Poka Yoke Fehler durch menschliche Fehlhandlungen vermeiden

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1 Poka Yoke Fehler durch menschliche Fehlhandlungen vermeiden DGQ-Regionalkreis Siegen Siegen, Johannes Stern Projektleiter TQU International GmbH TQU International GmbH - Wiblinger Steig Neu-Ulm - Tel. +49 (0) 731/

2 Wer sind die Umsetzer der TQU International GmbH? Das Steinbeis-Transferzentrums Qualität Ulm TQU wurde am durch Prof. Dr. Jürgen P. Bläsing, mit Unterstützung der Steinbeis-Stiftung für Wirtschaftsförderung des Landes Baden-Württemberg gegründet. In den folgenden Jahren wuchs das Unternehmen stetig an und baute das Portfolio der Kompetenzen aus. Seit 2006 wird die Umsetzung von Projekten in Unternehmen organisatorisch in der TQU International GmbH durch Herr Elmar Zeller geführt. In 27 Jahren TQU sind Geschichten entstanden. Geschichten, die ihre Bedeutung bis heute erhalten konnten. 2

3 Wir verbessern mit unserer Projektarbeit nachhaltig die Leistungsfähigkeit von Unternehmen Von den Leistungskennzahlen des Unternehmens kommend, finden wir mit systematischen die richtigen Stellschrauben und setzen Veränderungen zur Steigerung der Leistungsfähigkeit um Über die transparente Gestaltung von Prozessen fördern wir die Ausrichtung der Vorgehensweisen auf Ihre Zielsetzungen und schaffen die Basis für erfolgreiche Veränderungen Durch die Ausrichtung von Organisationsstruktur, Prozessen und Ergebnissen auf Business Excellence verändern wir spürbar die gelebte Unternehmenskultur und verbessern nachhaltig die Unternehmensleistung Wir sind Umsetzer und arbeiten auf Basis fundierter Konzepte. Pragmatisch und mit kurzen Veränderungsschleifen entwickeln wir mit unseren Kunden durchsetzungsfähige Lösungen. 3

4 Vorgehen der Umsetzer Unternehmen verstehen und den Auftraggeber unterstützen Die Identifikation mit dem Kundenunternehmen und ein ehrliches Interesse an deren Produkten wird bei uns groß geschrieben. Menschen beteiligen und erfolgreich machen Wir schätzen die Menschen die mit uns zusammenarbeiten und sorgen dafür, dass Projektbeteiligte Erfolg haben werden. Pragmatisch vorgehen und nachhaltig umsetzen Bereit sein in der Umsetzung die Lösung zu verbessern, die vereinbarten Projektziele mindestens zu erreichen und Zusagen einzuhalten ist für uns Grundlage der Arbeit. 4

5 Projektbeispiele der Umsetzer ERBE Elektromedizin GmbH, Tübingen Gestaltung und Umsetzung des Produktrealisierungsprozesses ZF Services GmbH, Friedrichshafen Aufbau des internationalen prozessorientierten Managementsystems Zwick GmbH & Co. KG, Einsingen Gestaltung und Umsetzung des Produktentwicklungsprozesses Entwicklung und Umsetzung eines Safety Konzeptes für die neue Maschinenrichtlinie 2006/42/EG profine GmbH, Pirmasens Gestaltung und Umsetzung des Product Life Cycle Prozesses Umsetzung einer Qualitätsoffensive mit Six Sigma Knorr-Bremse AG, Aufbau des internationalen prozessorientieren Managementsystems Carl Zeiss SMT AG, Oberkochen Entwicklung und Umsetzung einer Business Excellence Initiative mit dem Ziel einer Umsatzverdoppelung Homag Holzbearbeitungssysteme AG, Schopfloch Halbierung der Qualitätskosten mit einer umfassenden Qualitätsoffensive Q+ Lufthansa Sky Chefs, Neu-Isenburg Unterstützung beim Aufbau und Umsetzung des weltweiten Business Process Management Systems Einen Überblick über alle durchgeführten Projekte der Umsetzer finden sie unter 6

6 Zusammengefasste Kundenfeedbacks für die Umsetzer Zielorientierung - Die Umsetzer arbeiten konsequent auf das Ziel des Kunden hin und versuchen immer mehr zu erreichen Konzeptionelle Stärke - Die Umsetzer entwickeln funktionierende Konzepte und durchdenken ihr Vorgehen Menschlichkeit - Die Umsetzer versuchen zu verstehen, bauen Beziehungen zu ihren Kunden auf und bringen so Spaß in die Projekte Motivationsfähigkeit - Die Umsetzer schaffen es die Führungskräfte und Mitarbeiter des Kunden für die Projekte zu begeistern Umsetzungsorientierung - Die Umsetzer entwickeln individuelle Lösungen, wenden dabei die richtigen und Vorgehensweisen effizient und überzeugen mit ihrer Arbeit Leidenschaft - Die Umsetzer wollen die Herausforderung praktisch verstehen und kämpfen mit dem Kunden für die Verbesserung. Erfahrung - Die Umsetzer haben schon mit sehr vielen Veränderungsprojekten in Unternehmen Verbesserungen erreicht. Sie denken und arbeiten langfristig 7

7 Poka Yoke Fehler durch menschliche Fehlhandlungen vermeiden DGQ-Regionalkreis Siegen Siegen, Johannes Stern Projektleiter TQU International GmbH TQU International GmbH - Wiblinger Steig Neu-Ulm - Tel. +49 (0) 731/

8 Was bedeutet Poka Yoke? Poka* = die Vermeidung Yoke* = der unbeabsichtigte Fehler oder auch Fehlhandlung Grundlage für Poka Yoke ist die Erkenntnis, dass kein Mensch in der Lage ist unbeabsichtigte Fehler oder Fehlhandlungen vollständig zu vermeiden. Poka Yoke versucht in der klassischen Vorgehensweise meist durch harte technische Vorkehrungen und Einrichtungen die Fehlhandlungen (mistake) oder das Entstehen von Fehlern daraus zu verhindern. Zusätzlich nutzt Poka Yoke weiche Hilfen zur Vermeidung von Fehlhandlungen, z.b. Farben, Formen, Töne etc. Innovative Vorgehensweisen installieren Poka Yoke Systeme in den unterschiedlichen Phasen des Produktrealisierungsprozesses * Japanisch 9

