SixSigma. Copyright CRGRAPH ± 1σ 68,27% ± 2σ 95,45% ± 3σ 99,73%

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1 In der Statistik wird mit Sigma (σ) die Standardabweichung (Streuung) eines Prozessmesswertes bezeichnet (normalverteilt). SixSigma steht für einen Prozess dessen Streuung einen Überschreitungsanteil von 3, 4 ppm hat (incl. Mittelwertverschiebung.) Wichtiger als die statistische Bedeutung von SixSigma ist jedoch die Philosophie, die sich hinter diesem Begriff verbirgt -> Hier bedeutet SixSigma die Optimierung von (allen) Prozessen mit dem Ziel, unter Einsatz minimaler Ressourcen dem Kunden ein optimales Produkt anbieten zu können. ± 1σ 68,27% ± 2σ 95,45% ± 3σ 99,73% ± 4σ 99,9937% ± 5σ 99,999943% ± 6σ 99, % Die Methoden von SixSigma sind bereits bekannte statistische Verfahren wie z.b. Shainin- und Taguchi-Methoden, DoE (Design of Experiment), Versuchspläne, Testverfahren, Varianzanalyse, Simulation, FMEA, Fehlerbaum, Mindmapping, Paretoanalyse usw.

2 SixSigma Modell DMAIC (Problemlösung) Define Measure Analyse Improve Control Define Measure Analyse Improve Control Was ist das Problem? Wie lassen sich die Auswirkungen messen? Was sind die Ursachen für das Problem? Wie lässt sich das Problem beseitigen? Wie wird die Verbesserung in der Praxis umgesetzt?

3 SixSigma Modell DMAIC (Problemlösung) Weiterhin gibt es den Begriff DFSS (Design for Six Sigma): - Organisation und Systeme - Disziplinierter Prozess für die Einführung neuer Produkte und Prozesse - Satz von Werkzeugen und Techniken (siehe statistische Verfahren oben) In DFSS werden u.a. Kennzahlen definiert, die als Ziele dienen Methodenwerkzeuge für Six Sigma Einsatz: Shainin Methoden Multi-Vari-Charts Vollfaktorielle Versuchspläne Teilfaktorielle Versuchspläne DoE Grundlagen der Statistik Hypothesentests Confidenzbereiche Chi²-Test Varianzanalyse Multiple Regression Simulationen SIPOC Prozesssimulationen Prozessfähigkeit Messsystemfähigkeit FMEA-Überblick Regelkarten (SPC) Quality Function Deployment Projektreviews Mindmapping Graphiken Korrelationsdiagramm Ursachen-Wirkungs-Diagr. Paretoanalyse usw.

4 Verschiedene Zyklen IDOV (Neuentwickl. DFSS) DMADOV (Weiterentwickl.) DMAIC (Problemlösung) Measure Improve Control Define Analyze Optimize Identify Design Verify / Validate

5 Zusammenspiel Wirkdiagramm - QFD - DoE Mit Hilfe methodischer Vorgehensweise soll eine Abschätzung zwischen Kundenanforderungen und der technischen Umsetzung, sowie der funktionalen Zusammenhängen hergestellt werden. Die gezeigte Vorgehensweise ist eine effiziente und umfassende Art der Systemanalyse. Sie beinhaltet einige der wichtigsten Elemente von SixSigma: QFD, Wirkungsdiagramm und DoE.

6 Überblick der Methoden Mind -Mapping - grafische Ideenfindung teilw. teilw. unstrukturiert Wahrer Zusammenhang y = f(x) Fehlerbaum grafische Darstellung Zustände ä und Wahrscheinlichkeiten Wahrscheinlichkeiten Ishikawa FMEA Struktur und Bewertung Bewertung vorgegebene Struktur Themensammlung Eigenschaften Relations- - diagramm _ Ursachen- Wirkungsdiagramm grafische Zusammenhänge Blockschaltbild Bauteilorientiert bauteilorientiert grafische Darstellung Grafik mit gegenseitigen Abh Abhängigkeiten ä ngigk. DoE Versuchsplanung & Auswertung Intensitäts - Beziehungsmatrix geschätzte Wirk - zusammenhänge QFD Anforderungen, Funktionen Eigenschaften Affinitäts- ä ts - Diagramm Ordnen von von Daten Gruppenbildung Priorisierungs - Bewertung gesch Geschätzte ä Zusammenhänge ä nge Einfluss- -Ranking Portfolio Gegenüberstellung ü 2 Kriterien

