Hans J. Hagebölling GmbH Ingenieurbüro für Leichtmetall- und Gießereitechnologie Systematische Management Methodik Six Sigma Grundlagen und Erfahrungen Mescheder Hochschulreferate, 10.12. 2008 1
Agenda Einführung Grundlagen von Six Sigma Erfahrungen mit Six Sigma Diskussion 2
Warum dieser Vortrag? Irgendwann, zu jeder Tages- oder Nachtzeit irgendwo im ganz normalen Geschäftsleben Ich habe ein PROBLEM!!??? Ich weiß etwas!! Ich auch!!! Ich weiß es besser!! Ich hab die Lösung!! Der Prozesseigner Unsere Experten 3
Warum dieser Vortrag? Wann sprechen wir von einem Problem? Ich habe ein PROBLEM!!? Problem = Abweichung vom Soll Was ist ein Soll? Soll = eindeutig definiertes Merkmal = messbar z. B. Stück pro Zeit Gutteile bezogen auf hergestellte Menge Mittelwert µ (Zentralmaß) Probleme sind messbar!!! ZDF statt ARD 4
Ziel dieses Vortrages Ich habe ein PROBLEM!!? Ziel ist es NICHT den Anschein zu erwecken, ein Allheilmittel zu offerieren Ziel ist es vielmehr, für die Anwendung unseres gesunden Menschenverstandes unter Nutzung einer probaten Methodik zu werben Alter Wein in überarbeiteten Schläuchen 5
Management Systeme Überblick über aktuelle Management Systeme Qualitäts-Management-Systeme VDA 6.1, EN ISO 9000 ff., QS 9000, ISO/TS 16949, etc. Kontinuierlicher Verbesserungsprozess K V P Lean Production Total Productive Maintenance T P M K A I Z E N Six Sigma u.v.m. Es gibt eine Vielzahl von Management Systemen, deren Ziel die methodische Verbesserung und Absicherung von Geschäftsprozessen darstellt. 6
Six Sigma Six Sigma ist grundsätzlich ein statistisches Qualitätsziel und gleichzeitig der Name einer Management - Methodik 7
Statistische Grundlagen Grundlage der Sigma Berechnung (Standardabweichung) bildet die Gauß`sche Normalverteilung Untere Toleranzgrenze Obere Toleranzgrenze Untere Toleranzgrenze Obere Toleranzgrenze Angenommene Varianz = 1,5 σ 8
Statistische Grundlagen Einige Grundbegriffe: arithmetischer Mittelwert µ (Zentralmaß): µ = (x 1 + x 2 +... + x n ) : n Standardabweichung σ (Streuungsmaß): σ = ((x 1 - µ)² + (x 2 - µ)² +... +(x n - µ)² ) : n Varianz σ² (mittlere quadratische Abweichung) 9
Statistische Grundlagen Einige Grundbegriffe CTQ (Critical to Quality) = Einflussgrößen, die einen Defekt auslösen können (Kundenanforderungen) Ertrag (Yield) = Verhältnis Gutmenge / Gesamtmenge Defektrate = 1 Ertrag DPMO = Defects per Million Opportunities = Defektrate pro Einflussgröße x 10 6 = [(1- Ertrag) / CTQ] x 10 6 10
Statistische Grundlagen 1 σ entspricht statistisch einem o.k.- Anteil von ca. 30,85 % bzw. 691.462 DPMO (Defects per Million Opportunities). Das ist in der Sprache der Produktion ein Ausschussanteil von gut 70 %! 2 σ entspricht statistisch einem o.k.- Anteil von ca. 69,15 % bzw. 308.537 DPMO. In diesem Rahmen können sich technische Neuanläufe bewegen. 11
Statistische Grundlagen Technische Serienfertigungs-Prozesse liegen häufig im Bereich von 3-4 σ damit bei einer Ausbeute von ca. 93 % - 99 % ( knapp 7 % Ausschuss!), 6 σ entspricht statistisch einem o.k.- Anteil von 99,99966 % bzw. 3,4 DPMO. Damit liegt der Ausschuss - in unserer Sprache ausgedrückt - bei < 0,001%! (z. B. realisiert im Bereich von EDV-Buchungen) 12
