QUALITY-APPs Applikationen für das Qualitätsmanagement

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2 QUALITY-APPs Applikationen für das Qualitätsmanagement Probieren und Studieren Der Variablenvergleich Shainin's Variable Search (VS) Technique Autor: Dr. Konrad Reuter Der Amerikaner Dorian Shainin (1914 bis 2000) entwickelte und perfektionierte im Laufe seiner sechzigjährigen Profikarriere als Problemlöser für industrielle Herausforderungen seinen so erfolgreichen Methodenbaukasten. Zwei wichtige Shainin-Methoden sind der Variablenvergleich (Variable Search Technique) und der Komponententausch (Component Search Technique). Beide unterstützen die Suche nach dem RED X, der Hauptursache für lästige Effekte, die zu Fehlern oder zumindest für ungewollten Streuungen von Produktionsergebnissen oder Produktfunktionen führen. Beide Methoden sind sequentielle Screening-Prozesse, die bei der Versuchsgestaltung auf vorhandenes Wissen der beteiligten Fachleute zurückgreifen. Die Fachleute kennen zwar oft technologische Details, ihnen fehlt jedoch das Wissen um Zusammenhänge und Abhängigkeiten der Einflussgrößen. Bei einer Prozessoptimierung werden mit Hilfe des Variablenvergleichs die Prozessparameter in zwei Stufen variiert und deren Wirkung in einer kalkulierbaren Anzahl von Experimenten herausgearbeitet. Der Versuchsumfang ergibt sich aus 6 + (2 x Anzahl Parameter), bei zum Beispiel sechs Parametern sind also 18 Experimente notwendig Was kann der Variablenvergleich leisten? Es gelingt, die wichtigen von den unwichtigen Variablen zu trennen. Es gelingt, Wechselwirkungen zwischen den Variablen zu entdecken. Es gelingt, die Anzahl der Experimente gegenüber einem vollfaktoriellen Versuchsvorgehen erheblich zu reduzieren. Wo sind die Grenzen des Variablenvergleichs? Es müssen tatsächlich signifikante Einflussgrößen vorhanden sein. Wenn alle Einflussgrößen einen ähnlich starken Effekt haben, ist die Methode ungeeignet. Die zweckmäßige Variablenzahl liegt zwischen 5 und 10 Variablen. Es muss genügend Fachwissen vorhanden sein, um klar definierbare gute und schlechte Einstellungen der Variablen festzulegen. Es muss eine Situation vorhanden sein, in der die Versuche mit den festgelegten Eigenschaften der Variablen auch möglich sind. In diesem QUALITY APP aus der Reihe "Probieren und Studieren" wird an einem überschaubaren Prozessbeispiel die Methode Variablenvergleich demonstriert. Der Anwender kann in einem eingeschränkten Umfang die Prozessparameter verändern und die Auswirkungen dieser Änderungen beobachten. Damit liefert es Ideen und praxisnahe Anregungen zur eigenen Prozessoptimierung. Es zeigt Möglichkeiten und Grenzen der Vorgehensweise und hilft, das Experimentieren ein gutes Stück zu professionalisieren. Die Applikation ist in Excel programmiert und kann sofort eingesetzt werden.

3 QUALITY APPs Applikationen für das Qualitätsmanagement Lizenzvereinbarung Dieses Produkt "Der Variablenvergleich" wurde von uns mit großem Aufwand und großer Sorgfalt hergestellt. Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt ( ). Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Weitergabe, der Übersetzung, des Kopierens, der Entnahme von Teilen oder der Speicherung bleiben vorbehalten. Bei Fehlern, die zu einer wesentlichen Beeinträchtigung der Nutzung dieses Softwareproduktes führen, leisten wir kostenlos Ersatz. Beschreibungen und Funktionen verstehen sich als Beschreibung von Nutzungsmöglichkeiten und nicht als rechtsverbindliche Zusicherung bestimmter Eigenschaften. Wir übernehmen keine Gewähr dafür, dass die angebotenen Lösungen für bestimmte vom Kunden beabsichtigte Zwecke geeignet sind. Sie erklären sich damit einverstanden, dieses Produkt nur für Ihre eigene Arbeit und für die Information innerhalb Ihres Unternehmens zu verwenden. Sollten Sie es in anderer Form, insbesondere in Schulungs- und Informationsmaßnahmen bei anderen Unternehmen (Beratung, Schulungseinrichtung etc.) verwenden wollen, setzen Sie sich unbedingt vorher mit uns wegen einer entsprechenden Vereinbarung in Verbindung. Unsere Produkte werden kontinuierlich weiterentwickelt. Bitte melden Sie sich, wenn Sie ein Update wünschen. Alle Ergebnisse basieren auf den vom Autor eingesetzten Formeln und müssen vom Anwender sorgfältig geprüft werden. Die berechneten Ergebnisse sind als Hinweise und Anregungen zu verstehen. Wir wünschen viel Spaß und Anregungen mit dieser Applikation

