Der Frühling 2020 steht im Zeichen des schwarzen Schwans. Geprägt vom Finanzexperten Nassim Nicholas Taleb, steht der Begriff „black swan“ für ein überraschendes Ereignis von großer Seltenheit und einer noch größeren Tragweite, das erst im Nachhinein vorhersehbar erscheint

Der Frühling 2020 steht im Zeichen des schwarzen Schwans. Geprägt vom Finanzexperten Nassim Nicholas Taleb, steht der Begriff „black swan“ für ein überraschendes Ereignis von großer Seltenheit und einer noch größeren Tragweite, das erst im Nachhinein vorhersehbar erscheint. Somit zeigen Black Swans auf erschütternde Weise die Grenzen der Planungsfähigkeit von Mensch und Maschine auf, im Kontrast zum Predictive-Everything-Trend. In  Zeiten größter Volatilität, wenn ein Pandemie-Ausbruch und Turbulenzen an der Börse den Großteil des Geschäfts- und Privatlebens nahezu  unplanbar machen, erscheint das Hellsehen als die begehrenswerteste Superkraft. Dem Hellsehen möglichst nahe kommen will die Forschung mit Machine Learning und Künstlicher Intelligenz (KI), die es ermöglichen soll, auf Basis vorhandener Daten Ereignisse oder Ergebnisse vorauszusagen. Jede Form von Machine Learning und Künstlicher Intelligenz steht und fällt mit der Qualität der Datenbasis, aus der die Systeme lernen. Und: Vor dem „weißen Rauschen“ des Zufalls ist auch die „klügste“ KI machtlos, da sie nur das im Voraus berechnen kann, was sich in der einen oder anderen Form als ein, vielleicht verborgenes, Muster in der Datenbasis abzeichnet. Mehr über Chancen und Grenzen von Künstlicher Intelligenz und Machine Learning heute erzählen Experten eines Unternehmens, das Predictive Quality als Service anbietet, ab Seite 57.

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Editorial Levenshtein

Wo deutsche Arbeitgeber glänzen – und wo es Luft nach oben gibt

Die Mitarbeiterzufriedenheit steht und fällt mit den Kollegen – aber auch der Arbeitgeber kann einiges dafür tun.

Die Mitarbeiterzufriedenheit steht und fällt mit den Kollegen – aber auch der Arbeitgeber kann einiges dafür tun. Welche Faktoren entscheidend sind für glückliche Mitarbeiter, hat die Staufen AG in der aktuellen Studie „Arbeitsplatz im Fokus“ näher untersucht – mit zum Teil naheliegenden, zum Teil aber auch überraschenden Ergebnissen.

Zufriedene Mitarbeiter bewirken eine höhere Produkt- und Servicequalität. Sie arbeiten effizienter, sind produktiver und freundlicher zu den Kunden. Deshalb sollten Unternehmen die Zufriedenheit am Arbeitsplatz so gut wie möglich fördern, beispielsweise durch effiziente Prozesse, verständliche Rollenbeschreibungen und klare Verantwortlichkeiten. Das scheint den deutschen Unternehmen auch im Großen und Ganzen zu gelingen, wie die Studie „Arbeitsplatz im Fokus“ der Unternehmensberatung Staufen AG ergeben hat: Zwei von drei Mitarbeitern geben an, dass ihnen ihr Job gut oder sogar sehr gut gefällt. Für die Studie befragten die Staufen-Experten mehr als 1500 Arbeitnehmer aus administrativen Bereichen in der privaten Wirtschaft und der öffentlichen Verwaltung. Solche Arbeitsplätze haben in Deutschland eine große Bedeutung. Nach Zahlen des Instituts für Handelsforschung IFH Köln gibt es bundesweit etwa 18 Millionen Büroarbeitsplätze. Der Digitalverband Bitkom geht sogar davon aus, dass jeder zweite Berufstätige seinen Arbeitstag im Büro und damit meist auch vor dem  Computer verbringt.