9 Die Geschichte von Poka Yoke Ausgelöst wurde die Entwicklung von Poka Yoke durch die Erkenntnis, dass aus menschlichen Fehlhandlungen (mistakes) Fehler (defects) entstehen können. Die Kette zwischen der menschlichen Fehlhandlung und dem Fehler sollte unterbrochen werden Entwickelt wurde die Methode Poka Yoke 1961 in Japan von Shigeo Shingo, einem Qualitätsingenieur von Toyota Ursprünglich wurde der Begriff Baka Yoke benutzt, der Narrensicher bedeutet Der Ausgangspunkt für die Entwicklung des Poka Yoke Systems mit Fehlerquelleninspektion lag für Shigeo Shingo bei der statistischen Qualitätskontrolle (SQC), nach amerikanischem Typus hatte Shingo die Entwicklung von Poka Yoke abgeschlossen Vor ca Jahren spielte die Methode Poka Yoke eine kleine Rolle in Europa im Rahmen des Quality Engineering, fristete aber ein Schattendasein. In den letzten Jahren findet eine Renaissance der Methode in Europa statt Das TQU hat vor 10 Jahren begonnen die Methodik für Kunden aus der Automobilindustrie weiterentwickeln. Es wurde eine Systematik entwickelt um die relevanten Fehler und die ihnen zugrunde liegenden Fehlhandlungen zu finden und Poka Yoke Lösungen zu erarbeiten 10

10 Poka Yoke versucht die möglichen Fehlerketten zu unterbrechen Fehlhandlung (Mistake) Zeit Fehler (Defect) Kunde: Ölstand beim Fahrzeug nicht kontrolliert Kunde: Wasserhahn nicht abgedreht Kunde: Scheinwerfer nicht eingeschaltet Service: Falsches Werkzeug Produktion: Falscher Klebstoff Produktion: zu wenig Bohrungen Entsorgung: Materialien nicht gekennzeichnet Motorschaden Wasser läuft über Unfall im Tunnel Reparatur nicht möglich Verbindung unzureichend nicht montierbar nicht trennbar 11

11 Wo entstehen menschliche Fehlhandlungen mit möglichen Fehlern und könnten über Poka Yoke verhindert werden? Entwickeln Konstruieren verdreht Planen verwechselt Fertigen falsch Was kann beim Montieren unvollständig werden? Versenden/Aufbauen vergessen Anwenden/Reparieren anders eingesetzt Ab- und Aufbauen manipuliert Entsorgen und führt damit zu Fehlern! 12

12 Beispiel für Poka Yoke - Tankdeckel Der Tankdeckel dieses Autos ist mit einem Gummiband mit dem Fahrzeug verbunden. Ein Vergessen des Verschlusses auf dem Autodach oder an der Tankstelle ist somit ausgeschlossen. Eine Poka Yoke Lösung! Doch wie kommt man zu solchen einfachen und effektiven Lösungen? 16

13 Beispiel für Poka Yoke - Abrisssicherung Die Schläuche von Zapfsäulen sind mit einer Abrisssicherung versehen, die sofort den Spritfluss unterbricht. Unkontrolliertes Auslaufen von Benzin oder Diesel, was ein Entzünden zur Folge haben könnte, ist somit ausgeschlossen. Eine Poka Yoke Lösung! Doch wie kommt man zu solchen wirkungsvollen Lösungen? 17

14 Beispiel für Poka Yoke - Automatikgetriebe Autos mit Automatikgetrieben lassen sich nur abstellen oder starten, wenn der Wählhebel auf Park-Position steht. Ein versehentliches Wegrollen des abgestellten Autos oder ein unkontrolliertes Anfahren beim Starten wird damit verhindert. Eine Poka Yoke Lösung! Doch wie kommt man zu solchen wirkungsvollen Lösungen? 19

15 Beispiel für Poka Yoke Thermo-Spot Die Thermo-Spot-Pfanne ist mit einem visuellen Indikator ausgestattet. Dieser Indikator verfärbt sich bei heißer Pfanne. Das Muster ist dann nicht mehr sichtbar. Der Anwender weiß, dass die Pfanne nun heiß und bratbereit ist. Eine Poka Yoke Lösung! Doch wie kommt man zu solchen wirkungsvollen Lösungen? 20

16 Die Logik von Poka Yoke ist einfach und wirkt Fehlhandlung (error): Gas- und Wasseranschlüsse können vertauscht werden. Fehler (defect): Durch das Vertauschen kann Gas austreten und sich entzünden. Weitere Beispiele: Lösung nach Poka-Yoke: Gasanschlüsse erhalten ein Linksgewinde und Wasseranschlüsse ein Rechtsgewinde. Telefonstecker (TAE) lässt sich nicht verkehrt herum einstecken USB-Stecker lassen sich nur in einer Ausrichtung stecken Staubsauger schließen nur bei eingelegtem Staubsaugerbeutel 21

17 Es gibt ein System mit der die Poka Yoke Lösungen gefunden werden können Fehler werden in der Arbeitsphase erzeugt und Prüfungen können nichts anderes bewirken, als die Fehler zu finden. (Shigeo Shingo) Poka Yoke System Zero Quality Control ohne separate Qualitätskontrolle Poka Yoke Mistake proofing fehlhandlungssicher Vermeidet Fehlhandlungen oder verhindert Fehler daraus Source Inspection Fehlerquelleninspektion Vermeidet mögliche Ursachen und verhindert Fehlhandlungen My medicine works, but only if the patient takes it. (Shigeo Shingo) 23

18 Wie funktionieren die Poka Yoke Lösungen? Ausgangsbasis für Poka Yoke ist die Erkenntnis, dass kein Mensch in der Lage ist unbeabsichtigte Fehler vollständig zu vermeiden Poka Yoke Lösungen beinhalten grundsätzlich drei Mechanismen: 1. Fehlhandlung prüfen (Prüfmethode) Wie lässt sich die Fehlhandlung erkennen? 2. Fehlhandlung identifizieren (Auslösemechanismus) Wo und wann lässt sich die Fehlhandlung erkennen? 3. Fehlhandlung kenntlich machen (Reguliermechanismus) Wie erfährt der Mitarbeiter von der Fehlhandlung? 24

