler, Hochschule Wismar Datenbasierte Qualitätsregelung 23 Prof. Dr.-Ing. Robert Schmitt, Quoc Hao Ngo M.Sc., Sebastian Groggert M.Sc., Dipl.-Ing. Hannes Elser, Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen Traditionelles neu gedacht: Das Katapult als Lernzeug für die Qualität in der Industrie Dipl.-Phys. Klaus Seiffert, Dipl.-Ing. Florian Pasch, Dipl.-Ing. Johannes Schober, Markus Ziegler B.Sc., Technische Universität Berlin, Fachgebiet Qualitätswissenschaft Prof. Dr.-Ing. Roland Jochem, Technische Universität Berlin, Fachgebiet Qualitätswissenschaft, Fraunhofer Institut für Produktionsanalgen und Konstruktionstechnik (IPK), Geschäftsfeld Qualitätsmanagement Beitrag zur Entwicklung multivariater Prozessfähigkeitsindexe zur Bewertung komplexer Herstellungsprozesse am Beispiel von Zerspanungsprozessen in der Dentalwerkzeugtechnik 61 Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stefan Bracke, Lehrstuhl für Sicherheitstechnik / Risikomanagement, Bergische Universität Wuppertal Bianca Backes B.Sc., Lehrstuhl für Sicherheitstechnik / Risikomanagement, Bergische Universität Wuppertal GQW-Jahrestagung 2016 Seite I

7 Korrekturmaßnahmen auf Basis von Liegenbleiberdaten 79 Dipl.-Ing. Florian Vincent Haase, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Woll Lehrstuhl Qualitätsmanagement, Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg Potenzialbewertung wertorientierter Managementsysteme unter Berücksichtigung der Informationsunsicherheit 95 Dipl.-Ing. Colin Raßfeld, Prof. Dr.-Ing. Roland Jochem Fachgebiet für Qualitätswissenschaft, Technische Universität Berlin Die Menschliche-Ausführung-Fehler-Möglichkeits- und Einfluss-Analyse (M-A-FMEA) - ein Instrument zur Qualitätssicherung im Hochbau 115 Bashar Hassoun M.Eng., Univ.-Prof. Dr.-Ing. Volkhard Franz, Institut für Bauwirtschaft (IBW), Universität Kassel Anforderungsklassifizierung in der Fahrdynamik und Fahrerassistenz als Grundlage einer kundenorientierten Produktqualität und Kundenzufriedenheit 139 Prof. Dr.-Ing. Robert Refflinghaus, Fachgebiet Qualitäts- und Prozessmanagement, Universität Kassel Dipl.-Ing. Peter Marosevic, Dipl.-Ing. Peter Nurna, BMW Group München Prozessqualität als Differenzierungsstrategie für das deutsche Fleischerhandwerk 153 Wiebke Pirsich M.Sc., Prof. Dr. Ludwig Theuvsen, Georg August Universität Göttingen, Department für Agrarökonomie und rurale Entwicklung Seite II GQW-Jahrestagung 2016

8 Geometrische Produktspezifikation und -prüfung (GPS) im Kontext von Industrie Marco Weißgerber M.Sc., Prof. Dr. Sophie Gröger, Technische Universität Chemnitz, Fakultät für Maschinenbau, Professur Fertigungsmesstechnik Ein meta-analytischer Ansatz zur kontinuierlichen Verbesserung der Wissensqualität aus Cyber-physikalischen Produktionssystemen 187 Dr.-Ing. Fazel Ansari, Dipl.-Inform. Mareike Dornhöfer, Prof. Dr.-Ing. Madjid Fathi, Lehrstuhl für Wissensbasierte Systeme und Wissensmanagement, Universität Siegen Qualitätswissenschaft als Bestandteil der geforderten Verlässlichkeitsforschung zu soziotechnischen Systemen 207 Dr.-Ing. Nadine Schlüter, Prof. Dr.-Ing. habil. Petra Winzer, Fachgebiet Produktsicherheit und Qualitätswesen, Bergische Universität Wuppertal Qualitätsmanagement 4.0 als Ansatz zur Organisationsentwicklung in KMU 227 Benedikt Sommerhoff, Deutsche Gesellschaft für Qualität Michael Pingel, FOM Hochschule für Oekonomie & Management Strategien für das Qualitätsmanagement im Rahmen von Industrie 4.0 am Beispiel der messunsicherheitsbezogenen Prozess- und Produktqualität 247 Jürgen Götz M.Sc., Prof. Dr.-Ing. Heinrich Otten, Prof. Dr.-Ing. habil. Tino Hausotte Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Dr.-Ing. Gökhan Akkasoglu, Diehl Metall Stiftung & Co. KG., Röthenbach a. d. Pegnitz GQW-Tagungsbände 263 GQW-Jahrestagung 2016 Seite III