Schlechte Stimmung durch  Missverständnisse und Konflikte

Die generelle Zufriedenheit des Großteils der Mitarbeiter liegt allerdings nicht immer am Unternehmen oder den Arbeitsplätzen. Statistisch gesehen stehen an erster Stelle die Kollegen, denn zwei von drei Angestellten nennen diese als Grund für ihre persönliche Zufriedenheit am Arbeitsplatz. Insgesamt schätzen die Angestellten den freundlichen und korrekten Umgang der Kollegen am Arbeitsplatz untereinander. Äußere Faktoren wie Sozialleistungen, digitale Arbeitsplätze oder das Image von Job oder Firma sind weniger wichtig.

Doch ein Drittel unzufriedene Mitarbeiter ist ein recht hoher Wert. Hier stellt sich direkt die Frage, ob unangenehme, unhöfliche Kollegen oder sogar Mobbing der Auslöser für die Unzufriedenheit sind. Dazu sagt die Studie; Mehr als die Hälfte der unzufriedenen Mitarbeiter nennen ihre direkten Vorgesetzten oder andere Führungskräfte als Grund für schlechte Laune am Arbeitsplatz. Das zeigt die große Bedeutung der Führungskräfte für die Unternehmenskultur und infolgedessen auch für die wirtschaftlichen Ergebnisse. Denn wenn Manager ihre Mitarbeiter schlecht führen oder die Arbeit ungleich verteilen, leidet die Stimmung erheblich. Als Konsequenz sinken Arbeitsleistung, Qualität und Kundenzufriedenheit.

Zu den Gründen für schlechte Stimmung im Job gehören Missverständnisse und Konflikte. Erstere entstehen durch eine ungenügende Kommunikation, letztere durch unvereinbare Gegensätze oder Streit. Kommunikationspartner sind dabei Mitarbeiter, Führungskräfte und Kunden. Zwar sind Konflikte deutlich seltener als Missverständnisse, doch letztere sind eher die Regel als die Ausnahme.

Ein interessantes Ergebnis: Die Zahl der Missverständnisse zwischen Vorgesetzten und Kunden ist mit 81 Prozent vergleichsweise groß. Üblicherweise haben Führungskräfte im betrieblichen Alltag nicht häufig direkten Kontakt mit Kunden – Vertriebler oder Servicekräfte sind diejenigen, die mit den Nutzern der Produkte oder Dienstleistungen des Unternehmens den häufigsten Kontakt haben. Die Anzahl der Missverständnisse zeigt deutlich, dass Führungskräfte dazu neigen, den Mitarbeitern in die Arbeit hinein zu regieren.

Das hat erhebliche Konsequenzen: In mehr als 40 Prozent der Unternehmen führen kommunikative Probleme zu wachsender Unzufriedenheit bei Kunden und vermehrten Reklamationen. Doch auch intern haben Auseinandersetzungen ungünstige Folgen: Probleme innerhalb des Personals führen zu mehr Krankmeldungen, einem typischen Abwehrmittel von Angestellten.

Konstruktive Problemlösung ist  keine Stärke der Firmen

Deutliche Probleme hat die herstellende Industrie, da Konflikte sich sowohl direkt als auch indirekt auf die Produktion auswirken. Genervte Mitarbeiter reichen ihre Unzufriedenheit weiter, indem sie beispielsweise „Blue-Collar-Worker“ schlecht instruieren oder nicht ausreichend informieren. Dies führt bei etwa der Hälfte der Industrieunternehmen zu Qualitätsproblemen (45 Prozent) und Nacharbeiten (51 Prozent). In den Büros selbst kommt es in so einer Situation häufig zu vielen Rückfragen und Abstimmungsschleifen.