Six Sigma - Methodik die Management Methodik Six Sigma entstand Anfang der siebziger Jahre im japanischen Schiffbau, wurde ab Mitte der achtziger Jahre zunächst in den USA (Motorola) weiter entwickelt, wird heute weltweit bei Industrie-, Dienstleistungs- und Entwicklungsunternehmen angewendet. 13
Six Sigma - Methodik ausgesuchte Beispiele von Unternehmen, die die Six Sigma - Methodik implementiert haben 1987 Motorola 1990 IBM, Allied Signal (heute: Honeywell) 1996 Kodak, GE, Vickers 1998 John Deere, Seagate Tech, Ford Motor Nordamerika 1999 SKF, Nokia, Air France 2001 Deutsche Bahn, Honsel, Bosch, Deutsche Bank 2003 Opel, BMW, Daimler, ThyssenKrupp 2006 Deutsche Post, Knorr Bremse 2007 Carl Zeiss Gruppe, TNT Europa 14
Six Sigma Methodik Streng genommen... ist es Ziel der Methodik, durch einen Veränderungsprozess alle Geschäftsprozesse im Unternehmen so zu optimieren, dass sie eine Fähigkeit von 6 σ aufweisen 15
Six Sigma - Methodik aber realistisch betrachtet... kann 6 σ auch als ein Werkzeugkasten angesehen werden, der je nach Aufgabenstellung geeignete systematische Vorgehensweisen zur Problemlösung bereit stellt Design Statistik Projekt Lean Kunde Qualität M ment Robustes Design Fähigkeitsanalyse Projektsteckbrief Prozess- Standards Interviews / Fragebogen Prüfplan Entscheidungsbaum FMEA CTQ Analyse Kano Modell Pareto analyse Regressionsanalyse Verschwendungsanalyse Beziehungsdiagramm Kosten- / Nutzenanalyse Fehlerbaumanalyse Hypothesentest Rüstzeitanalyse House of Quality Ursache Wirkungsdiagramm Baumdiagramm Statistische Testverfahren Toleranzdesign Baumdiagramm Engpassanalyse Taguchi- Verlustfunktion Regelkarten Netzplan Regelkarten Flussdiagramm 16
Six Sigma Regelkreis Das wichtigste Element in Six Sigma Projekten ist der systematische Ablauf, der dem geschlossenen Regelkreis des DMAIC Prozesses folgt Control Absicherung der Verbesserung Define Was ist das Problem? D M A I C - Improve Verbesserung der Situation Prozess Measure Messung der Auswirkungen Analyze Wahre Ursachen? 17
D M A I C Prozess Define = Was genau ist denn das Problem? Identifikation und Beschreibung des zu verbessernden Prozesses Definition und Klarstellung der Kundenanforderungen (intern & extern) Definition des Problems Vermutliche Ursachen und Einflussgrößen Angestrebtes Ziel Projektplanung (Team, Ressourcen, Zeitplanung etc.) Schriftliche Vereinbarung ( Projektsteckbrief ) zwischen Champion und Black Belt (Projektleiter) 18
D M A I C Prozess Define häufig genutzte Werkzeuge: SIPOC - Analyse (siehe Beispiel) CTQ - Baum Voice of Customer - Anlyse Projektsteckbrief (siehe Beispiel) 19
Beispiel: S I P O C Analyse Herstellung von Sandkernen in einer Gießerei (vereinfacht) Supplier Input Process Output Customer Zulieferer Sand Zulieferer Bindemittel Kundenabruf Bestellung klassierter Sand Bestellung Harz / Härter Arbeitsvorbereitung Produktionsplanung Beschaffung Sand Beschaffung Bindemittel Bestellungen, Wartungsplan, Arbeitsauftrag Lieferung klassierter Sand Lieferung Bindemittel Werkzeugbau Wartungsplan Werkzeugwartung gewartetes Werkzeug Kernmacherei Sand, Bindemittel, Werkzeug Lieferanten, Werkzeugbau, Kernmacherei Kernmacherei Kernmacherei Kernmacherei Kernherstellung Sandkern Gießerei 20