9

10 Vorwort Vorwort Die digitale Revolution der Industrie hin zu einer Industrie 4.0 verändert Unternehmen und ihre Geschäftsmodelle grundlegend. Die Entwicklung hin zu globalen, hochgradig flexiblen Netzwerken, in denen Menschen, Maschinen, Ressourcen und Produkte untereinander kommunizieren und sich autonom steuern, geht einher mit einer Änderung der Anforderungen und Inhalte des Qualitätsmanagements. Durch die zunehmende Vernetzung von Material- und Informationsflüssen über Bereichs- und Unternehmensgrenzen hinweg gewinnt neben der Sicherung der Produkt- und Prozessqualität vor allem die Sicherung des Informationsflusses stark an Bedeutung. Industrie 4.0 erfordert somit ein Qualitätsmanagement 4.0. Gemeinsame Geschäftsprozesse und Qualitätsstandards, ein integriertes Managementsystem für Risiken, Prozesse, Qualität und Compliance sowie eine enge Verzahnung aller am Produktlebenszyklus beteiligten Akteure im Qualitätsmanagement stellen dabei wesentliche Voraussetzungen für die Entwicklung eines Qualitätsmanagements 4.0 dar. Die diesjährige GQW-Tagung steht daher unter dem Leitthema Qualitätsmanagement Status Quo! Quo Vadis? und hat sich zum Ziel gesetzt, den derzeitigen Stand der Entwicklung von Qualitätsmanagement 4.0 aufzuzeigen sowie Potenziale und künftige Herausforderungen von Qualitätsmanagement 4.0 mit Experten aus Wissenschaft und Praxis zu diskutieren. Hierzu werden im Rahmen der Tagung aktuelle Forschungsergebnisse und Lösungsansätze aus unterschiedlichen Bereichen der Qualitätswissenschaften vorgestellt. Die Durchführung der GQW-Tagung 2016 und die Erstellung dieses Tagungsbandes wären ohne die Mitwirkung zahlreicher Beteiligter nicht möglich gewesen. Mein Dank gebührt daher den Autoren für das Einreichen der Beiträge sowie den Professoren, die die Bewertung der Beiträge vorgenommen haben. Außerdem möchte ich mich bei meinen Mitarbeitenden für ihr Engagement bei der Organisation der Tagung bedanken. Sie alle haben entscheidend zu ihrem Erfolg beigetragen. Kassel, Februar 2016 Prof. Dr.-Ing. Robert Refflinghaus GQW-Jahrestagung 2016 Seite 1