Übrigens steigt auch die Fluktuationsrate in den Unternehmen, sowohl bei Mitarbeitern als auch bei Kunden. In 31 Prozent der Unternehmen haben schon einmal Mitarbeiter gekündigt und bei 19 Prozent sind Kunden zur Konkurrenz gewechselt. Solche Zahlen zeigen deutlich: die Führungskräfte sollten Schwierigkeiten innerhalb der Belegschaft und mit einzelnen Kunden sehr ernst nehmen. Führungskräfte haben dabei eine Schlüsselstellung, da sie als einzige in der Lage sind, wichtige Rahmenbedingung zu ändern.

Es zeigt sich allerdings, dass der Umgang mit Konflikten keine Stärke der Unternehmen ist. Grundsätzlich stehen Führungskräften drei Reaktionen offen: Sie können Konflikte per Machtwort „wegbefehlen“, sie ignorieren oder sie produktiv analysieren. In den Unternehmen werden alle Strategien eingesetzt, doch etwa die Hälfte der Unternehmen setzt häufig auf Machtworte oder Ignoranz.

Dabei führen diese beiden Reaktionsmöglichkeiten nicht zu nachhaltigen, konstruktiven Lösungen. Missverständnisse und Konflikte tauchen bald wieder auf – vielleicht sogar stärker als zuvor. In einem Drittel der Unternehmen nehmen Führungskräfte Konflikte sogar bewusst hin und schüren die interne Konkurrenz. Dahinter steckt die Überlegung, dass durch starke interne Konkurrenz die Leistungen der Mitarbeiter steigen. Das ist allerdings angesichts der Folgen von unausgesprochenen und verschleppten Konflikten eine risikoreiche Strategie.

Nur etwa zwei von drei Unternehmen bevorzugen kooperative Lösungen, denn Konfliktmoderation ist schwierig. In jedem zweiten dieser Unternehmen fühlen sich die Vorgesetzten überfordert vom Ausgleich in krisenhaften Situationen. Kein Wunder, holen sich doch nur ein Drittel der Unternehmen externen Rat durch Mediatoren und Coaches. Das ist zu wenig, denn Externe haben den großen Vorteil eines ungetrübten Blickes. Sie teilen weder die Vorurteile noch die Traditionen des Unternehmens und sind nicht in soziale Bezüge eingebunden. Sie haben so die Möglichkeit, Konflikte deutlich zu benennen und zur Lösung beizutragen.

Die Ergebnisse der Studie „Arbeitsplatz im Fokus“ zeigen deutlich: Entscheidend für ein erfolgreiches Unternehmen sind hochwertige Prozesse, eine stabile Arbeitsorganisation, eine positive Führungskultur im Sinne des Lean Management und eine klare Organisation der Teams. Zudem lassen sich viele wiederkehrende Aufgaben etwa mit Robotic Process Automation (RPA) erledigen, um die Mitarbeiter von solch monotoner Arbeit zu entlasten. Stimmen diese Rahmenbedingungen, steigt die Zufriedenheit der Mitarbeiter und damit auch die Zufriedenheit der Kunden mit der erhaltenen Qualität der Produkte und Dienstleistungen.

Bild 1. Die wichtigsten Gründe für Zufriedenheit am Arbeitsplatz

Bild 2. Die wichtigsten Gründe für Unzufriedenheit am Arbeitsplatz

Staufen_Studie - Hauptartikel

Michael Metzger ist Senior Expert für Lean in administrativen Bereichen und in Krankenkassen sowie Versicherungen.

Gunter Schöller ist Senior Expert für Lean in administrativen Bereichen und in der Bankenbranche.