Beispiel: Projektsteckbrief Beschreibung Bereich Projektziel Zeitplan Black Belt Hr. J. Champion Hr. H. Prozesseigner Hr. G. Genehmigt Datum, Ort Steigerung des OEE Wertes an Linie X und Y durch Verbesserung der Faktoren: 1. Verfügbarkeit 2. Leistung 3. Qualität Produktion Abteilung Müller Linie X: Steigerung OEE von 61 % auf 69 % Linie Y: Steigerung OEE von 70 % auf 80 % Beginn: 24.04.2007 Ende: 31.10.2007 Initiative Potenzial T, sekundäre Effekte Team Kaizen work shop Annualisierte Savings: Basis OEE: Linie X: 61 % Linie y: 70 % Ziel OEE: Linie X: 69 % Linie Y: 80 % Savings: Linie X: 194.348 Linie Y: 225.378 Datum, Ort, Unterschrift Datum, Ort, Unterschrift Datum, Ort, Unterschrift (Unterschrift Six Sigma Programmverantwortlicher) Basis: ø Preis/ Stck. = 4,5 21
D M A I C Prozess Measure = wie lassen sich die Auswirkungen des Problems messen? Messen und Verstehen der Ausgangssituation des zu verbessernden Prozesses Betroffene einbeziehen / befragen Wie häufig werden Kundenforderungen wirklich eingehalten Prozessfähigkeitsuntersuchung relevanter Merkmale Datensammlungsplan Datenerfassung Grafische / statistische Auswertung 22
D M A I C Prozess Measure häufig genutzte Werkzeuge: Prozessfähigkeitsanalyse Prozessvisualisierung (Process Mapping) Statistische Versuchsplanung Statistische Datenerhebung / -auswertung (SPC, MiniTab, etc.) 23
OEE in % Grundlagen von Six Sigma Beispiel: Grafische Datenauswertung 100% GRT 1 2007 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 1 2 4 6 8 9 11 13 15 16 18 20 22 23 25 27 29 30 32 34 36 38 39 41 43 45 46 48 50 52 1 3 5 7 8 10 Kalenderwoche 24
Beispiel: Statistische Datenauswertung (MiniTab) 25
D M A I C Prozess Analyze = was sind die wahren Ursachen des Problems? Auswertung der Prozessdaten Bestimmung der Hauptursachen Erarbeitung von Abstell - / Verbesserungsmaßnahmen Überprüfung und ggf. Überarbeitung der Problembeschreibung Bestimmung des Verbesserungspotentials Betroffene einbeziehen 26
D M A I C Prozess Analyze häufig genutzte Werkzeuge: Ishikawa - Diagramm (Fischgrät - Diagramm) (siehe Beispiel) Pareto - Analyse Wertschöpfungsanalyse Durchlaufzeitanalyse 27
Ishikawa-Diagramm Methoden Maschinen Problem Mensch Umwelt 28
D M A I C Prozess Improve = wie können wir das Problem beseitigen? Erarbeitung von Abstell - / Verbesserungsmaßnahmen Lösungsansätze beurteilen und priorisieren Beschreibung des neuen Soll Prozesses Betroffene vorbereiten / einbeziehen Testphase einleiten Gesamtimplementierung planen (Standards festlegen) 29
D M A I C Prozess Improve häufig genutzte Werkzeuge: Brainstorming FMEA (Fehler-Möglichkeits- und Einfluss-Analyse) Standardisierung 30
D M A I C Prozess Control = wie sichern wir die Verbesserung dauerhaft in der Praxis ab? Betroffene einbeziehen / schulen / zum KVP ertüchtigen Einhaltung & Eignung der Standards überprüfen Ergebnisse analysieren & ggf. Korrekturen durchführen Prozess stabilisieren Standards abschließend festlegen, einführen, fixieren und dokumentieren Regelkreis zur dauerhaften Überwachung und kontinuierlichen weiteren Verbesserung installieren Verbesserungsergebnis dokumentieren verbesserten Prozess an Prozesseigner übergeben (Dokumentation) 31
