Six Sigma +Lean Toolset
Stephan Lunau (Hrsg.) Renata Meran Alexander John Christian Staudter Olin Roenpage Six Sigma +Lean Toolset Mindset zur erfolgreichen Umsetzung von Verbesserungsprojekten 3., vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage 1 C
Herausgeber: Dipl.-Kfm. Stephan Lunau UMS (Consulting) GmbH Frankfurt Autoren: Dipl.-Vw. Renata Meran Dr. Alexander John Dipl.-Bw. Christian Staudter Mag. Olin Roenpage UMS (Consulting) GmbH Frankfurt ISBN 978-3-642-27331-5 ISBN 978-3-642-27332-2 (ebook) DOI 10.1007/978-3-642-27332-2 Springer Heidelberg Dordrecht London New York Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliogra e; detaillierte bibliogra sche Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2006, 2007, 2012 Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikrover lmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich ver gütungsp ichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Gedruckt auf säurefreiem Papier Springer ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media (www.springer.com)
Inhaltsverzeichnis Vorworte 1 Einführung 5 Six Sigma +Lean eine weltweite Erfolgsgeschichte Sind 25 Jahre genug? 7 Six Sigma versus Lean Management eine Konkurrenz? 8 Vom Toolset zum Mindset: was bedeutet das in der unternehmerischen Praxis? 9 Business Excellence als Schlüssel für nachhaltigen Erfolg 10 Vom Toolset zum Mindset: was bedeutet das in der Praxis? 14 DEFINE Was ist das Problem? 17 Zusammenfassung DEFINE-Phase 19 Roter Faden DEFINE-Phase 20 Werkzeugübersicht DEFINE-Phase 21 Project Charter 23 Nutzenrechnung 28 Projektrahmen 31 Multigenerationsplan 33 SIPOC 35 Abhängigkeitsbetrachtung 37 Projektmanagement 38 V
Projektstrukturplann 40 Netzplan 42 Zeitplanung 44 Ressourcenplanung 46 RACI-Chart 48 Budgetplanung 50 Risikomanagement 52 Stakeholder-Management 54 Kick-off-Meeting 57 Projektkommunikation 59 Kundenbedürfnistabelle 61 Kano-Modell 63 Tool 1_CTC- /CTB-Matrix 66 Gate Review 69 Gate Review DEFINE 71 MEASURE Wie groß ist das Problem? 73 Zusammenfassung MEASURE-Phase 75 Roter Faden MEASURE-Phase 76 Werkzeugübersicht MEASURE-Phase 77 Tool 2 79 Daten sammeln 82 Operationale Definition 83 VI
Datenquelle 86 Datenart 87 Erfassungsformulare 89 Stichprobenstrategie 91 Messsystemanalyse (MSA) 97 Gage R&R für diskrete (binäre) Daten 101 Messsystemanalyse Typ I 104 Messsystemanalyse Typ II 10 Untersuchung von Linearität und systematischen Messabweichungen 107 Prüfung der Qualität vorhandener Daten 109 Datensammlungsplan 111 Variation verstehen 113 Tortendiagramm 114 Balkendiagramm 115 Paretodiagramm 116 Punktdiagramm 118 Histogramm 119 Box Plot 122 Verlaufsdiagramm 124 Regelkarten 127 Streudiagramm 129 Wahrscheinlichkeitsnetz 130 Lageparameter Mittelwert 131 VII
Lageparameter Median 133 Streuungsparameter Varianz 135 Streuungsparameter Standardabweichung 136 Streuungsparameter Spannweite 138 Streuungsparameter Span 139 Prozessleistung 140 Defects per Million Opportunities (DPMO) 141 Parts per Million (ppm) 143 Defects per Unit (DPU) 144 Yield 145 Span/Perzentilabstand 147 Datentransformation 149 Prozessfähigkeit und Prozessstabilität 151 C p - und C pk -Werte 153 Gate Review MEASURE 156 ANALYZE Was sind die Kernursachen des Problems? 157 Zusammenfassung ANALYZE-Phase 159 Roter Faden ANALYZE-Phase 160 Werkzeugübersicht ANALYZE-Phase 161 Ursache-Wirkung-Diagramm 163 FMEA 166 VIII