<a href="mailto:M.Metzger@staufen.ag">M.Metzger@staufen.ag</a>

<a href="mailto:G.Schoeller@staufen.ag">G.Schoeller@staufen.ag</a>

<a href="http://www.staufen.ag">www.staufen.ag</a>

Maßnahmen gegen schlechte Stimmung im Büro

Oft ist die Konfliktmoderation das letzte Mittel, um die Stimmung im Team zu retten. Doch es gibt noch weitere Maßnahmen, die Unternehmen angehen sollten:

<ul><li>Berufliche Weiterbildung und Mitarbeiterentwicklung stärken die Zufriedenheit. Regelmäßige Trainings und Schulungen zeigen den Mitarbeitern, dass sie in ihrer Firma einen Wert haben. Tatsächlich haben bereits zwei von drei Führungskräften das Thema Weiterbildung in den Vordergrund gerückt.</li><li>Entscheidend sind die Rahmenbedingungen, in erster Linie die Arbeitsorganisation. Effiziente Prozesse, verständliche Rollenbeschreibungen und klare Verantwortlichkeiten verringern Reibungen. Hier ist noch Luft nach oben: Zwischen 20 und 25 Prozent der Unternehmen tun sich schwer mit Verantwortlichkeiten, Schnittstellen oder der Arbeitsverteilung.</li><li>Die IT-Infrastruktur sollte auf dem neuesten Stand sein und die Arbeit unterstützen. So ist es beispielsweise in erstaunlichen 36 Prozent der Unternehmen immer noch üblich, Daten von Hand zwischen zwei IT-Systemen zu übertragen.</li><li> Unternehmen sollten auch auf eine gute und konstruktive Fehlerkultur achten, bei der Führungskräfte und Mitarbeiter gemeinsam nach Lösungen suchen, wenn Fehler passieren oder Projekte in Schieflage geraten. Nur in 27 Prozent der Unternehmen ist das so geregelt; fast drei Viertel suchen zumindest gelegentlich nach Sündenböcken.</li><li>Der Vorgesetzte muss Teil des Teams sein, nicht nur der alleinige Entscheider, der die Ausführung dann delegiert. Nur ein Viertel der Unternehmen verzichtet völlig auf die klassischen Strukturen mit dem Chef als Befehlshaber.</li></ul>

Mitarbeiterorientierung

Dienstleistungen

Seminare, Schulungen, Kongresse

Karriere

Wirtschaft

Unternehmen und Unternehmer

Vier Erfolgsfaktoren für die agile Zusammenarbeit

Diverse, globale, ad hoc zusammengestellte Teams sind die Lösung, um anspruchsvolle und komplexe Aufgaben im technischen Umfeld zu bewältigen. Gleichzeitig bergen sie auch die größte Herausforderung für erfolgreiche Zusammenarbeit. Der Schlüssel zum Erfolg liegt im Gestalten einer echten Wir-Kultur – im Projektteam und noch besser im gesamten Unternehmen.

Diverse, globale, ad hoc zusammengestellte Teams sind die Lösung, um anspruchsvolle und komplexe Aufgaben im technischen Umfeld zu bewältigen. Gleichzeitig bergen sie auch die größte Herausforderung für erfolgreiche Zusammenarbeit.

Bisher waren es die meisten Mitarbeiter gewohnt, in überschaubaren Teams zu arbeiten, die in ihrer Konstellation eine gewisse Beständigkeit hatten. Weil die meisten Beteiligten dazu noch über einen ähnlichen Hintergrund verfügten, bildete sich leicht eine gemeinsame Kultur aus. Wenn sich interdisziplinäre Teams in immer kürzeren Zyklen formen, Wird es immer schwieriger, diese Wir-Kultur zu etablieren. Ein Beispiel: In einem Unternehmen bringt ein Innovationsprozess eine neue technische Lösung hervor. Ein Sponsor stellt das Budget für die Entwicklung bereit – unter der Bedingung, vor der Konkurrenz auf dem Markt zu sein. Ein Projektverantwortlicher Wird eingesetzt und ein ambitionierter Termin für die Markteinführung festgelegt. Für das Projekt werden die besten Experten weltweit aus den involvierten Bereichen rekrutiert (Entwicklung, Produktion, IT, Qualitätsmanagement, Sales etc.). Dabei zeigt sich, dass vier Aspekte für eine erfolgreiche Teamarbeit ausschlaggebend sind (Bild 1):