7 Ursachen-Wirk(ungs)diagramm In einem Ursachen-Wirkungsdiagramm, kurz Wirkdiagramm genannt, werden grafisch techn./physikalische Wirkzusammenhänge dargestellt. Hub Wirkkette Hubraum Bohrung Lagerstellen Zylinderzahl Zylinderlaufbahn Kolbenringe Reibleistung Füllung Saugrohrquerschnitte Schmierung Ladungswechsel Ventiltrieb Lüfter W asserpumpe Nebenaggregate Verlustleistung Leistung Drehmoment Ladungskonzept Sauger, Turbo Generator Lenkhilfepumpe Klimakompressor Abgasgegendruck M otor- Leistung Drehzahl Verbrennungsraum Kraftstoffqualität Verbrennung Strömung Kühlergröße Kühlsystem Motortemperatur Umgebungsbedingungen Luftdruck Luftfeuchtigkeit Benzin_Luft_Gemisch Zündenergie Zündung Zündwinkel Lufttemperatur Erstellt mit Visual-Xsel 12.0 Multivar

8 Wirkdiagramm mit Querbeziehungen In einer Erweiterung werden gegenseitige Wirkungen (Abhängigkeiten) mit dargestellt. Hierdurch wird die Wichtigkeit bestimmter Parameter beeinflusst und es ist ersichtlich, ob diese überhaupt in einer DoE unabhängig eingestellt werden können. Hub Hubraum Bohrung Lagerstellen Zylinderzahl Zylinderlaufbahn Kolbenringe Reibleistung Füllung Saugrohrquerschnitte Schmierung Ladungswechsel Ventiltrieb Lüfter Wasserpumpe Nebenaggregate Verlustleistung Leistung Drehmoment Ladungskonzept Sauger, Turbo Generator Lenkhilfepumpe Klimakompressor Abgasgegendruck Motor- Leistung Drehzahl Verbrennungsraum Kraftstoffqualität Verbrennung Strömung Kühlergröße Kühlsystem Motortemperatur Umgebungsbedingungen Luftdruck Luftfeuchtigkeit Benzin_Luft_Gemisch Zündenergie Zündung Zündwinkel Lufttemperatur Erstellt mit Visual-Xsel 12.0 Multivar

9 Quality-Function-Deployment (QFD) Grundsätzlicher Aufbau + Korrelationen der CTQs untereinander. VoCs Voice of Customer Kundenanforderungen niedr. Verbrauch niedr. Emmision CTQs Critical to Quality (Übersetzung O-Ton Kunden in techn. Zielgrößen) Bewertungen wie CTQs auf VoCs wirken.

10 QFD-Häuser QFD1 Hinweis: Interne QFDs beginnen meist ab Haus 2, werden aber oft als QFD1 bezeichnet. niedr. Verbrauch QFD2 Kundenanforderungen zu messbaren Zielgrößen (Übersetzung O-Ton Kunden) Verbr. Drittelmix Verbr. Stadt CO2 Zielgrößen zu Funktionen, Eigenschaften, Merkmale QFD3 Drehmoment Leistung Gewicht Fkt. & Merkm. zu Konstruktions elemente (Geometrie + Eigenschaften) QFD4 Bohrung Hub Material Konstruktionselemente zu Fertigungs- und Prozessmerkmale (Prozessschritte + Prozessparameter evtl. in eigene Häuser aufgeteilt)

11 Wo fließen weitere Methoden ein? QFD1 niedr. Verbrauch Kundenanforderungen zu messbaren Zielgrößen Lastenhefte, Anforderungsmanagement, Grobkonzept (Pugh-Matrix) QFD2 Verbr. Drittelmix Verbr. Stadt CO2 Zielgrößen zu Funktionen, Eigenschaften, Merkmale Wirkdiagramm (innere physik./techn. Hauptgrößen) TRIZ QFD3 Drehmoment Leistung Gewicht Fkt. & Merkm. zu Konstruktions elemente Wirkungsdiagramm (äußere Parameter) System-FMEA, Design Scorecard, DoE, Toleranzanalyse Bohrung Hub Material QFD4 Prozessablaufdiagramm, Prozessfehlermatrix, Flussdiagramme, etc. Konstruktionselemente zu Fertigungs- und Prozessmerkmale

12 Zusammenhang QFD3 mit Wirkdiagramm Innere Parameter Funktionen / Eigenschaften Wirkungsdiagramm QFD3 Querverbindungen Korrelationen äußere Parameter Konstruktionsmerkmal Drehmoment Leistung Gewicht Wirkstärke Parameter