11

12 Wirksamkeit verpflichtender Q-Methoden und Erkenntnisse für ein QM 4.0 Analyse der Wirksamkeit verpflichtender Q-Methoden und resultierende Erkenntnisse für ein Qualitätsmanagement 4.0 Benedikt Sommerhoff, Deutsche Gesellschaft für Qualität Kay Erler, Hochschule Wismar Abstract Die kommende Industrie 4.0 verändert Geschäftsmodelle, Prozesse und Aufbauorganisationen, setzt neue Techniken und Kompetenzprofile ein. Die Qualitätssicherung 4.0 in einem modernen Verständnis als Summe der Aktivitäten zur technischen Absicherung der Produktqualität ist dabei besonders stark von den technischen Innovationen beeinflusst. Das Qualitätsmanagement 4.0 in einem modernen Verständnis als Organisationsentwicklungsansatz, muss in besonderer Weise auf den Industrie 4.0-induzierten Wandel der Organisationen, ihrer globalen Netzwerke und der Arbeitswelt eingehen. Für die Wirkung von Qualitätsmanagement und auch von Qualitätssicherung hat dabei der Einsatz von Methoden wohl auch zukünftig eine herausragende Bedeutung. Eine onlinegestützte Expertenbefragung in 2015 hat erstmalig am Beispiel der Automobilindustrie analysiert, wie wirksam der Einsatz verpflichtender Q-Methoden ist. Sie zeigt einen beachtenswerten Anteil nicht wirksamer Anwendung. Mit Blick auf QM/QS 4.0 lassen sich nun auf Basis dieser Analyse Lösungsansätze entwickeln, wie QM-Regelwerksgeber, Managementsystemgestalter und Methodenanwender die Techniken der Industrie 4.0 einsetzen können, um die Wirksamkeit und den Nutzungsgrad sowohl verpflichtender als auch nicht verpflichtender Methoden zu erhöhen oder gar das Methodenportfolio zu bereinigen. Zentraler Ansatz ist der einer besseren Vernetzung von Q-Daten und der sie generierenden und verarbeitenden Methoden über die gesamte Supply Chain. Die auf Basis der Analyse offensichtlich notwendige Verbesserung der Kosten-Nutzen-Relation und die erkennbare Problematik der für den wirkungsvollen Methodeneinsatz fehlenden Ressourcen und Kompetenzen lassen sich durch einen hohen Automatisierungsgrad unter Nutzung der neuen Möglichkeiten der Industrie 4.0 plausibel beantworten. Diese Entwicklungen werden die QM-Systeme und QM-Organisationen massiv verändern. Die entstandenen Lösungsansätze berücksichtigen technische, strukturelle und kulturelle Aspekte sowohl der singulären Organisation als auch der Supply Chain. GQW-Jahrestagung 2016 Seite 3

13 Wirksamkeit verpflichtender Q-Methoden und Erkenntnisse für ein QM Einleitung Die Automobilindustrie, Hersteller und ihre Zulieferer, agieren in einer der am stärksten durch Regelwerke unterschiedlicher Art reglementierten Branchen. Ihr Endprodukt, das Automobil, ist eines der komplexesten Produkte, das in millionenfacher Serienfertigung produziert wird. Für Insassen und andere Verkehrsteilnehmer ist es sicherheitsrelevant, es prägt das öffentliche Leben, und bedarf einer enormen Verkehrsinfrastruktur. Es benötigt wertvolle und z.t. sehr knappe Ressourcen und die Emissionen des Verbrennungsmotors belasten Menschen und Umwelt. Gesetzgeber, Branchenverbände, Normungsinstitutionen und die Hersteller (OEM = Original Equipment Manufacturer) selbst haben deshalb umfangreiche Regelwerke geschaffen. Darunter befinden sich auch solche zum Qualitätsmanagement. Sie sollen die Kompatibilität von Entwicklungsprozessen und Fertigungsprozessen entlang der Lieferkette derart sicherstellen, dass die Funktions- und Qualitätsfähigkeit der vielen Bauteile und Teilsysteme im komplexen Gesamtsystem Automobil gewährleistet sind. Dazu gehört auch, dass Branchenstandards den Zulieferern, nicht den Herstellern selbst, den Einsatz bestimmter Qualitätsmanagement- oder Qualitätssicherungsmethoden (kurz Q-Methoden) empfehlen oder im Extremfall sogar vorschreiben. Automobilzulieferer stehen unter enormem Marktdruck. Sie müssen für ihre Entwicklungen vorab große Investitionen leisten, sind von einzelnen großen, marktmächtigen Kunden, die oft jährlich ihre Einkaufspreise senken, existenziell abhängig. Die Krise in 2009 hat gezeigt, wie dünn die Liquiditätsdecke vieler Zulieferer deshalb ist. Zusätzlich verändern die Entwicklungen der digitalen Ökonomie, besonders auch deren Teilmenge Industrie 4.0, für die automobile Zulieferkette die Rahmenbedingungen für Entwicklung, Fertigung sowie auch Qualitätsmanagement und Qualitätssicherung signifikant [1]. Viel mehr noch, greifen datenbasierte Geschäftsmodelle der digitalen Ökonomie und die sie lebenden Firmen die bisherigen Hersteller und Zulieferer direkt an. Als sogenannte Game Changer haben sie das Potenzial, Märkte und Branchen zu revolutionieren [2]. Bisher zeigen sich die allermeisten Zulieferer der Automobilindustrie als hochgradig bewegliche, innovative und in stabilen Phasen äußerst erfolgreiche Unternehmen. Von lag die Profitabilität der Zulieferer in 11 von 14 Jahren signifikant über der der OEM [3]. Sie erreichen dies durch eine außerordentliche Agilität, Schnelligkeit und Flexibilität. Typischerweise sind sie Unternehmen mit einem hohen organisatorischen Reifegrad. Doch gerade in Hinblick auf Agilität, Schnelligkeit, Flexibilität wirken rigorose Regelwerke kontraproduktiv, weil sie unternehmerische Spielräume einengen. So besteht eine Spannung zwischen der Notwendigkeit der Standardisierung in einer hochkomplexen Zulieferkette und dem Bedarf an Freiheitsgraden. Seite 4 GQW-Jahrestagung 2016

