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07205 Poka Yoke – Fehler vermeiden

Fehlerprävention ist die kostengünstigste Methode zur Reduzierung von Fehlerkosten. Dabei werden mögliche Fehler durch passende Maßnahmen ausgeschlossen bzw. auf ein Minimum reduziert. Die Fehlervermeidung lässt sich dabei in den verschiedenen Phasen des Produktentstehungsprozesses realisieren – angefangen bei der Entwicklung/Konstruktion, in der Produktion, in der Montage aber vor allem auch im Rahmen der Produktnutzung durch den späteren Anwender. Als bekannte und in allen Bereichen anwendbare Methode kommt vielfach das Poka-Yoke-Prinzip zum Einsatz.
von:

4.2 Detaillierte Anwendung der Q7

Teambildung
Verbesserungsarbeit ist in den meisten Fällen Teamarbeit. Die Einbindung von Fachkräften aus verschiedenen Abteilungen und Hierarchiestufen sichert dem Verbesserungsprojekt einen breiten fachlichen Input, betrachtet das Problem aus verschiedenen Blickwinkeln und schafft für die Umsetzung von Maßnahmen eine weite Akzeptanz.
So stellt auch der QMB ein Team zusammen, mit dem er gemeinsam die Untersuchung vorantreibt. Dazu gehören erfahrene Mitarbeiter aus den Bereichen Verpackung, Lager und Versand.
Zwei Phasen
Das Team beschließt, strukturiert vorzugehen. Zunächst soll jeweils das Problem mit objektiven Fakten beschrieben werden können, bevor man sich an dessen Analyse macht. Fehlererfassung und -analyse sollen sich im Wechselspiel ergänzen.
Fehlersammelkarte
Da es bislang kein „Muster” in den Schadensfällen zu geben scheint, möchte das Team wissen, wo die Fehler entstehen. Es wird die Fehlersammelkarte als Instrument zur Erfassung objektiver Daten ausgewählt. Da die Fehlerarten („Stoßschäden”) weitgehend identisch sind, entschließt man sich, zunächst der Frage nachzugehen, ob die Schäden gleichverteilt über die Halle entstehen.
Dazu wird für die Kommissionierung eine spezielle Fehlersammelkarte bereitgestellt, auf der die sechs Lagerfelder vermerkt sind (s. Abb. 8). Werden bei der Zusammenstellung der Waren beschädigte Verpackungen bemerkt, wird an Hand des Auftragsscheins der Lagerstandort bestimmt und für das entsprechende Lagerfeld das Fehlerauftreten durch einen Strich vermerkt. Die Untersuchung soll vier Wochen lang durchgeführt werden.
Visuelle Interpretation
Die rein visuelle Interpretation veranlasst das Team zu der Schlussfolgerung, dass es sich nicht um ein gleichmäßig verteiltes Problem handelt, sondern dass die Lagerfelder 2 und 4 genauer zu betrachten sind. Man vermutet hier spezielle Ursachen für das Auftreten der Fehler.
Pareto-Diagramm
Das Team steht vor der Frage, mit welchem Lagerfeld die detailliertere Untersuchung beginnen soll. Der erste Impuls ist, mit Lagerfeld 2 weiterzumachen. Ein Pareto-Diagramm soll bei der Entscheidungsfindung helfen.
Abb. 8: Ergebnis der Fehlersammelkarte
Dazu lässt der QMB Informationen über die in den Feldern gelagerten Waren und deren Wertansatz einholen. Es stellt sich heraus, dass in Lagerfeld 2 relativ günstige Büroprogramme sowie Zubehörteile (z. B. Regaleinlegeböden) gelagert sind. Die durchschnittliche Höhe eines Schadens liegt bei 150,- € für das Entfernen der beschädigten Verpackung, Sichtprüfung, ggf. Nacharbeit und erneutes Verpacken bzw. Aussortierung.
Unterschiedliche Wertansätze
In Lagerfeld Nr. 4 hingegen wird das „CEO-Programm” gelagert: Alles hochwertige Artikel für das Chefzimmer und die Besprechungsräume. Beschädigungen an der Verpackung und den darunter liegenden Waren verursachen hier durchschnittlich einen Schaden von 600,- €.
Tabelle 1 zeigt die Lagerfelder und den dazugehörigen Wertansatz.
Tabelle 1: Ermittlung des Wertansatzes und der Schadenshöhe
Lagerfeld
AnzahlSchäden
Durchschnittlicher Wertansatz
Schadenshöhe
Rang
1
70
30,00 €
2.100,00 €
5
2
280
150,00 €
42.000,00 €
2
3
20
200,00 €
4.000,00 €
4
4
150
600,00 €
90.000,00 €
1
5
30
30,00 €
900.00 €
6
6
10
700,00 €
7.000,00 €
3
Priorisierung der weiteren Betrachtung
Das Pareto-Diagramm visualisiert die bislang gefundenen Ergebnisse. Es wird bereits rein optisch anhand der Balkenflächen deutlich, dass eine Konzentration der weiteren Untersuchungen auf die beiden Lagerfelder 4 und 2 erfolgen sollte. Diese beiden Lagerfelder sind zusammen in 90,4 % des finanziellen Schadens involviert (s. Abb. 9).