<ul><li>Fokus: Gemeinsames Ziel und Ergebnisorientierung,</li><li>Prozess: Arbeitsmethoden und Messkriterien,</li><li>Flow: Zusammenarbeit und Agilität, sprich Lernen und Weiterentwicklung,</li><li>Klima: Vertrauen und Zusammenhalt.</li></ul>

Die Aspekte Prozess und Fokus bekommen üblicherweise zu Beginn die größte Aufmerksamkeit. Das Budget wird nur bereitgestellt, wenn das Ziel inklusive des Zeitpunkts im Vorfeld bereits klar definiert ist. Durch den hohen Druck sind alle darauf fokussiert, die geforderten Ergebnisse zu liefern. Da die Experten sich zunächst in ihre Themen vertiefen, spielt der Flow – also die Zusammenarbeit – noch nicht die größte Rolle. Informationen fließen, soweit der Prozess das fordert. Dass dabei nicht immer die gesamte Information zur rechten Zeit am rechten Ort ankommt, fällt noch nicht auf.

Das Klima ist anfangs geprägt von Swift Trust, dem flüchtigen Vertrauen: Projektgruppen, die sich neu formen, arbeiten unvermittelt vertrauensvoll zusammen, obwohl sich die Beteiligten gar nicht kennen. Tatsächlich beruht das weniger auf dem Vertrauen in die anderen, als vielmehr auf dem Bewusstsein, sich Misstrauen nicht leisten zu können.

Gerade in zeitkritischen Projekten stürzen sich die Beteiligten sofort auf das, was zu tun ist. Weil sich jeder zu Beginn von seiner besten Seite zeigen will, scheint das erfolgsversprechend und es gibt Sicherheit. Persönliche Sichtweisen oder gar Bedenken auszutauschen Wird in dieser auf Effizienz getrimmten Umgebung als Zeitverschwendung betrachtet und vermieden. Die Gefahr besteht, sich vom Swift Trust täuschen zu lassen. Nach einiger Zeit verschwindet er. Spätestens wenn es zu Verzögerungen kommt oder sich Misserfolge einstellen, zeigt sich, dass Menschen keine Maschinen sind. Plötzlich kommen Emotionen ins Spiel und leiten das Verhalten. Interessenskonflikte werden sichtbar, Streitereien über scheinbare Belanglosigkeiten häufen sich, Verhaltensweisen werden negativ bewertet.

Die vier Aspekte, die für erfolgreiche Teamzusammenarbeit verantwortlich sind, finden sich in unterschiedlichen Persönlichkeitstypen auch unterschiedlich gewichtet wieder. Während Fokus- und Flow-orientierte Menschen sehr gut mit Druck, agiler Lösungsentwicklung und der daraus entstehenden Unsicherheit umgehen können, fällt dies Klima- und Prozess-orientierten Menschen schwerer. Der eine beginnt um seinen Job zu bangen. Der andere Wirkt langsam und zögerlich, weil er gerne perfekte Ergebnisse abliefern will.

Hinzu kommt, dass über Befürchtungen und Befindlichkeiten nicht gesprochen Wird, weil es scheint, dass die meist Fokus-orientierte Führungskraft dafür kein Verständnis und keine Zeit hat. Die Gefahr wächst, dass die Beteiligten sich nicht mehr voll engagieren, weil sie glauben, keine angemessene Anerkennung für ihre Arbeit zu bekommen oder meinen, keinen guten Job zu machen.