TOOL 3 173 Prozess analysieren 176 Spaghettidiagramm 181 Prozessflussdiagramm 183 PFD 185 Wertstromdiagramm 187 Wertanalyse 190 Zeitanalyse 194 Prozesseffizienz 198 Kapazitätsanalyse 199 Prozessflussanalyse 201 Daten analysieren 203 Datenschichtung 205 Konfidenzintervall 207 Hypothesentests 210 ANOVA/einfaktorielle Varianzanalyse 216 ANOVA/zweifaktorielle Varianzanalyse 221 Korrelationskoeffizient 225 Einfache lineare Regression 227 Multiple lineare Regression 232 Logistische Regression 234 DOE 238 DOE/vollfaktorielle Versuchspläne 243 IX
DOE/teilfaktorielle Versuchspläne 247 Variationsreduktion 251 Response Surface Methoden 253 Weitere Versuchspläne 254 Hauptursachen ableiten 257 Gate Review ANALYZE 260 IMPROVE Was sind die Lösungen zur Behebung der Ursachen? 263 Zusammenfassung IMPROVE-Phase 265 Roter Faden IMPROVE-Phase 266 Werkzeugübersicht IMPROVE-Phase 267 Lösungen ableiten 269 5 S 270 Poka Yoke 274 Arbeitsplatzlayout 278 Theory of Constraints 280 Rüstzeitreduzierung 282 Total Productive Maintenance (TPM) 286 Generisches Pull-System (GPS) 292 Replenishment Pull-System (RPS) 295 Zwei Behälter Replenishment Pull-System 298 X
Losgrößenbestimmung 299 Prozessfluss und Prozesslogik 300 Brainstorming 301 Anti-Lösung-Brainstorming 303 Brainwriting 305 SCAMPER 307 Analogie-Brainstorming 309 Affinitätsdiagramm 311 Musskriterien 312 Aufwand-Nutzen-Matrix 314 N/3-Methode 315 Platzzifferverfahren 317 Pugh-Matrix 319 Tool 4 321 Soll-Prozessdarstellung 324 Kosten-Nutzen-Analyse 326 Prozesssteuerung vorbereiten 328 Reaktionsplan 330 Pilot 332 Implementierungsplan 335 Risikoanalyse 337 Rollout 338 Gate Review IMPROVE 339 XI
CONTROL Wie wird die Nachhaltigkeit der Verbesserung sichergestellt? 341 Zusammenfassung CONTROL-Phase 343 Roter Faden CONTROL-Phase 344 Werkzeugübersicht CONTROL-Phase 345 Prozessdokumentation 347 Visuelles Management 351 Control Charts/Regelkarten 354 Dashboard 363 Prozesssteuerungsteam 366 Glass Wall Management 368 Audits 370 Projektdokumentation 373 Projektabschluss 375 Gate Review CONTROL 378 Kontinuierlicher Verbesserungsprozess 379 Lean Workout 381 Erratum E1 XII
ANHANG 385 Abkürzungen 38 Stichwortverzeichnis 389 Sigmawert Tabelle 397 Literaturliste 398 XIII
Vorwort zur dritten Auflage In den vergangenen fünf Jahren, also seit Erscheinen der zweiten Auflage, haben sich Ein - satz und Umfang von Six Sigma +Lean kontinuierlich weiterentwickelt. Dies und auch die zahlreichen Erfahrungen und Anregungen von Nutzern der Methode haben uns zu einer Reihe von inhaltlichen Ergänzungen und Erweiterungen, vor allen Dingen aber auch zu einem Para - digmenwechsel inspiriert: vom Toolset zum Mindset. Zum Hintergrund: Wir erkennen zunehmend die Gefahr, dass Tools und Templates häufig die Projektarbeit dominieren, wobei Musswerkzeuge und abzuarbeitende Checklisten nicht zwangs läufig für gute Projektergebnisse bzw. Akzeptanz in der Organisation sorgen. Auch die Tendenz zu einer gewissen Überorganisation der Projektarbeit ist nicht von der Hand zu weisen. Denn nicht jedes Problem rechtfertigt den organisatorischen Aufwand, den wir häufig beobachten. Aus