Abb. 9: Pareto-Diagramm der Schadenshöhen
Flussdiagramm zeigt Prozess
Das Team entscheidet sich nun für den Einsatz des Flussdiagramms (s. Abb. 10): Damit möchte man für die Produkte den Prozess ab Verlassen der Verpackungsmaschine bis zur Kommissionierung transparent machen. Die Betrachtungsgrenzen sind nicht willkürlich gewählt: Bei der Verpackung wird eine Qualitätskontrolle durchgeführt und der Artikel nur weitergegeben bzw. palettiert, wenn diese ohne Beanstandung abgeschlossen wird. Bei der Kommissionierung findet die Endkontrolle statt. Hier fällt der Fehler auf, also muss er zwischen diesen beiden Punkten auftreten. Das Team ermittelt folgenden Prozess. Er ist für alle Lagerfelder identisch.
Abb. 10: Flussdiagramm Lagerprozess
Erneuter Einsatz der Fehlersammelkarte
Um den fehlerverursachenden Prozessschritt exakt zu bestimmen, setzt das Team erneut Fehlersammelkarten ein. Diesmal sind die vier Prozessaktivitäten des Lagers von Interesse. Die Lagermitarbeiter sollen in den kommenden zwei Wochen vermerken, wie oft die genannte Aktivität ursächlich für eine Verpackungsbeschädigung war.
Es ist an dieser Stelle wichtig, den Mitarbeitenden gegenüber glaubhaft zu kommunizieren, dass es nicht um die Suche nach „den Schuldigen” geht, sondern dass man gemeinsam eine Verbesserung erzielen möchte und dazu dem Fehler auf der Spur ist. Unterlässt man dies, können „geschönte Daten” die Folge sein.
Die Auswertung der Fehlersammelkarten ergibt, dass die Verpackungsbeschädigungen in 95 % aller Fälle während des Ein- bzw. Auslagerns auftreten. Beschädigungen während des Transports sind nach Datenlage demgegenüber zunächst zu vernachlässigen.
Ishikawa-Diagramm unterstützt Ursachensuche
Bislang konnte geklärt werden, wo die Fehler auftreten und welche Bedeutung dies hat. Doch warum treten die Fehler auf? Das Ursache-Wirkungs-Diagramm soll das Team bei der systematischen Ursachensuche unterstützen – siehe Abbildung 11.
Abb. 11: Ishikawa-Diagramm mit möglichen Ursachen für Produktbeschädigungen beim Ein- und Auslagern
Zunächst wird die (Aus-)Wirkung, in diesem Fall die beschädigte Verpackung, auf der rechten Seite des Diagramms notiert. Ein dicker Pfeil weist aus Richtung der Ursachen darauf. Nun werden die vier „M”, Mensch, Maschine, Methode, Material als Hauptursachen symmetrisch auf der Ursachenseite des Diagramms eingezeichnet und durch Pfeile mit dem Hauptpfeil verbunden.
Systematisch Ursachen betrachten
Unter Verwendung geeigneter Kreativitätstechniken wie beispielsweise dem Brainstorming diskutiert das Team nun für jedes der „M” systematisch mögliche Auslöser, die aus dieser Richtung das Problem kausal verursachen können. Die Ansatzpunkte für die Suche nach Auslöser sind unter anderem die folgenden Fragestellungen:
Mensch: Hier werden alle Ursachen hinterfragt, die durch menschliche Beteiligung entstehen können.
Sind die Lagermitarbeiter passend ausgebildet?
Besitzen die Mitarbeiter die entsprechende praktische Erfahrung im Umgang mit Gabelstaplern und anderen Transportgeräten?
Maschine: Alle Maschinen, Werkzeuge und Hilfsmittel, die zur Erledigung der Aufgabe eingesetzt werden und die daraus resultierenden Ursachen.
Ist der Gabelstapler für die Regalhöhen geeignet?
Sind die Fahrwege zwischen den Regalen breit genug zum Rangieren des Staplers?
Sind die Regale breit genug für die Produkte?
Methode: Alle Arbeitsanweisungen, Regelungen, Standards und Verfahrensanweisungen, die auf den betrachteten Prozess einwirken und ursächlich für das Problem sein können.
Zu rigide Zeitvorgaben für das Ein-/Auslagern?
Lagerorganisation nach dem Festplatzsystem?
Material
Material: Alle Ursachen, die durch eingesetzte Rohstoffe und Betriebsstoffe bedingt sein können.
Ist die Verpackung unzureichend für bestimmte Produkte?
Diskussion der möglichen Ursachen
Das Team diskutiert die möglichen Ursachen. Viele werden für die folgende Untersuchung ausgeschlossen bzw. zurückgestellt. Dazu gehört z. B. auch die Frage nach der Fahrausbildung der Lagermitarbeiter: Da jeder Lagermitarbeiter grundsätzlich jedes Lagerfeld bedient, lässt sich damit die Häufung der Fehler in den Lagerfeldern 4 und 2 ursächlich nicht erklären.