19 1. Schritt: Fehlhandlung prüfen (Prüfmethode) Fehler wird schon vor dem Arbeitsschritt unmöglich gemacht Fehlerquellenprüfung / Ursachenkontrolle Fehlerentdeckung im Arbeitsschritt Prüfung mit direktem Feedback / Selbstkontrolle a. b. c. Fehlerentdeckung beim Übergang oder im nächsten Arbeitsschritt Prüfung mit indirektem Feedback / Folgekontrolle 25

20 2. Schritt: Fehlhandlung kenntlich machen (Auslösemechanismus) a) Der Fehler ist bestimmt durch physikalische Größen, wie z.b. Gewicht, Form, Temperatur etc. und kann durch Sensoren festgestellt werden - Kontaktmethoden. b) Der Fehler ist bestimmt durch die Anzahl der Arbeitsschritte oder Teile (zuviel / zuwenig) Konstantwertmethoden. c) Der Fehler ist bestimmt durch die Abfolge einzelner Montageschritte z.b. Bauteile bauen aufeinander auf (Getriebe, mechanische Uhr) - Schrittfolgemethoden. 26

21 3. Schritt: Abwehr der Fehlerfolge (Reguliermechanismus) a) Der Arbeitsschritt wird gestoppt oder unmöglich gemacht. Aus der Fehlhandlung kann kein Fehler entstehen oder er pflanzt sich nicht fort - Eingriffsmethoden. b) Der Mitarbeiter wird auf die Fehlhandlung hingewiesen und er kann Korrekturmaßnahmen einleiten - Warnmethoden. 27

22 Die Poka Yoke Systemmatrix zeigt die möglichen Lösungen auf 1. Prüfmethode 2. Auslösemechanismus 3. Reguliermechanismus a) Fehlerquellenprüfung - Ursachenkontrolle a) Kontaktmethoden physikalische Größen a) Eingriffsmethode Stopp b) (direkt) Selbstkontrolle b) Konstantwertmethoden Anzahl Teilarbeitsschritte b) Warnmethode Signal c) (indirekt) - Folgekontrolle c) Schrittfolgemethoden - Standardbewegungsabläufe 28

23 Prüfmethode: Fehlerquellenprüfung Die Fehlerquellenprüfung macht die Ursache, die zu einer Fehlhandlung führen kann, unmöglich. Prüfmethode Fehlerquellenprüfung Auslösefunktion Kontaktmethoden Regulierfunktion Eingriffsmethode (direkt) Konstantwertmethoden Warnmethode Beispiel: Es wird an der Materialzuführung eines Arbeitsschrittes ein Anschlag angebracht, der verhindert, dass eine falsche Schraubenlänge in den Prozessschritt gelangt. (indirekt) Schrittfolgemethoden Fehlerquellenbeseitigung Grundprinzipien: Verhindern, dass falsches Material zu dem Arbeitsschritt gelangen kann. Verhindern, dass fehlerhaftes/defektes Material zu dem Arbeitsschritt gelangen kann. Verhindern, dass ein fehlerhaftes Werkstück zu dem Arbeitsschritt gelangen kann. Verhindern, dass nicht eingewiesene Mitarbeiter diesen Arbeitsschritt bedienen. Verhindern, dass sehr ähnliche Teile oder Werkstücke in diesem Arbeitsschritt in chaotischer Abfolge bearbeitet werden.... Quelle: Poka Yoke Ideenbaukasten 32

24 Prüfmethode: (direkt) Die Prüfung mit direktem Feedback vermeidet, dass der Fehler geschieht, indem die Fehlhandlung sofort erkannt wird. Prüfmethode Fehlerquellenprüfung (direkt) Auslösefunktion Kontaktmethoden Konstantwertmethoden Regulierfunktion Eingriffsmethode Warnmethode Beispiel: Der Telefonanschlussstecker (TAE) lässt sich nicht verdreht einstecken. (indirekt) Schrittfolgemethoden Fehlerquellenbeseitigung Grundprinzipien: Das zu montierende Teil lässt sich aufgrund der äußeren Abmessungen nicht in einer falschen Orientierung montieren. Gleichartige Bauteile werden verschiedenartig dimensioniert, d.h. wenn zwei Schraubenlängen verwendet werden müssen, werden auch zwei unterschiedliche Durchmesser verwendet, um die Fehlhandlung auszuschließen. Die Materialentnahme wird überwacht und bei einer Falschentnahme wird der Werker durch einen Summer gewarnt.... Quelle: Poka Yoke Ideenbaukasten 33

25 Prüfmethode: (indirekt) Die Prüfung mit indirektem Feedback sorgt dafür, dass ein Fehler sich nicht in den nächsten Prozessbzw. Arbeitsschritt fortpflanzen kann. Prüfmethode Fehlerquellenprüfung (direkt) Auslösefunktion Kontaktmethoden Konstantwertmethoden Regulierfunktion Eingriffsmethode Warnmethode Beispiel: Ein symmetrisches Werkstück muss an zwei Seiten gebohrt werden. Für den Transport in den nächsten Arbeitsschritt ist eine Auflage vorhanden, die an den zwei Bohrungen Stifte aufweist. Wenn nicht beide Löcher gebohrt sind, kann das Werkstück nicht in den nächsten Arbeitsschritt gebracht werden. (indirekt) Schrittfolgemethoden Fehlerquellenbeseitigung Grundprinzipien: Verhindern, dass fehlerhafte Werkstücke in den nächsten Arbeitsschritt gelangen, z.b. durch Kontrolle der äußeren Abmessungen, des Gewichtes... Verhindern, dass vorgegebene Arbeitsschritte ausgelassen werden. Verhindern, dass bei Unterbrechungen von zeitlich abhängigen Prozessschritten unklare Werkstücke weiter verarbeitet werden. Beim Auftreten von abnormalen Konditionen im Arbeitsschritt muss der Werker informiert werden.... Quelle: Poka Yoke Ideenbaukasten 34