14 Wirksamkeit verpflichtender Q-Methoden und Erkenntnisse für ein QM 4.0 Menschen neigen dazu, Regeln, die sie nicht akzeptieren zu ignorieren und, wenn das zu riskant ist, sie zu umgehen. Eine weitere Möglichkeit ist, die Erfüllung einiger Spielregeln oder Standards mit geringem Aufwand nur zu simulieren. Sogar die über ihre Verbände regelwerksgebenden Automobilhersteller selbst zeigen ein derartiges Verhalten. Ein Extremfall ist sicherlich Volkswagen, mit der im September 2015 öffentlich gewordenen Praxis, bei vielen Dieselmotoren Umweltstandards durch eine intelligente Software zu umgehen. Ein weiteres drastisches Beispiel hat Altenhain 2012 aufgezeigt [4], als er im Rahmen einer Studie von einer Mehrheit der befragten Richter erfuhr, dass sie bei jedem zweiten Deal gegen die Strafprozessordnung verstoßen. Wie wirken sich die Rahmenbedingungen eines hochkompetitiven, sich durch die Industrie 4.0 verändernden und extrem reglementierten Umfeldes auf die Wirksamkeit von verpflichtenden Q-Methoden aus? Es ist durchaus an der Zeit, einmal zu untersuchen, wie wirksam Regelwerke sind. Hier geschieht das am Beispiel verpflichtender Q-Methoden. Gerade der fundierte Einsatz einiger Methoden wie z.b. der FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) ist sehr aufwändig für die Anwender. Die Autoren haben im Laufe ihrer beruflichen Praxis einzelne Beispiele kennen gelernt, wo Zulieferunternehmen die FMEA nur pro forma, aber ohne die gewünschte inhaltliche Aussagekraft erstellt haben. Aber sind das Einzelfälle oder hat die Automobilindustrie hier ein ernstzunehmendes Problem? 2 Anforderungen des Qualitätsmanagement 4.0 an Q-Methoden Im Qualitätsmanagement ist der Einsatz von Methoden von erfolgsentscheidender Bedeutung, denn er hilft, Prozesse zu optimieren, Produkte zu verbessern, Kundenbindung und Mitarbeiterzufriedenheit zu erhöhen [5, S. XIII]. Die Analyse von Fehlern und Fehlerursachen z.b., ist ohne methodisches Vorgehen nicht effizient und häufig auch nicht einmal effektiv. Die Industrie, mehr noch, die Wirtschaft ist in einem Umbruch, für den in Deutschland der Begriff Industrie 4.0 eingeführt wurde. Allerdings ist die Industrie 4.0 eine Teilmenge der digitalen Ökonomie oder der Ökonomie 4.0, die ja neben der produzierenden Industrie sehr stark die Dienstleistungsbranchen und -geschäftsmodelle beeinflusst und auch verändert. Die Veränderungen und ihre Auswirkungen sind so gravierend, dass zu prüfen ist, wie sie sich auf die Anforderungen an die Auswahl und den Einsatz von Q-Methoden auswirken werden. GQW-Jahrestagung 2016 Seite 5