Weitere Schritte
Das Team bemerkt bei der Diskussion über die Breite der Regale, dass die Regalsysteme aus unterschiedlichen Quellen stammen. Ein Teil kommt sogar aus der Insolvenzmasse eines Maschinenbauunternehmens – dort sind die zu lagernden Einheiten schwerer und die Regale statisch anders ausgelegt. Breite Regalfächer sind dort eher selten umgesetzt.
Histogramm
Die Breite der Regalfächer wird als Nächstes untersucht. Dazu soll das Histogramm eingesetzt werden. Mit dem Histogramm wird eine quantitative Messdimension wie z. B. die „Fachbreite in cm” dargestellt. Da jedoch die Fachbreite alleine nichts aussagt, beschließt man die Differenz aus Fachbreite und gemäß Festplatzsystem dort eingelagertem Produkt zu bilden. Misst ein Regalfach in der Breite also 180 cm und werden dort 160 cm messende Schreibtischplatten eingelagert, beträgt die Differenz 20 cm.
Bei mehreren nebeneinander eingelagerten Produkten wie z. B. Stühlen werden deren Maße addiert.
Das Team stellt eine Hypothese auf: Wenn die Breite der Regalfächer eine Ursache sein sollte, dann müsste sich die eben gebildete Differenz zwischen problematischen und unproblematischen Lagerfeldern im Histogramm deutlich unterscheiden.
Auswertung
Entsprechend werden Messwerte erhoben. Zeichnet man die Daten beider Lagerfelder in ein Histogramm, resultiert eine zweigipfelige Verteilung (siehe Abbildung 12). Zeichnet man zwei Histogramme, wird bereits mit bloßem Auge deutlich, dass sich die beiden Verteilungen deutlich unterscheiden.
Abb. 12: Zweigipfelige Verteilung im Histogramm
Damit ist ein Grund gefunden, warum in den Lagerfeldern 4 und 2 Probleme auftreten: Die dortigen Regalfächer sind nur wenig breiter als die eingelagerten Produkte. Es kommt daher häufiger zu unbeabsichtigten und folgenschweren Kontakten zwischen den Produkten und den Streben des Regals.
Absicherung der Ergebnisse
Ein weiteres Werkzeug aus dem Instrumentenkoffer der Q7 soll das Ergebnis absichern: In ein Korrelationsdiagramm werden die Regalbreiten auf der einen Achse und die Anzahl der bei dieser Breite beschädigten Produkte auf der anderen Achse eingezeichnet.
Auch hier erfolgt die Interpretation visuell: Es besteht ein negativer Zusammenhang zwischen der Breite der Regalfächer und der Anzahl der dort verursachten Problemfälle beim Ein- und Auslagern. Je enger das Regal, desto wahrscheinlicher ist ein Anstoßen des Produkts bei Lagerbewegungen. Je bereiter der Regalboden, desto weniger fehlerhafte Lagervorgänge werden stattfinden.
Fehlererfassung
Mit den Q7 wurde zunächst das Problem der vom Lager kommenden beschädigten Produkte durch Fakten belegt: Fehlersammelkarte und Pareto-Diagramm identifizierten die ökonomisch relevanten Ansatzpunkte für Verbesserungen und den wirklichen Ort des „Leidensdrucks”.
Das Flussdiagramm und ein zweiter Einsatz der Fehlersammelkarte konnten die Prozessschritte ausmachen, bei denen die Fehler auftreten.
Fehleranalyse
Mögliche Ursachen für die Fehler wurden systematisch mit dem Ishikawa-Diagramm gesucht. Durch intensive Diskussion im Team fokussierte man die weitere Betrachtung auf die Breite der Regalfächer.
Es wurden nochmals Daten erfasst und mit dem Histogramm ausgewertet. Dabei wurde offensichtlich, dass zwischen problematischen und unproblematischen Lagerfeldern augenscheinliche Unterschiede in der Breite der Regalfächer bestehen: Problematische Lagerfelder haben engere Regalfächer. Das Korrelationsdiagramm sicherte diese Erkenntnis ab.
Problemlösung
Die suboptimale Abstimmung von Lagerorganisation und Lagersystem konnte in diesem Praxisbeispiel als Ursache der beschädigten Produkte nachvollziehbar identifiziert werden. Das ist das Ergebnis der kombinierten Anwendung der sieben Qualitätswerkzeuge.
Die eigentliche Lösung steht damit für die Walger AG aber noch aus. Sie könnte zum Beispiel in einer Reorganisation des Lagers liegen: Den Produkten werden Regalflächen zugewiesen, die breit genug für ein schnelles und trotzdem sicheres Ein- bzw. Auslagern der Produkte sind. Eine andere Lösung ist die Verbreiterung der Regalböden, sofern die Regalsysteme diese Flexibilität aufweisen.