26 Auslösefunktion: Kontaktmethoden Unzulässige Abweichungen von dem Ideal werden von Sensoren gemessen. Je nach Art des Sensors kann der Kontakt berührend oder berührungslos sein. Prüfmethode Fehlerquellenprüfung (direkt) Auslösefunktion Kontaktmethoden Konstantwertmethoden Regulierfunktion Eingriffsmethode Warnmethode Beispiel: Ein Anschlag der zu lange Schrauben aussortiert. (indirekt) Schrittfolgemethoden Fehlerquellenbeseitigung Grundprinzipien: Das Werkstück ist vorhanden. Die Lage des Werkstückes ist richtig. Die Temperatur des Werkstückes ist richtig. Der Druck des Prozesses ist wie vorgegeben. Der Stromfluss liegt innerhalb der Parameter. Die vorgegebene Dauer ist richtig. Die Länge, die Dicke oder das Gewicht ist korrekt.... Quelle: Poka Yoke Ideenbaukasten 35

27 Auslösefunktion: Konstantwertmethoden Abweichungen oder Unregelmäßigkeiten im Fertigungsprozess werden durch das Überprüfen des Erreichens einer bestimmten Anzahl von Teilarbeitsschritten erkannt. Prüfmethode Fehlerquellenprüfung (direkt) (indirekt) Auslösefunktion Kontaktmethoden Konstantwertmethoden Schrittfolgemethoden Regulierfunktion Eingriffsmethode Warnmethode Fehlerquellenbeseitigung Die technischen Mittel müssen einfach und wirkungsvoll sein, wie z.b. mechanische Zähleinrichtungen. Grundprinzipien: Die Anzahl der Arbeitsschritte wird überwacht. Die Anzahl der sich wiederholenden Tätigkeiten wird überwacht, z.b. Anzahl der Schweißpunkte. Die maximale Anzahl von Bohrungen von einer Bohreinrichtung wird überwacht, um die Verschleißgrenze nicht zu überschreiten. Die Höhe von gestapelten Werkstücken wird überwacht, damit jede Charge die gleiche Anzahl erhält.... Quelle: Poka Yoke Ideenbaukasten 36

28 Auslösefunktion: Schrittfolgemethoden Der Standardbewegungsablauf eines Arbeitsprozesses wird erkannt und mit möglichst einfachen Hilfsmitteln überprüft. Prüfmethode Fehlerquellenprüfung (direkt) Auslösefunktion Kontaktmethoden Konstantwertmethoden Regulierfunktion Eingriffsmethode Warnmethode Beispiel: Es können die benötigten Materialien zur Montage nur sequentiell abgerufen werden. Beim Bestücken einer Platine werden die äußerlich zum Verwechseln ähnlichen Widerstände nur in der Reihenfolge des Lötplanes von einem System zugeteilt bzw. ausgeworfen. (indirekt) Schrittfolgemethoden Fehlerquellenbeseitigung Grundprinzipien: Material wird in der Reihenfolge der Verwendung zugeteilt. Werkzeuge funktionieren nur in der Reihenfolge der Verwendung. Arbeitsschritte bedingen sich in ihrer Reihenfolge, z.b. kann ein Stift erst nach dem Zusammenstecken zweier Teile eingestoßen werden. Material wird nur durch einstecken der korrekten Kanban-Karte ausgeworfen, die am Arbeitsauftrag befestigt ist.... Quelle: Poka Yoke Ideenbaukasten 37

29 Regulierfunktion: Eingriffsmethode Beim Auftreten von Abweichungen oder Fehlhandlungen wird das System sofort angehalten oder der Vorgang wird unmöglich gemacht. Prüfmethode Fehlerquellenprüfung (direkt) Auslösefunktion Kontaktmethoden Konstantwertmethoden Regulierfunktion Eingriffsmethode Warnmethode Beispiel: Der Netzwerkstecker (RJ 45) lässt sich nicht verdreht stecken. (indirekt) Schrittfolgemethoden Fehlerquellenbeseitigung Grundprinzipien: Der Arbeitsschritt lässt sich nicht vollziehen. Auf das falsche Material kann nicht zugegriffen werden. Die Maschine hält an. Der Abtransport des Werkstücks findet nicht statt. Das Werkzeuge lässt sich nicht verwenden. Das Werkstück lässt sich aufgrund der falschen äußeren Abmessungen nicht in die Fördereinrichtung einbringen.... Quelle: Poka Yoke Ideenbaukasten 38

30 Regulierfunktion: Warnmethode Sämtliche Arten von optischen und/oder akustischen Signalen, die auf die Situation der entstehenden oder gerade entstandenen Fehlhandlung hinweisen. Prüfmethode Fehlerquellenprüfung (direkt) Auslösefunktion Kontaktmethoden Konstantwertmethoden Regulierfunktion Eingriffsmethode Warnmethode Beispiel: Ein rotes Blinklicht blinkt, wenn im Betrieb ein Sicherheitszaun geöffnet wird. (indirekt) Schrittfolgemethoden Fehlerquellenbeseitigung Grundprinzipien: Summer Hupe Bandansage Vibrationsalarm Warnleuchte Blinkleuchte Blitzlicht... Quelle: Poka Yoke Ideenbaukasten 39

31 Fehlerquellenbeseitigung Mit der Beseitigung der Fehlerquelle sind Fehler nicht mehr möglich. Prüfmethode Fehlerquellenprüfung Auslösefunktion Kontaktmethoden Regulierfunktion Eingriffsmethode (direkt) Konstantwertmethoden Warnmethode (indirekt) Schrittfolgemethoden Beispiel: Unterschiedliche Ausführungen von Heckleuchten (US / ECE) können bei der Montage verwechselt werden. Lösung 1: Es gibt nur noch eine Variante Lösung 2: US und ECE Fahrzeuge werden an unterschiedlichen Orten montiert Fehlerquellenbeseitigung Grundprinzipien: Eliminieren von Montageschritten (stecken statt schrauben) Eliminieren von Varianten (nur noch eine Ausführung) Eliminieren von Funktionen (z.b. automatisches Fahrlicht beim Auto) Quelle: Poka Yoke Ideenbaukasten 40