Erfahrungen Persönliche Erfahrungen mit Six Sigma In den Jahren 2000 bis 2008 div. Projekte unterschiedlicher Größenordnung an verschiedenen europäischen Standorten Beispiele im produzierenden, wie auch im administrativen Bereich Verbesserung Produktqualität (Ausschuss / Nacharbeit) Verkürzung von Durchlaufzeiten, Verringerung von Beständen Reduzierung von administrativem Aufwand (Effektivität von Besprechungen, Menge an Aufschreibungen etc.) Überwiegend konnten positive Erfahrungen gesammelt werden Es gab aber auch Situationen, die einen erfolgreichen Abschluss der Projekte nicht zugelassen haben 32
Erfahrungen Grundlegendes Wann kann man die Einführung von Six Sigma in Erwägung ziehen? Das Unternehmen verfügt über ein funktionierendes Qualitäts- Managementsystem, es existiert eine gemeinsame Qualitätssprache Ein Kontinuierlicher Verbesserungsprozess wurde bereits erfolgreich etabliert, wird gelebt und soll weiter entwickelt werden Komplexe und werthaltige Projekte stehen zur Umsetzung an Die Unternehmensleitung will Six Sigma Wann ist die Einführung von Six Sigma nicht sinnvoll? Es existiert keine gemeinsame Qualitätssprache Tagesprobleme sollen gelöst werden Die Unternehmensleitung steht nicht hinter der Entscheidung 33
Erfahrungen Grundlegendes Jedes Unternehmen sollte zunächst für sich entscheiden: Six Sigma stellt für uns die anzustrebende Unternehmensphilosophie dar. Die Anwendung der Six Sigma Methodik soll für das gesamte Unternehmen verbindlich werden. oder Wir nutzen die für uns geeigneten Werkzeuge der Six Sigma Systematik bei ausgewählten Projekten zur individuellen Prozessverbesserung. Diese Entscheidung hat maßgeblichen Einfluss auf den Aufwand und die benötigten Ressourcen (Personal, Zeit, Kosten) 34
Erfahrungen Grundlegendes Six Sigma beginnt nicht nur im Kopf (der Wille muss da sein), sondern muss vom Kopf (von der Unternehmensleitung) gewollt sein und persönlich unterstützt und eingefordert werden Die Unternehmensleitung muss den Projektverlauf persönlich überwachen nicht um Alles besser zu wissen, sondern um zeitnah unterstützen zu können regelmäßig, zu Beginn ggf. tägliche Info Regeltermine sind immer besser als Gespräche auf Zuruf Für den Start ist externe Six Sigma Unterstützung wohl unverzichtbar 35
Erfahrungen Projektteam Champion Firmenleitung Black Belt Projektleiter Green Belt Teilprojekt 1 Green Belt Teilprojekt 2 Green Belt Teilprojekt 3 Die Teamzusammensetzung richtet sich nach der Aufgabenstellung. Team 1 Team 2 Team 3 Sie sollte Mitarbeiter /-Innen sowohl aus direkt, wie auch aus indirekt betroffenen Bereichen umfassen Blaue Linie kennzeichnet Kernteam 36
Erfahrungen Projektteam Wählen Sie Ihre besten Leute für die Projektarbeit aus Betrachten Sie die Schulungen als Investition in die Leistungsfähigkeit Ihrer Mitarbeiter / -Innen Erläutern Sie den Kandidaten / -Innen die Chancen, die sich aus dieser Qualifikation im Unternehmen ergeben können Stellen Sie diese Leute so weit wie möglich von ihrer normalen Arbeit frei (vollständig freistellen) Das Kernteam sollte räumlich zusammen arbeiten können 37