1 Was ist Poka Yoke?

Konzept zur Qualitätsverbesserung
Der aus dem Japanischen stammende Begriff Poka Yoke steht für ein Konzept zur ständigen Qualitätsverbesserung, indem unbeabsichtigte Fehler vorbeugend vermieden werden. Das Prinzip wurde von Shigeo Shingo entwickelt, der sich im Rahmen seiner Tätigkeit bei der Entwicklung des Toyota-Produktionssystems (TPS) vorwiegend mit statistischer Qualitätskontrolle befasste. Wesentliches Ziel von Poka Yoke gemäß seiner Philosophie ist die präventive Qualitätssicherung, um langfristig und dauerhaft die Produktqualität und die Prozessqualität der Produktion zu steigern.
Exkurs
„Qualität ist, wenn der Kunde wiederkommt und nicht das Produkt.”
„Qualität kann man nicht durch Prüfen, sondern nur durch Herstellen erreichen.”
„Fehler werden in der Arbeitsphase erzeugt, Prüfungen können nichts anderes bewirken, als die Fehler zu finden.”
Diese Zitate gehen auf Shigeo Shingo zurück. Sie sollen verdeutlichen, welchen Stellenwert Qualität in den verschiedenen Phasen des Produktlebenszyklus hat.

1.1 Kern und Ziele von Poka Yoke

Kern des Poka-Yoke-Ansatzes ist es, benötigte Materialien und Arbeitsgeräte so zu konzipieren und anzuordnen, dass Fertigungs- und Montagefehler erst gar nicht entstehen oder entstandene Fehler direkt aufgedeckt werden können. Basis für die Umsetzung der Idee sind oft einfache technische und vielfach auch kostengünstige Vorkehrungen bzw. Hilfsmittel, die auf dem „Schlüssel-Schloss-Prinzip” beruhen. Darüber hinaus betrachtet die Idee auch die spätere Anwendung durch den Kunden, sodass auch dieser keinen Fehler bei Anwendung des Produkts machen kann.
Null-Fehler-Produktion
Poka Yoke verfolgt das Ziel, durch definierte und ausgewählte Prüfungen das Auftreten eines Fehlers bzw. dessen Weitergabe zu vermeiden. Gemäß der Toyota-Philosophie „Null-Fehler-Produktion” besteht der Anspruch und Grundgedanke darin, Fehler idealerweise vollständig zu eliminieren.

1.2 Warum ist Poka Yoke wichtig?

Beitrag zur kontinuierlichen Verbesserung
Der Nutzen von Poka Yoke liegt vor allem darin, dass Techniken dafür sorgen, dass Menschen und Prozesse im Zusammenspiel gleich beim ersten Mal richtig funktionieren, wodurch unnötige Fehler ausgeschlossen werden können. Diese Techniken tragen dazu bei, die Qualität und Zuverlässigkeit von Produkten und Prozessen deutlich zu verbessern, indem sie Defekte beseitigen oder eben verhindern. Die Poka-Yoke-Methode passt daher auch perfekt in die Kultur der kontinuierlichen Verbesserung (vgl. PDCA-Zyklus) als Teil der Lean-Kultur.
Die Anwendung möglichst einfacher Poka-Yoke-Ideen und -Methoden im Produktentstehungsprozess und im Prozessdesign tragen maßgeblich dazu bei, menschliche und mechanische Fehler zu eliminieren.

1.3 Kategorien menschlicher Fehler

Man unterscheidet drei Kategorien menschlicher Fehler, die mithilfe von Poka Yoke verhindert werden können:
1.
Fehlerhafte Erinnerung
2.
Fehlerhafte Wahrnehmung
3.
Fehlerhafte Ausführung

1.3.1 Fehlerhafte Erinnerung

Diese Fehlerkategorie umfasst alle Fehlhandlungen, die auf einer fehlerhaften Erinnerung basieren. Beispiele dafür sind u. a.:

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