32 Poka Yoke Beispiel in der Lösungsmatrix Ein Rasenmäher muss sich automatisch nach dem Loslassen des Handschalters abschalten. Damit kann es bei einem Sturz oder sonstigen Unfall zu keinen Verletzungen durch das Schneidewerkzeug kommt. Prüfmethode Auslösemechanismus Reguliermechanismus Aufgabe Fehlerquellen- prüfung (direkt) Kontakt- Konstantwert- Eingriffs- Methode Warn- Vermeidung von Verletzungen durch das laufende Schneidwerkzeug (indirekt) Schrittfolge- Methode 41

33 Poka Yoke Beispiel in der Lösungsmatrix Ein Wäschetrockner beendet den Trockenvorgang sobald die Tür geöffnet wird. Auf diese Weise wird Verletzungen beim Nutzer wirkungsvoll vorgebeugt. Prüfmethode Auslösemechanismus Reguliermechanismus Aufgabe Fehlerquellenprüfung (direkt) Kontakt- Konstantwert- Eingriffs- Methode Warn- Vermeidung von Verletzungen durch Öffnung während des Trockenvorganges (indirekt) Schrittfolge- Methode Poka Yoke - Fehler durch Fehlhandlungen vermeiden - TQU International GmbH - Neu-Ulm 42

34 Poka Yoke Beispiel in der Lösungsmatrix In einigen Autos wird der Fahrer durch einen Piepston gewarnt, wenn er das Auto abstellt und das Licht noch an ist und in anderen geht es von alleine aus Auf diese Weise wird einer Entladung der Batterie wirkungsvoll vorgebeugt Prüfmethode Auslösemechanismus Reguliermechanismus Aufgabe Fehlerquellenprüfung (direkt) (indirekt) Kontakt- Konstantwert- Schrittfolge- Eingriffs- Methode Warn- Methode Vermeidung der Batterieentladung durch Vergessen des Ausschaltens der Scheinwerfer Poka Yoke - Fehler durch Fehlhandlungen vermeiden - TQU International GmbH - Neu-Ulm 43

35 Poka Yoke Beispiel in der Lösungsmatrix Nach Stanzprozessen kann mit einer entsprechend gestalteten Werkstückaufnahme erkannt werden, wenn ein Werkstück aus Unachtsamkeit nicht bearbeitet wurde. Einer Weiterleitung ungestanzter Einzelteile wird somit vorgebeugt Prüfmethode Auslösemechanismus Reguliermechanismus Aufgabe Fehlerquellenprüfung (direkt) Kontakt- Konstantwert- Eingriffs- Methode Warn- Vermeidung der Weitergabe unbearbeiteter Werkstücke (indirekt) Schrittfolge- Methode Poka Yoke - Fehler durch Fehlhandlungen vermeiden - TQU International GmbH - Neu-Ulm 44

36 Poka Yoke Systeme (Zero Quality Control) Prüfmethode Fehlerquellenprüfung (direkt) (indirekt) Aufgabe: Auslösefunktion Kontakt- Konstantwert- Schrittfolge- Sichere Montage von Türgummi Regulierfunktion Eingriffs- Methode Warn- Methode Branche Automobilhersteller Vor der Verbesserung: Durch Variation in der Art und Weise der Montage der Türgummis an einem PKW kam es zu starken Schwankungen der kundenrelevanten Türschließkräfte. Nach der Verbesserung: Am Türgummi wurde durch konstruktive Änderung eine Nase angeformt, die in eine bereits vorhandene Vertiefung am Fahrzeug greift. Damit erfolgt jetzt die Positionierung formschlüssig. Ergebnis: Keine Reklamationen mehr wegen Türschließkräften mit Ursache Gummimontage. Kosten: Werkzeugänderungskosten 45

37 Poka Yoke Systeme (Zero Quality Control) Prüfmethode Fehlerquellenprüfung (direkt) (indirekt) Aufgabe: Auslösefunktion Kontakt- Konstantwert- Schrittfolge- Lagerichtiger Einbau eines Beschleunigungssensors Regulierfunktion Eingriffs- Methode Warn- Methode Branche Automobil- zulieferer Vor der Verbesserung: Beschleunigungssensoren wurden häufig um 180 verdreht vormontiert. Nach der Verbesserung: Der Beschleunigungssensor wurde an den Seiten mit zwei geometrisch unterschiedlich ausgeformten Führungen versehen. Der Beschleunigungssensor lässt sich nicht mehr verdreht einsetzen. Ergebnis: Weitergabe von verdreht vormontierten Beschleunigungssensoren wurde verhindert. Kosten: Werkzeugänderungskosten 46

38 Poka Yoke Systeme (Zero Quality Control) Prüfmethode Fehlerquellenprüfung (direkt) (indirekt) Aufgabe: Auslösefunktion Kontakt- Konstantwert- Schrittfolge- Vergessen eines Dichtungsrings vermeiden. Regulierfunktion Eingriffs- Methode Warn- Methode Branche Luft- und Raumfahrt Vor der Verbesserung: Ein Dichtungsring wurde beim Zusammenfügen zweier Bauteile häufig vergessen. Der Fehler trat erst bei der Endmontage des Produktes mit dem Füllen der Hydraulikflüssigkeit auf. Nach der Verbesserung: Die betroffenen Bauteile wurden einer Designänderung unterzogen und der Dichtungsring konnte vollständig entfallen. Ergebnis: Fehlhandlung konnte vollständig vermieden werden, da der Arbeitsschritt entfiel. Kosten:

39 Qualität einer Poka Yoke Lösung Eine gute Poka Yoke Lösung zeichnet sich meistens durch folgende Merkmale aus: Die Lösung erfordert lediglich geringe Investitionen und ist rasch und einfach realisierbar. Die Lösung hat beträchtliche Auswirkungen auf die Qualität des Endproduktes. Die Lösung stellt keinen zusätzlichen Arbeitsschritt dar, sondern die ist Teil des Prozesses und konzentriert sich auf eine oder wenige potentielle Fehlhandlungen. Die Lösung wurde gemeinsam mit den betroffenen Mitarbeitern gefunden. Der Mitarbeiter wird nicht kontrolliert, sondern dabei unterstützt qualitativ hochwertig zu arbeiten. Die Lösung kann, im Zusammenwirken mit weiteren Maßnahmen, eine Endkontrolle unnötig machen. 48