Fakt ist: Menschen arbeiten leichter und natürlicher zusammen, wenn sie sich ähnlich sind. In der modernen Arbeitswelt lässt sich Heterogenität aber kaum vermeiden. Unterschiedlichkeiten erwachsen nicht nur aus der Nationalität, sondern auch aus Alter, Bildungsgrad, Expertise und Firmenzugehörigkeit. Hinzu kommt, dass heterogene Teams viel bessere Voraussetzungen haben, wenn es darum geht, komplexe Aufgaben zu bewältigen. Was einerseits Erfolgsgrundlage ist, ist andererseits die größte Stolperfalle. In unserem Beispiel haben Wir eine hohe Diversität, zudem müssen Menschen zusammenarbeiten, die sich nur oberflächlich kennen oder/und noch nie gesehen haben. Tatsächlich zeigen Untersuchungen: Je mehr Fremde es im Team gibt und je größer die Diversität ist, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Teammitglieder ihr Wissen teilen oder sich sonst kollaborativ verhalten. Anstatt Informationen frei fließen zu lassen und gemeinsam aus Fehlern zu lernen, schotten sie sich ab und verteidigen ihren Lösungsweg. Was können Organisation und Führungskräfte tun, um Teams langfristig arbeitsfähig zu machen?

Relativ schnell nach der Anlaufphase müssen die Aspekte Flow und Klima ins Zentrum der Aufmerksamkeit rücken. Jetzt geht es um Kollaboration statt einfach nur um Arbeitsteilung. Echte Zusammenarbeit ist gekennzeichnet durch eine laufende Interaktion. Durch Teammitglieder, die über ihre eigene Rolle hinausdenken und erfassen, was für die anderen und die gemeinsame Zielerreichung wichtig ist. Gar nicht so einfach, wenn Experten völlig unterschiedlicher Bereiche zusammenWirken. Wird dieser Austausch jedoch gefördert, kann echtes Vertrauen und Zusammenhalt entstehen. Oder kurz gesagt: eine Wir-Kultur. Das fordert von Führungskräften, sowohl aufgaben- als auch menschenorientiert führen zu können. Zu Beginn eines kritischen Projektes bedarf es starker aufgabenbezogener Fähigkeiten. Wenn das Projekt Fahrt aufnimmt, sind mehr menschenbezogene Fähigkeiten gefragt.

Untersuchungen zeigen, dass Mitarbeiter in Unternehmen, deren Führungskräfte kollaboratives Verhalten vorleben, in diversen Teams besser zusammenarbeiten. Führungskräfte haben VorbildWirkung und müssen das Verhalten, das sie von ihren Mitarbeitern erwarten, vorleben. Je größer das Team ist, umso wichtiger ist es, dass die Teammitglieder selbst kollaborative Fähigkeiten entwickeln: gegenseitige Wertschätzung, Beziehungsmanagement, Konflikte produktiv und kreativ lösen, achtsame und zielorientierte Kommunikation, Selbststeuerung und Projektarbeit. Der Mangel an diesen Fähigkeiten kann in diversen Teams zu einem harten Fakt für das Scheitern werden.

Die Organisation kann die Entwicklung einer generellen Wir-Kultur im Unternehmen begünstigen, indem Community-fördernde Maßnahmen (WOL-/Working Out Loud Circles, Peergroup-Support, Firmenteams bei Sportevents u. a.) unterstützt werden. Der Maschinenbauer Eisenmann beispielsweise gewährt jedem Mitarbeiter ein virtuelles Budget, mit dem über eine Crowdfunding-Plattform gemeinsame Aktivitäten verWirklicht werden können.

Bild 1. Je nach Persönlichkeit des Team-Mitglieds werden die vier Faktoren unterschiedlich priorisiert. 

MMPR_Stahl - Hauptartikel

Ulrike Stahl ist Rednerin, Autorin und  Design Thinking Coach.

Ulrike Stahl T 03381 3159022 <a href="mailto:office@ulrike-stahl.com">office@ulrike-stahl.com</a> <a href="http://www.ulrike-stahl.com">www.ulrike-stahl.com</a>

Teamarbeit

Management allgemein

Organisationsentwicklung

Strategie und Organisation

Wie verändert sich Six Sigma durch Digitalisierung und KI?