diesen Gründen haben wir das toolbasierte Vorgehen zu einem fragenbasierten Ansatz weiterentwickelt. Es hat sich nämlich gezeigt, dass systematisches Hinterfragen der beste Filter für die Wahl der geeigneten Werkzeuge ist. Das führt erfahrungsgemäß zu schnelleren und besseren Ergebnissen. Werkzeuge sind Mittel zum Zweck der Problemlösung. Nicht mehr und nicht weniger. Auch die Akzeptanz bei den Stakeholdern lässt sich durch den fragenbasierten Ansatz we - sentlich steigern. Diese Zielgruppe wird nicht mit Tools und entsprechenden Detail infor ma - tionen konfrontiert, sondern mit Erkenntnissen und Antworten bedient. In der Konsequenz stellen wir Ihnen hiermit einen über das klassische Toolset hinausgehenden Optimierungsansatz zur Verfügung. Nichtsdestotrotz haben wir darauf verzichtet, das Buch in ein Mindset umzubenennen. Ebenso haben wir den bekannten und bewährten chronologischen Aufbau beibehalten, diesen jedoch um die beschriebenen Fragen erweitert und um weitere praxisrelevante Anwendungstipps ergänzt. Herausgekommen ist ein Werk, das unserer Überzeugung nach noch besser geeignet ist, den Anforderungen der praktischen Arbeit gerecht zu werden. Wir freuen uns auf Ihr Feedback. Ich möchte an dieser Stelle neben den Autoren, die wieder zahllose Nächte und Wochen - enden in die Realisierung dieses Buches investiert haben, auch dem gesamten UMS-Team danken. Liebe Kollegen, ihr habt kontinuierlich eure geballten Erfahrungen hier einfließen 1
lassen. Danke dafür. Beispielhaft seien hier die Kollegen Martin Funk, Felix Reble und Marc Török genannt, die insb. bei den Lean-Werkzeugen, Statistik und Messsystemanalyse hervorragende Unterstützung geleistet haben. Ein großer Dank gebührt auch Frau Mariana Winterhager, die wie schon bei den Auflagen zuvor die gestalterische Umsetzung rund um die Uhr praktiziert hat. Ich wünsche viel Erfolg bei der Anwendung und Weiterentwicklung dieses Best Practice - Ansatzes. Frankfurt am Main, Januar 2012 Ihr Stephan Lunau 2
Vorwort zur zweiten Auflage Um im weltweiten Wettbewerb bestehen zu können, ist jedes Unternehmen auf Innova - tionen angewiesen. Damit aus diesen Innovationen auch kommerzielle Erfolge werden, reichen kreative Ideen und Erfindungen alleine jedoch nicht aus. Immer wichtiger ist auch die Fähigkeit, das neue Produkt oder den neuen Prozess möglichst schnell auf den Markt zu bringen. Um auf der Grundlage von Kundenbedürfnissen und Marktgegebenheiten kostengünstig und erfolgreich Produkte zu entwickeln, ist ein systematisches Management notwendig. Dies gilt insbesondere für die mittlerweile intensiv diskutierte und umgesetzte offene Innovation; nur ein sinnvolles Schnittstellen- und Informationsmanagement generiert aus vielen guten Ideen einen gemeinsamen Erfolg. Einen Ansatz für ein solches systematisches Innovations-Management bietet Design for Six Sigma (DFSS). Um Innovationen zielgerichtet umzusetzen, wurde neben dem weltweit angewandten Konzept von Six Sigma +Lean zur Optimierung bestehender Prozesse, ein Konzept entwickelt, das u. a. auf die Einbindung der Mitarbeiter, eine kundenorientierte Entwicklung, Komplexitätsreduktion durch Produktordnungssysteme und Innovationscontrolling im Sinne einer standardisierten Vorgehensweise