40 Zeitliche Ausrichtungen von Poka Yoke Lösungen Produktorientiertes Poka Yoke In der Entwicklungsphase werden theoretische Fehlhandlungen in den unterschiedlichen Lebensphasen eines Produktes identifiziert und über konstruktive Maßnahmen verhindert zukunftsorientierte Ausrichtung Prozessorientiertes Poka Yoke In geplanten oder bestehenden Prozessen werden mögliche Fehlhandlungen identifiziert und über Vorrichtungen, Werkzeuge und Hilfsmittel verhindert gegenwartsorientierte Ausrichtung Fehlerorientiertes Poka Yoke Es werden bekannte Fehler analysiert, die Fehlhandlung identifiziert und in den bestehenden Prozessen über Vorrichtungen, Werkzeuge und Hilfsmittel verhindert vergangenheitsorientierte Ausrichtung 49

41 Wo können Poka Yoke Lösungen entwickelt werden? Entwicklung/ Konstruktion Produktionsplanung Fertigung/ Montage Anwendung/ Service Produktorientiertes Poka Yoke lernen Theoretische Fehlhandlungen identifizieren und durch konstruktive Maßnahmen verhindern Prozessorientiertes Poka Yoke lernen Mögliche Fehlhandlungen erkennen und verhindern Fehlerorientiertes Poka Yoke Bekannte Fehlhandlungen vermeiden 50

42 Produktorientiertes Poka Yoke oder Source Inspection Mit dem produktorientierten Poka Yoke oder Source Inspection lassen sich theoretische Fehlhandlungen bei der Planung, Erstellung und Anwendung des Produktes identifizieren und mittels konstruktiver Maßnahmen verhindern. Produktorientiertes Poka Yoke Entwicklung und Konstruktion Produktionsplanung Produktion Anwendung und Service Drei Vorgehensweisen: 1. Grundsätze der Entwicklung und Konstruktion um Poka Yoke Aspekte (Asymmetrie, gleiche Schrauben, etc.) ergänzen und umsetzen 2. Systematische Vorselektion und Priorisierung von fehlhandlungs-riskanten Baugruppen und Bauteilen 3. Auswertung von bekannten Fehlern, deren ursächlichen Fehlhandlungen und bekannten Poka Yoke Lösungen 51

43 Mögliche Poka Yoke Grundsätze der Entwicklung und Produktionsplanung Asymmetrie bewusst einzusetzen um Verwechseln oder Verdrehen zu verhindern Farbliche Markierungen überall nutzen, wo es am Endprodukt vom Kunden nicht erkannt oder zumindest nicht als störend empfunden wird Farbliche Markierungen um Herstellung zu erleichtern Farbliche Markierungen zur intuitiven Bedienbarkeit während der Anwendung Farbliche Markierungen um die Trennbarkeit vor der Entsorgung zu ermöglichen Kombination von Farben und Formen zur Kennzeichnung Eliminieren unnötiger, dem Kundennutzen nicht dienender Varianten im Produkt Einheitliche Schrauben (einheitliche Abmessungen und Härtegrade) verwenden Kombination von Härtegrad und Abmessung Abrissschrauben und muttern einsetzen um Einschraubfestigkeit zu sichern Gerüche, Geräusche und Haptik bewusst einsetzen Produktaufbau so gestalten, dass die Aufbaureihenfolge vom Produkt bestimmt wird 52

44 Prozessorientiertes Poka Yoke oder Source Inspection Mit dem prozessorientierten Poka Yoke oder Source Inspection lassen sich mögliche Fehlhandlungen identifizieren und über Vorrichtungen, Werkzeuge und Hilfsmittel verhindern. Prozessorientiertes Poka Yoke Entwicklung und Konstruktion Produktionsplanung Produktion Anwendung und Service Drei Vorgehensweisen 1. Anwendung von Grundsätzen einer fehlhandlungssicheren Prozessgestaltung 2. Vorselektion und Priorisierung von möglichen Fehlhandlungen durch eine Prozessanalyse ( go and see ) 3. Auswertung von bekannten Fehlern, deren ursächlichen Fehlhandlungen und bekannten Poka Yoke Lösungen 53

45 Fehlerorientiertes Poka Yoke oder Source Inspection Mit dem fehlerorientierten Poka Yoke oder Source Inspection lassen sich bekannte Fehlhandlungen über Werkzeuge, Vorrichtungen und Hilfsmittel verhindern Fehlerorientiertes Poka Yoke Entwicklung und Konstruktion Produktionsplanung Produktion Anwendung und Service Eine Vorgehensweise 1. Grundsätze 2. Vorselektion und Priorisierung 3. Auswertung von bekannten Fehlern, deren ursächlichen Fehlhandlungen und bekannten Poka Yoke Lösungen 54