Über zwanzig Jahre alt und kein bisschen angestaubt: Die modulare Six-Sigma-Methode eignet sich im Prinzip bestens für den Einsatz in der Industrie 4.0, muss aber weitergedacht werden. Aus diesem Grund entwickelt der Europäische Six Sigma Club Deutschland e.V. (ESSC-D) die Six-Sigma-Ausbildungsrichtlinien weiter. Six-Sigma-Experten benötigen  zusätzliche Kenntnisse, beispielsweise im Bereich von agilen Methoden und in der Bearbeitung großer Datenmengen.

Über zwanzig Jahre alt und kein bisschen angestaubt: Die modulare Six-Sigma-Methode eignet sich im Prinzip bestens für den Einsatz in der Industrie 4.0, muss aber weitergedacht werden.

Christian Glock, Björn Noreik, Roswitha Pietsch und Thomas Rittler

Six Sigma ist eine seit über 20 Jahren etablierte Qualitätsmethode, doch wird sie in einem digitalisierten Umfeld überhaupt noch benötigt? Werden Prozesse zukünftig durch modernste Sensorik und intelligente Algorithmen vollkommen automatisch gesteuert und verbessert? Auch in der Zukunft braucht es methodische Verbesserungsprojekte, in denen Menschen Entscheidungen treffen. Allerdings werden diese Entscheidungen im Umfeld multiparametrischer Prozesse auf hochkomplexen automatisierten Berechnungsverfahren basieren. In der Praxis geht es darum, „bessere“ (schnellere, flexiblere, günstigere) Prozesse, Produkte und Dienstleistungen für den Kunden zu schaffen. Parallel dazu wird es immer wichtiger, durch optimale Prozesse Ressourcen zu schonen und damit nachhaltiger zu produzieren. Doch wie können KI und Six Sigma in der Praxis sinnvoll verknüpft werden? Wichtige Erkenntnisse zur Beantwortung dieser Frage lassen sich aus einer studentischen  Arbeit ableiten, die unter dem Titel „Detektion von Anomalien in Sensordaten mittels Verfahren des maschinellen Lernens für die vorausschauende Wartung von Produktionshilfsstoffen“ bei der Festo SE & Co. KG in Esslingen durchgeführt wurde.

In einem Fertigungsprozess sollte die Überwachung eines Hilfsstoffes untersucht werden. Vor Projektbeginn erfolgte die manuelle Überwachung etwa einmal wöchentlich. Für weitergehende Untersuchungen mussten regelmäßig Proben von einem externen Labor auf besondere Verunreinigungen untersucht werden. Durch den Einsatz von Sensoren und Künstlicher Intelligenz (KI) sollten präzise Vorhersagen für die Wartung der Anlage gemacht werden können und somit Zeit und Kosten eingespart werden.

Die gängige Erwartungshaltung im Umfeld von Big Data und Industrie 4.0 ist, dass verfügbare Sensordaten direkt verwendet werden können. Im Praxisfall war die erste Hürde jedoch, die Daten der Sensoren (vielfach über SPS angebunden) an zentraler Stelle zusammenzuführen. Aufgrund der Vielfalt an Sensoren lagen die Daten in unterschiedlichen Formaten vor, sodass die Daten erst per Skript aufbereitet und verknüpft werden mussten.

Im Rahmen der Arbeit wurde auf Basis aller Daten mittels KI ein Modell entwickelt. Dieses Modell war in der Lage, die verschiedenen Zustände des Hilfsstoffes zu erkennen. Parallel dazu wurden mit den nach Aussage eines Prozessspezialisten relevanten Kennwerten ein zweites Modell erstellt, ebenfalls mithilfe von KI. Auch in diesem Modell wurde der Verschleißzustand eindeutig erkannt. Spannenderweise war das Modell in diesem Fall sehr viel einfacher und auch für eine klassische Schwellwertüberwachung bestens geeignet. Das auf allen Daten basierende Modell war deutlich komplexer und stützte sich zudem nicht auf „direkte“ Messgrößen wie zum Beispiel die Leitfähigkeit, sondern auf mathematisch abgeleitete Kennwerte. Somit ließ sich dieses Modell nicht dazu verwenden, ein besseres Verständnis von dem Prozess zu entwickeln.