13 Zusammenhang QFD mit DoE QFD1 Y QFD2 Die Parameter (Variablen X) einer DoE befinden sich in der Regel im Haus 3. Die Zielgröße Y wird durch die techn. Übersetzung der Kundenanforderung meist im Haus 1 definiert (QTCs). niedr. Verbrauch Kundenanforderungen zu messbaren Zielgrößen Y = f(x) Y Verbr. Drittelmix Verbr. Stadt CO2 Zielgrößen zu Funktionen, Eigenschaften, Merkmale QFD3 Drehmoment Leistung Gewicht Fkt. & Merkm. zu Konstruktions elemente (Geometrie + Eigenschaften) X QFD4 Bohrung Hub Material Konstruktionselemente zu Fertigungs- und Prozessmerkmale

14 Zusammenfassung Die QFD beschreibt die Anforderungen (Kundenwünsche) und stellt den Zusammenhang zu den techn. Parameter her. Das Wirkdiagramm ermöglicht die techn. /physikalischen Zusammenhänge zu beschreiben. Hinweis: Nicht alle Punkte sind über ein Wirkdiagramm zu beschreiben, aber die wesentlichen. Die DoE quantifiziert die Einflussgrößen und es gibt eine math. Funktion. QFD, Wirkdiagramm und DoE ergänzen sich gegenseitig ideal und stellen bestmögliche Transparenz her.

15 10 Stufenplan der Problemlösung DMAIC Control Improve Analyse Measure Def. 1. Vorbereitungsphase Problembeschreibung, Kundenbeanstandungen, Aufgabenbeschr., Ziele, Grenzen und Rollen 2. Auswertung bestehender Beobachtungen (Messungen) Darstellung erster Trends und Zusammenhänge (bei korrelierenden Daten PLS-Methode ) 3. Ermitteln der physikalischen Größen, Eigenschaften und Faktoren Einbeziehung bestehender FMEA s, Fehlerbäume usw. Teamarbeit - Brain-Storming 4. Grafische Darstellung als Struktur- oder Wirkdiagramm Einbeziehung von Querbeziehungen und Bewertung der Wirkstärken (z.b. über Strickstärken) 5. Ableiten der Intensitäts-Beziehungsmatrix Matrix als Checkliste aller möglichen Beziehungen und Wirkungen 6. Erstellen des Intensitäts-Beziehungsdiagramms Auswahl der nicht abhängigen Faktoren im aktiven und kritischen Feld und Berücksichtigung der Wechselwirkungen. Evtl. Reduzierung von Wechselwirkungen (techn. Ausschlussverf.) 7. Versuchsplanerstellung mit Einbeziehung bisheriger Messungen und Berücksichtigung von evtl. Einschränkungen (D-Optimal). Beobachtungsbereich festlegen 8. Durchführung der Versuche oder einer Simulation Möglichst an einem Prüfstand, gleiche Vorrichtung usw. erster Schritt ist die Messmittelfähigkeit. 9. Auswerten der Ergebnisse mit multipler Regression Modell erstellen, Optimale Einstellungen suchen. Analyse der Zusammenhänge und techn. Plausibilisierung. Unzureichendes Modell -> Wiedereinstieg Pkt. 3 oder Bestätigung der Verbesserung im Versuch und im realen Umfeld Überwachung und Einhaltung der Verbesserungen im Alltag, SPC, Monitoring, Indikatoren, )

16 Anwendung mit Visual-XSel

17 Der Einstiegsleitfaden Dieses Symbol oben links öffnet erneut den Leitfaden Hauptfunktionen { Dateneingabe Filtert die Auswahl rechts { Öffnet weitere Dialogboxen zur Auswahl Öffnet Vorlagendateien mit Beispielen Stellt den aktuellen Stand dieser Einstiegsbeispiele aus dem Internet dar.

18 SixSigma Auswahl-Methoden Über das Symbol Leitfaden erhält man einen Überblick der Grundfunktionen und der statistischen Methoden. Für die beiden SixSigma Zyklen DMAIC oder DFSS werden die entsprechenden Methoden rechts gefiltert. Damit lassen sich Schritt für Schritt direkt die richtigen Themen auswählen. Angeboten wird entweder der Einstieg in weitere Leitfaden-Dialoge oder Vorlagen- Beispieldateien.

19 Beispiele und weitere Screenshots unter: /Visual_XSel_Einstieg_12.pdf