46 Der TQU Ideenbaukasten für einfache Poka Yoke Lösungen Mit Hilfe des Ideenbaukastens werden viele Lösungsmöglichkeiten für eine Aufgabenstellung geboten. Ziel des Ideenbaukastens ist es, Anregungen für Poka Yoke Lösungen zu geben. Inhalte als Beispiel: Bewusste Asymmetrie einsetzen Optisch, visuell, Farben einsetzen (fluoreszierend) Verhindern dass ähnliche Teile in einem Arbeitsschritt verwendet werden Bauteil / Funktion wird mehrfach genutzt Befestigen von weiteren Bauteilen 4. Poka Yoke Ideenbaukasten Ziel dieses Baukastens ist es, anhand von Beispielen neue Lösungsideen für die Poka Yoke Matrix zu finden. Für jeden Schritt in der Systemmatrix sind hier die Ideen in einem eigenen Tabellenblatt hinterlegt. Prüfmethode 3 Auslösefunktion 2 Regulierfunktion 4 Fehlerquellenprüfung Kontaktmethoden Eingriffsmethode (direkt) (indirekt) Fehlerquellenbeseitigung Konstantwertmethoden Schrittfolgemethoden 1 Warnmethode 4.1. Fehlerquellenbeseitigung Empfohlene Reihenfolge Die Fehlerquellenbeseitigung schließt die prinzipielle Möglichkeit von Fehlhandlungen aus bzw. unterbricht die Kette von Fehlhandlung zu Feh Prüfmethode Die Prüfmethode beschreibt Beispiel: den Ort und die Zeit der Entdeckung des Fehlers oder der Ursache. Als Eingangsinformation dient die Auslösefunktion. (Wann und Wo wird der Fehler entdeckt?) Anbringung einer Schutzvorrichtung um die Beschädigung durch falsches Handling zu vermeiden (unterbricht die Kette von Fehlhandlung zu Fehler) Auslösefunktion Aus zwei Varianten entsteht eine Variante die allen Ansprüchen genügt (generelle Möglichkeit von Fehlhandlungen) Die Auslösefunktion beschreibt das Merkmal, das der Prüfmethode zugrunde liegt. (Warum wird der Fehler entdeckt?) Ideen: Regulierfunktion Die Regulierfunktion beschreibt die Reaktion des Systems aufgrund des Fehlers oder der Fehlhandlung. (Wie wird der Mitarbeiter informiert?) Eliminieren von Varianten im Produkt (gleiches Material, gleiche Ausführung) Fehlerquellenbeseitigung (vom TQU ergänzter Ansatz) Die Fehlerquellenbeseitigung eliminiert die generelle Möglichkeit von Fehlhandlungen bzw. unterbricht die Kette von Fehlhandlung zu Fehler Eliminieren von Varianten im Handling (gleiches Werkzeug) 4.2. Auslösefunktion Eliminieren von Varianten im Prozess (gleiches Drehmoment) a) Kontaktmethoden Generell Das Fehlermerkmal räumliche oder kann zeitliche durch Trennung Sensoren von festgestellt Varianten werden. Je nach Art des Sensors kann der Kontakt berührend oder auch berührungslos s Beispiel: Verhindern, dass aus Ein einer Anschlag, Fehlhandlung der zu ein lange Fehler Schrauben entsteht aussortiert (z.b. Schutzvorrichtung am Fahrzeug, Werkzeug, Montagehilf Ideen: Die Komplexität der Arbeitsschritte reduzieren (einfachere Tätigkeiten, auf attributive Tätigkeiten reduzieren) Direkt, Prüfungen am Werkstück Der Fehler kann durch Sensoren festgestellt werden. Je nach Art des Sensors kann der Kontakt berührend oder auch berühr Verhindern, dass Schrauben mit identischen Abmessungen und verschiedenen Härtegraden verwendet werden Geometrie, unsymmetrische und einmalige Geometrie zur Vermeidung von Verdrehen und Verwechseln Bewusste Asymmetrie in den Halterungen, Aufnahmen. Gewicht, Prüfen des Gewichtes (z.b. zum Abprüfen der Vollständigkeit) Farbe, auffällige Kennzeichnung zur Überprüfung des Vorhandenseins oder der Identität Wärme, Überwachen oder Prüfen der Wärme oder Restwärme Elektrische Leitfähigkeit, elektrische Durchgangsmessung zum Prüfen der Funktion oder Vollständigkeit 55

47 Beispiele für Poka Yoke Erfolge 56

48 Poka Yoke Systeme (Zero Quality Control) Prüfmethode Auslösefunktion Regulierfunktion Branche Fehlerquellenprüfung Kontakt- Eingriffs- Methode Automobil- hersteller (direkt) (indirekt) Konstantwert- Schrittfolge- Warn- Methode Aufgabe: Einbau des richtigen Türkabelbaums. Vor der Verbesserung: Es gibt 9 verschiedene Varianten des Kabelbaums für die Türe je Fahrzeugvariante. Beim Einbau in die Türe wurden Kabelbäume verwechselt, da der Mitarbeiter den ganzen Tag die 9-stellige Sachnummer lesen musste, um den richtigen Kabelbaum zu greifen Nach der Verbesserung: Die Ablagen der einzelnen Kabelbäume wurden mit Lampen ausgestattet, die den richtigen Kabelbaum zu dem Fahrzeug anzeigen Ergebnis: Eine Reduktion des Fehlers > 95%. Kosten: Auslesestation des Fahrzeugs und Leuchtensteuerung 57

49 Poka Yoke Systeme (Zero Quality Control) Prüfmethode Fehlerquellenprüfung (direkt) (indirekt) Aufgabe: Auslösefunktion Kontakt- Konstantwert- Schrittfolge- Regulierfunktion Eingriffs- Methode Warn- Methode Den Unterboden eines Fahrzeuges vollständig verschrauben. Branche Automobil- hersteller Vor der Verbesserung: Der Unterboden eines Fahrzeugs wird mit 60 Schrauben befestigt von denen häufig ein oder mehrere vergessen wurden. Nach der Verbesserung: Die Anzahl der Schrauben wird automatisch von der Schraubanlage zugeteilt. Alle zu schraubenden Stellen sind mit grellen Farbpunkten versehen worden, die nach der Verschraubung verdeckt sind. Ergebnis: Eine Reduktion des Fehlers > 90 %. Kosten: Schraubenzuteilung 58

50 Poka Yoke Systeme (Zero Quality Control) Prüfmethode Fehlerquellenprüfung (direkt) (indirekt) Aufgabe: Auslösefunktion Kontakt- Konstantwert- Schrittfolge- Regulierfunktion Eingriffs- Methode Warn- Methode Vollständiger Zusammenbau von pharmazeutischen Behältern Branche Pharma Vor der Verbesserung: Bei der Montage von Vorratsbehältern für pharmazeutische Produkte wurden manchmal Komponenten wie z.b. Dichtungsringe vergessen. Nach der Verbesserung: Die Komponenten für die Behältermontage werden von einer zweiten Person abgezählt und als Set bereitgestellt. Überzählige Teile fallen somit auf. Ergebnis: Keine Vorkommnisse mehr seit der Änderung. Kosten: Keine 59