4 QUALITY APPs Applikationen für das Qualitätsmanagement Hinweise zur Anwendung Diese QUALITY APP ist zur Versuchsplanung bei der Optimierung von Fertigungsprozessen entwickelt worden. Es wird die Methode "Variablenvergleich" nach Dorian Shainin angewendet. An einem Beispiel wird die Methode demonstriert. Im geringen Umfang können die Daten verändert werden. Die Anwendung erfordert tiefer gehende theoretische Kenntnisse des Anwenders. Die Vorgehensweise entspricht internationalen Anwendungen. Weitergehende Anforderungen müssen durch den Anwender ergänzt werden. Lösung Beim Variablenvergleich werden zwischen 5 und 10 Einflussgrößen durch Variation in zwei Stufen (gut, schlecht) untersucht. Diese Stufen müssen real und messbar sein. Sie werden von den beteiligten Fachleuten ausgewählt und spezifiziert. Die Prozessergebnisse müssen quantifizierbar (Messergebnisse oder skaliert) sein. Die Grenzen für ein gutes und ein schlechtes Ergebnis müssen festgelegt sein. Bei der Versuchsplanung wird angenommen, dass signifikante Einflussgrößen vorhanden und in der Variation der Parameter enthalten sind. wurden. Diese werden nach Shainin mit "RED X" oder, wenn weniger signifikant, mit "Pink X" bezeichnet. Eventuell vorhandene Wechselwirkungen zwischen den Prozessvariablen können entdeckt und dargestellt werden. Die Anzahl der notwendigen Versuche (Experimente) ergibt sich aus 6 + (2 x Anzahl der Parameter). Bei sechs zu untersuchenden Parametern sind in der Summe 18 Versuche notwendig. Ein Versuchsabbruch ist möglich, wenn vorzeitig dominante Einflussgrößen erkannt werden. In einem abschließenden Versuch müssen die Ergebnisse bestätigt werden. Empfohlenes Vorgehen Liste der zu berücksichtigenden Variablen erstellen (z.b. anhand von gefundenen Indizien aus Vorversuchen) Wertstufen für diejenigen Variablen festlegen, für die ein hohes bzw. ein niedriges Ergebnis erwartet wird Variablen nach ihrer vermuteten Wichtigkeit sortieren (Alternative: nach Versuchsaufwand) Startbedingungen (5:1 Regel) bestätigen: je zwei Versuche für die Hoch- und Niedrig- Einstellung durchführen, Ist die Startbedingung nicht erfüllt, können die Versuch dennoch durchgeführt werden, um den Einfluss der einzelnen Variablen kennenzulernen Entscheidungsgrenzen (gut, schlecht) für die Ergebnisse festlegen Einflussgrößen in der vorgesehenen Reihenfolge variieren, immer auch das Spiegelbild prüfen Wenn signifikante Variablen gefunden wurden: Versuche abbrechen und den Schlusslauf durchführen Im Schlusslauf die signifikanten Variablen als Gruppe gegen die getesteten nicht signifikanten und die ungetesteten Variablen als Gruppe prüfen (signifikante Variablen alle auf hoch und Rest auf niedrig und umgekehrt) Schlusslauf ist bestanden, wenn sich die Ergebnisse komplett umkehren Eine vollfaktorielle Matrix zur Wechselwirkungsanalyse für die signifikanten Variablen mit den Daten aus dem gesamten Versuch erstellen