baut. Das vorliegende Toolset stellt den von der UMS praktizierten Ansatz dieses Konzeptes dar. Seine einzelnen Werkzeuge sind in einer klaren und übersichtlichen Struktur den Phasen Define, Measure, Analyze, Design und Verify zugeordnet. Dieser rote Faden erleichtert es, die Tools in der Praxis anzuwenden und eine innovative Produkt- bzw. Prozessentwicklung zielgerichtet und effizient zu gestalten. Mein Dank gilt neben dem gesamten UMS-Team insbesondere den Autoren, die neben Fachwissen und Erfahrung auch eine Menge Engagement in dieses Buch eingebracht haben. Weiterhin danke ich Rike Bosselmann für ihre unermüdliche Geduld in der sprachlichen Ausgestaltung des Buches und Mariana Winterhager für die grafische Umsetzung der Inhalte. Ich wünsche Ihnen viel Erfolg bei der Umsetzung Ihrer Innovationen. Frankfurt am Main, Januar 2007 Stephan Lunau 3
Vorwort zur ersten Auflage Six Sigma hat sich über die letzten 20 Jahre global als Best Practice Konzept zur Opti mie - rung von Prozessen etabliert. Viele namhafte Unternehmen aus unterschiedlichsten Bran chen setzen Six Sigma für die Optimierung erfolgreich ein und profitieren vom signifikanten, er - geb niswirksamen Nutzen der Projekte. Kundenfokussierung und Messbarkeit stehen dabei im Vordergrund. In der langen Geschichte von Six Sigma hat es viele Entwicklungen und Erweiterungen des Ansatzes gegeben, die in das Konzept eingeflossen sind. Ein sehr wichtiger Schritt ist die Integration der "Lean Production" Werkzeuge in das Six Sigma Konzept. Diese tragen maßgeblich dazu bei, dass neben der Reduktion der Prozessvariation die durchklassische Qualitätswerkzeuge und statistische Analysen erreicht wird auch eine signifikante Beschleu - nigung der Prozesse und die Reduktion von Beständen und Durchlauf zei tenmöglich sind. Damit vereint der von der UMS GmbH praktizierte Six Sigma +Lean Ansatz in seinem Vor - gehen die erprobten Werkzeuge beider Welten, die in dem bewährten DMAIC Regelkreis systematisch verbunden sind. Für jedes Problem sind die richtigen Werkzeuge vorhanden; so werden gute und nachhaltige Projektergebnisse sicherstellt. Das vorliegende Six Sigma +Lean Toolset trägt der beschriebenen Entwicklung Rechnung, in - dem es als Nach schlagewerk für den ausgebildeten Master Black Belt, Black Belt und Green Belt in der Praxis dient. Es enthält alle wichtigen Six Sigma +Lean Werkzeuge, die in einer klaren und übersicht lichen Struktur abgebildet und mit einem Beispiel hinterlegt sind. Das Buch folgt dem Vorge hen in einem Projekt und bildet alle Werkzeuge, nach DMAIC Phasen sortiert, ab. Es ver setzt den Praktiker somit in die Lage, mit dem Toolset als Hilfe, sein Projekt chronologisch, im Sinne eines roten Fadens, durchzuarbeiten. Mein Dank gilt dem gesamten UMS Team, das mit seinem fundierten Fachwissen und dem reichen Schatz an Erfahrungen an der Realisierung dieses Toolsets mitgewirkt hat, insbeson - dere den als Autoren genannten Kollegen: Alexander John, Renata Meran, Olin Roenpage und Christian Staudter. Weiterhin danke ich Mariana Winterhager, die uns mit unermüdlichem Engagement bei der gestalterischen Umsetzung dieses Buches unterstützt hat. Ich wünsche Ihnen viel Erfolg im Projekt! Frankfurt am Main, September 2005 Stephan Lunau 4