51 Poka Yoke Systeme (Zero Quality Control) Prüfmethode Fehlerquellenprüfung (direkt) (indirekt) Aufgabe: Auslösefunktion Kontakt- Konstantwert- Schrittfolge- Sicherstellen der Funktion von Prozessschreibern Regulierfunktion Eingriffs- Methode Warn- Methode Branche Pharma Vor der Verbesserung: Die Aufzeichnungen von Prozessdaten (Temperaturen) an pharmazeutischen Sterilisationsprozessen war manchmal infolge von technischen Störungen oder Bedienfehlern unvollständig. Nach der Verbesserung: Die Prozessschreiber werden vor dem Prozessstart bereits gestartet, anhand des Papiervorschubes lässt sich die Funktionsfähigkeit der Geräte erkennen. Ergebnis: Reduktion dieses Fehlers um >90% Kosten: <

52 Poka Yoke Systeme (Zero Quality Control) Prüfmethode Fehlerquellenprüfung (direkt) (indirekt) Aufgabe: Auslösefunktion Kontakt- Konstantwert- Schrittfolge- Vergessen einzelner Schrauben vermeiden Regulierfunktion Eingriffs- Methode Warn- Methode Branche Wärme- und Klimatechnik Vor der Verbesserung: Ein Bauteil wurde mit sechs Schrauben fixiert. Dabei wurden öfters einzelne Schrauben vergessen. Nach der Verbesserung: Die sechs Schrauben werden von einem Automaten abgezählt und dem Monteur zugeführt. Ergebnis: Das vergessen einzelner Schrauben kommt nicht mehr vor. Kosten:

53 Poka Yoke Systeme (Zero Quality Control) Prüfmethode Fehlerquellenprüfung (direkt) (indirekt) Auslösefunktion Kontakt- Konstantwert- Schrittfolge- Regulierfunktion Eingriffs- Methode Warn- Methode Aufgabe: Das Kontaktpad eines Bedienelementes konnte verdreht eingesetzt werden. Branche Elektronik Vor der Verbesserung: Das Kontaktpad eines Bedienelementes konnte um 180 verdreht eingesetzt werden, und die Kontakte hatten darauf hin keine Funktion. Nach der Verbesserung: Das Bedienelement wurde einer Designänderung unterzogen, welche beide Ausrichtungen zulässt. Ergebnis: Keine Fehler mehr Kosten:

54 Poka Yoke Systeme (Zero Quality Control) Prüfmethode Auslösefunktion Regulierfunktion Firmenname Fehlerquellenprüfung Kontakt- Eingriffs- Methode Hausgeräte (direkt) (indirekt) Konstantwert- Schrittfolge- Warn- Methode Aufgabe: Druckpunkt eines Auslösemechanismus fixieren Vor der Verbesserung: Durch falsches Einsetzen der Schublade an einem Haushaltskühlschrank kann es dazu kommen, dass der Synchronisierungsmechanismus der Führungsschienen falsch einrastet. Dadurch schließt dieser nicht richtig und die Kühlleistung ist ungenügend. Nach der Verbesserung: Der Synchronisierungsmechanismus korrigiert sich nach Schließen der Schublade von selbst. Die Zahnräder des Mechanismus rasten in der Schließposition nicht mehr in den Zahnstangen ein. Ergebnis: Fehlerfreies Handling Kosten: < Zeichnungsänderungskosten 63

55 Referenzen zu Poka Yoke Projekten Kunden Projektschwerpunkte Ansprechpartner AUDI AG, Ingolstadt BMW AG, Dingolfing DaimlerCrysler AG, Rastatt EvoBus GmbH, Mannheim Durch den gezielten Einsatz von Poka Yoke, Fehler, die durch menschliche Fehlhandlungen entstehen, im Montageprozess vermeiden. Mit unterschiedlichen Mitarbeiterteams die Methodik projektbegleitend trainieren und in der Montage umsetzen Integration der Methode Poka Yoke für fehlhandlungssichere Prozesse an unterschiedlichen manuellen Arbeitsschritten im Produktionswerk Anwendung und Training von Poka Yoke an einer aktuellen Aufgabe Einführung von Poka Yoke an unterschiedlichen Beispielen in der Montage und in einer Fahrzeug Neuentwicklung Herr Kurt Cervenka Prozessqualitätsmanagement Tel Herr H. Kulzer, Qualitätsmanagement Montage Tel / Herr Uwe Borreh, Abt. Qualitätsmethoden und - systeme Tel / Herr Walter Edelmann Leiter Fehlerrückführteam Tel.: (0621)

56 Referenzen zu Poka Yoke Projekten Kunden Projektschwerpunkte Ansprechpartner Demag Cranes & Components GmbH HÜTTINGER Elektronik GmbH & Co. KG, Freiburg Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH, München Progress-Werk- Oberkirch AG, Oberkirch Installation von Poka Yoke im Entwicklungsprozess Training und Umsetzung der Methode Poka Yoke an mehreren Anwendungsfällen Vorbereitung, Entwicklung und Durchführung von Poka Yoke Basistrainings für alle Entwicklungsingenieure an den unterschiedlichen europäischen Standorten Implementierung der Methode Poka Yoke mit Hilfe einer dreistufigen Kaskade im Unternehmen. Ausbildung von Poka Yoke Mentoren (verantwortliche) und internen Poka Yoke Trainer ausbilden (Train the Trainer) Heinz-Werner Sandhoff, Aus- und Fortbildung Tel.: (02335) Herr Hans-Peter Hauser Leiter Qualitätssicherung Tel.: 0761/ Herr Dr. Jörg Riedel, Fachgebietsleiter Prozess- und Innovationsmanagement Tel.: (089) Herr Christian Panter Abt.. Qualitätswesen Tel.: 07802/

57 Referenzen zu Poka Yoke Projekten Kunden Projektschwerpunkte Ansprechpartner Rational AG, Landsberg am Lech Steelcase International GmbH, Rosenheim ZF Friedrichshafen AG, Friedrichshafen Training und Umsetzung der Methode Poka Yoke an mehreren Anwendungsfällen Training der Methode Poka Yoke an mehreren Anwendungsfällen und Sammlung und Verdichtung der gemachten Erfahrungen für die europäischen Standorte Vorbereitung und Durchführung einer Informationsveranstaltung Herr Joachim Dressel Prozessver. Qualität Tel / Herr Dirk Kowalewski Leiter Qualitätssicherung Tel.: 08031/ Reiner Rilling Abteilung Grundlagen 66