15 Wirksamkeit verpflichtender Q-Methoden und Erkenntnisse für ein QM Der Einsatz von Q-Methoden Viele Methoden, die das Qualitätsmanagement selbst als seine Qualitätsmanagementmethoden reklamiert, sind natürlich in anderen Fachbereichen einsetzbar oder sind, ganz allgemein, Managementmethoden. Doch in den Sechziger- bis Achtzigerjahren haben Qualitätskontrolle, Qualitätssicherung, Qualitätsmanagement und Total Quality Management einen erheblichen Anteil daran, dass die Unternehmen in ihrem Vorgehen methodischer und systematischer geworden sind. Dazu haben auch QM-Regelwerke beigetragen, die den Methodeneinsatz empfohlen oder sogar verlangt haben. Das bezieht sich ganz besonders auf Aspekte der Verbesserung jeglicher Art, seien es Fehlerreduktion, Qualitäts- oder Effizienzverbesserung der Prozesse, der Prozesslandschaft oder der Verbesserung der ganzen Organisation inklusive ihrer Qualitäts- oder Fehlerkultur. Analyse, Konzeption und Umsetzung, die drei Schritte professioneller Arbeit, die der Professionssoziologe Abbott diagnosis, inference and treatment nennt [6, S. 40] bieten ein sehr gut geeignetes Ordnungsschema für die QM-Methoden und Werkzeuge, wie Gnann aufgezeigt hat [7]. Eines der zentralen Regelwerke des Qualitätsmanagements ist seit 1987 die ISO 9001 (aktueller Stand DIN EN ISO 9001:2015) mit dem Titel Qualitätsmanagementsysteme Anforderungen. Eine Reihe von Regelwerken geht ihrer Entstehung voraus und auf ihr basieren weitere, besonders die automobilen QM-Branchenstandards, wie die ISO/TS 16949, die wiederum die Regelwerkswelten der QS 9000 und des VDA (Verband der deutschen Automobilindustrie) miteinander verbunden hat. Schon 1987 hat die ISO 9001 eine Liste von Q-Methoden eingeführt, die zwar nicht verpflichtend waren, aber seitdem aus dem Methodenkanon des Qualitätsmanagement nie wieder verschwunden sind. Die automotiven Branchenstandards und ihre Anhänge und mitgeltenden Dokumente fordern einzelne Methoden, wie FMEA oder 8D-Report verbindlich, aber auch mit APQP (Advanced Product Quality Planning) einen Projektmanagementstandard für die Entwicklungs- und Serienanlaufphasen, der wiederum Dutzende von phasenspezifischen Q- Werkzeugen oder -Methoden adressiert. Sind nun Q-Methoden so bedeutend, weil die Regelwerke sie fordern? Oder ist es eher so, dass die Regelwerke sie fordern, weil die Q- Methoden sehr wirksam sein können? Sicherlich ist in einer so effizienten Branche wie der Automobilzulieferindustrie zumindest der Anspruch sehr ausgeprägt, effiziente und effizienzsteigernde Methoden einzusetzen. Andererseits ist das, was Verbandsgremien für grundsätzlich nützlich für eine weitverzweigte Zulieferkette erachten, sicherlich nicht für jedes einzelne der darin eingebundenen Unternehmen gleich sinnvoll und nützlich. So ist Seite 6 GQW-Jahrestagung 2016