Erfahrungen Schulung Die Mitarbeiter / -Innen müssen in umfassenden Schulungen mit der Six Sigma Systematik vertraut gemacht werden Geschult werden muss auf differenziertem Niveau und mit unterschiedlichem zeitlichen Aufwand die Projektmitglieder (Green Belt, Black Belt) die betroffenen Vorgesetzten (Champion) die direkt und indirekt betroffenen Mitarbeiter / -Innen Die Schulung und das Schulungsmaterial sollte in der Muttersprache der Mitarbeiter /-Innen gehalten werden Inhaltlich sollten unternehmensspezifische Beispiele eingearbeitet sein 38
Erfahrungen Projektauswahl Wählen Sie einen geeigneten Übungsplatz als Muster, das Einsparpotential aus dem Projekt sollte deutlich größer als die zu erwartenden spez. Kosten sein (Potential BB Projekt > 50 T /a) Sorgen Sie für Erfolgserlebnisse für die Projektgruppe durch das Ernten von Low Hanging Fruits (gibt es in jedem Prozess) Erwarten Sie nicht zu früh erste nachhaltige Ergebnisse der Umgang mit der geforderten Systematik (DMAIC) scheint zunächst Zeit zu kosten, die Nachhaltigkeit wird aber verbessert (siehe nächste Folie) 39
Erfahrungen Akzeptanz Menschliches Empfinden beeinflusst maßgeblich den Erfolg oder Misserfolg von Veränderungsprozessen und Verbesserungsprojekten Fleisch & Blut übernehmen beobachten misstrauen schützen zweifeln Akzeptanz Einhaltung Verständnis Gebrauch zuarbeiten Überwiegend positiv hoffnungsvoll kooperieren zurückziehend verärgert unsicher engagieren mitarbeiten selbstsicher stolz Prozessveränderung Verhaltensänderung Kulturveränderung 40
Erfahrungen Kosten & Nutzen der wesentliche Anteil an direkten Kosten bei der Einführung von Six Sigma entsteht durch die externe Beratungsleistung die Höhe der Beratungskosten weist bei prozessorientierter bzw. unternehmensweiter Einführung durch Umfang und Dauer der Beratungsleistung deutliche Unterschiede auf die externen Beratungskosten orientieren sich häufig an der Höhe des erwarteten Einsparpotentials 41
Erfahrungen Kosten & Nutzen weitere Kosten entstehen bei der Einführung von Six Sigma durch: o Lohnkosten (Schulungskosten) zeitlicher Aufwand gleich unternehmensweiter bzw. prozessorientierter Einführung Champion (ca. 2 Tage, Schulung durch externen Trainer 1 ) Black Belt (ca. 4 Wochen, Schulung durch externen Trainer 1 ) Green Belt (ca. 2 Wochen, Schulung durch BB) Mitarbeiter/ -Innen (ca. 2 Tage, Schulung durch BB) o Kosten für Verbesserungs-/ Veränderungsmaßnahmen ( 1 Schulungskosten sollten im Beratungsaufwand enthalten sein) 42
Erfahrungen Kosten & Nutzen die Verbesserung der Geschäftsprozesse um 1σ reduziert die Qualitätskosten um durchschnittlich 10 % vom Umsatz SIGMA Wert DPMO Durchschnittliche Qualitätskosten (in % bez. auf Umsatz) 2 308.537 nicht kalkulierbar 3 66.807 25 40 4 6.210 15 25 5 233 5 15 6 3,4 < 1 = nicht wettbewerbsfähig = durchschnittliches Unternehmen = sehr gutes Unternehmen 43
Warum dieser Vortrag? Irgendwann, zu jeder Tages- oder Nachtzeit irgendwo im ganz normalen Geschäftsleben Ich habe ein PROBLEM!!? Das ist einleuchtend! Danke! Was genau ist denn dein Problem? Wir kennen jetzt die wahren Ursachen Ich hab die erforderlichen Daten ausgewertet Wir haben eine dauerhafte Lösung Der Prozesseigner Unsere Experten 44
Diskussion Verehrte Zuhörerinnen und Zuhörer, Ihre Fragen, Anmerkungen und Kommentare sind gern erwünscht! 45