5 QUALITY APPs Applikationen für das Qualitätsmanagement Realisiertes Beispiel (aus verschiedenen Literaturstellen übernommen) Untersuchter Prozess: Nähen von Sitzpolstern; Qualitätsmerkmal: Nahtverlauf; Beurteilung der Naht: 1 Mangelhaft bis 10 sehr gut Es werden sechs Einflussgrößen angenommen: Stoffdicke, Fadenstärke, Stichlänge, Nadelstärke, Stoffkaschierung, Fadenspannung gute Einstellung: bestmögliches Ergebnis; schlechte Einstellung: gerade noch annehmbares Ergebnis Excel Tipp: Auf den Berechnungsblättern sind Tabellenfelder zur besseren Orientierung farbig unterlegt: freie Eingabefelder Beschriftungen Ergebnisse (keine Einträge vornehmen) Berechnungen in Blättern für Grafikdaten EXCEL kann eine Reihe von Matrizenoperationen ausführen. Zur Anwendung der Matrixfunktionen muss der jeweilige Zellbereich komplett markiert werden. Der Abschluss des Formelassistenten darf jetzt nicht durch den "OK" Button, sondern muss durch die Tastenkombination "strg", "shift", "enter" erfolgen. Als sichtbare Information wird die Formel durch EXCEL in der Eingabezeile in geschwungene Klammern gesetzt {}. Diese Klammern können nicht manuell eingegeben werden. Matrixfunktionen können nur noch für den gesamten zutreffenden Bereich geändert werden. Im übrigen können auch "einfache" Funktionen zur Matrixfunktion aufgewertet werden und erreichen eine deutlich erweiterte Performance (erspart zusätzliche Berechnungen oder gar das Programmieren). Die Grafik "Versuchsdiagramm" ist ein XY-Diagramm. Damit wird eine höhere Flexibilität erreicht. Für die waagerechten Linien werden sog. Fehlerindikatoren verwendet. Anwendung: Das QUALITY APP unterstützt Einzelpersonen oder Lerngruppen, die sich mit den Grundlagen der Prozessoptimierung mit Hilfe der Shainin-Methodik auseinander setzen. Nutzung: Das APP ist zu Probier- und Studierzwecken geeignet. Schutz: Dieses APP ist lauffähig unter Excel 2003 und aufwärts. Bei den eingetragenen Daten handelt es sich um Testdaten, sie müssen vor der Anwendung vom Benutzer gelöscht bzw. ersetzt werden. Die Mappe ist insgesamt geschützt. Der Schutz kann nicht aufgehoben werden. Die einzelnen Blätter der Mappe sind durch einfachen Excel-Schutz geschützt. Werden vom Anwender die eingerichteten Schutzmaßnahmen aufgehoben, lehnen der Autor und der Verlag alle weiteren Verpflichtungen ab. Ergebnisse: Alle Ergebnisse beruhen auf den vom Autor eingesetzten Regeln und Berechnungen, sie müssen vom Anwender sorgfältig auf ihre Eignung geprüft werden. Die berechneten Ergebnisse aus den Beispieldaten sind als Vorschläge, Hinweise oder Anregungen zu verstehen.

6 Projekt Nähen von Sitzpostern Merkmal Nahtverlauf Einheit Prüfung subjektiv, Bewertung: 1 mangelhaft bis 10 sehr gut - Verantwortlich Reuter QB Termin 3. Mrz. 12 Variable Bezeichnung gut schlecht Einheit A Stoffdicke 4 4 mm B Fadenstärke 1 0,25 mm C Stichlänge 3 6 mm D Nadelstärke 1,5 1,12 mm E Stoffkaschierung 4 2 mm F Fadenspannung N

7 Versuchsvorbereitung Versuche Variable Bewertung Bemerkungen Stufen Eingangs- Wieder- schlecht gut versuch holung Rest red pink alles gut 9 8 gut schlecht X X alles schlecht 3 2 A Stoffdicke 7 3 D 6,0 B Fadenstärke 9 2 d 1,0 C Stichlänge 6 4 X D/d 6,0 D Nadelstärke 8 3 machbar E Stoffkaschierung 8 2 F Fadenspannung 5 4 X Schlusslauf schlecht Rest gut C F 2 gut Rest schlecht C F 9 erfolgreich

8 Nahtverlauf Variablenvergleich nach Shainin Schwelle für Pink X TQU VERLAG

9 Wirkungsdiagramm 9,0 8,0 F gut F schlecht 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 TQU VERLAG C gut C schlecht

10 Nr Stufen Vs_Rg V_gRs MinVs MaxVg MinVs MaxVg C F A - F Vs_Rg V_gRs Diagrammbeschriftung 9 S ,5 2,5 1 E1 9 3 Kreuzung Quartile (reduziert) 1 1 Median 7,5 3 2 E2 8 2 <=5,25 >=5,25 red X <=6,735 >=3,765 pink X 1 1 Min_ A 7 3 FALSCH FALSCH 1 1 Min_ B 9 2 FALSCH FALSCH 1 1 Max_ C 6 4 FALSCH 1 1 WAHR 0 1 Max_ D 8 3 FALSCH FALSCH 1 1 Mediane 2,5 7 E 8 2 FALSCH FALSCH 1 1 Mitte 5,25 8 F FALSCH 1 1 WAHR 1 0 Quartile 2,5 9 #NV #NV #NV #NV #NV #NV #NV #NV 6,74 10 #NV #NV #NV #NV #NV #NV #NV #NV Quartile 2,5 11 #NV #NV #NV #NV #NV #NV #NV #NV 3,77 12 #NV #NV #NV #NV #NV #NV #NV #NV Faktor 0,08 0,36 13 #NV #NV #NV #NV #NV #NV #NV #NV 4 14 #NV #NV #NV #NV #NV #NV #NV #NV Wechselwirkungs- C Mittelwerte analyse 7 C gut C schlecht C gut C schlecht F F gut 58,00 10,00 8,29 5 F schlecht 9 17,00 4,5 2,4 Hauptwirkung F 2,68 Hauptwirkung C 3,18 Wechselwirkung FC 0,61