Im Lauf des Projektes kam die Frage auf, ob sich die Sensoren zur Messung der Kennwerte eignen. Der Student stellte im Rahmen seiner Voruntersuchungen fest, dass bei einem der Sensoren weder die Kalibrierung noch die Parametrierung des Sensors in Ordnung waren. Somit konnte dieser Sensor in der Arbeit nicht berücksichtigt werden. Deshalb ist im Vorfeld der Nachweis zu erbringen, dass ein Sensor für die Messaufgabe geeignet ist.

Die Autoren haben in vielen Projekten die Erfahrung gemacht, dass diese Datenorchestrierung nicht nur ein typischer Knackpunkt ist, sondern vielfach ohne Domänen- und Prozesswissen nicht funktioniert. Insbesondere bei Prozessen mit größeren Durchlaufzeiten ist das richtige Zuordnen der Daten zueinander besonders herausfordernd. Die Betrachtung des relevanten Prozesses und das Nutzen des Wissens der Prozessbeteiligten gehört für Six-Sigma-Spezialisten zum Handwerkszeug.

Künstliche Intelligenz ist in der Lage, in Echtzeit Zusammenhänge zu erkennen und Maßnahmen zu generieren. Doch wenn es um das Erarbeiten der Prozessvorgaben geht, kann KI kein Expertenwissen ersetzen. Prozess- und Produktexperten sollten dann aus den automatisch generierten Ergebnissen Wissen zu Prozessen und Produkten aufbauen und nutzen. Im See der Scheinkorrelation ist Prozesswissen der eigentliche Schlüssel zum Erfolg.

Erschwert wird die Datennutzung durch unterschiedliche Datenquellen entlang der Wertschöpfungskette: vom Waren- und Auftragseingang über die Herstellungsprozesse und Produktbereitstellung bis hin zu Nutzungs- und Feldinformation beim Kunden. Zusätzlich liegen die Daten der Wertschöpfungskette meist nicht im Kontext, z.B. je Produkt oder Kunde, vor. Erst wenn alle Informationen der Wertschöpfungskette (Komponenten, Charge, Auftrag) eindeutig zugeordnet werden können, lässt sich mit Hilfe von KI, häufig aber auch einfacher statistischer Verfahren, Praxisnutzen aus den Daten ziehen.

Auch bei der Identifikation relevanter Prozesse und Prozessmessgrößen sollte der Zeitaufwand keinesfalls unterschätzt werden. Für alle relevanten Daten muss eine vollständige und korrekte Datendefinition (Berechnungsvorschrift, Messintervall, Datenquellen, Ablageort, Verantwortlichkeiten, etc.) vorliegen, um später hochwertige Ergebnisse erzielen zu können. Diese Anforderung wird von vielen Unternehmen massiv unterschätzt. Prozessoptimierung und Aufbau von Prozesswissen mit Six Sigma und KI ist ein kontinuierlicher iterativer Prozess. Dabei wird das Wissen von Prozess- und Datenexperten benötigt, um sinnvolle Maßnahmen ableiten zu können. Ein mangelhafter oder unvollständiger Input ergibt einen mangelhaften Output. Ohne relevante und hochwertige Daten kann kein Analyseprogramm der Welt hochwertige Erkenntnisse liefern.

Six Sigma stellt seit über 20 Jahren vollkommen branchenunabhängig regelmäßig seine Effektivität unter Beweis. Besonders bei Herausforderungen im Bereich der Prozess- und Produktoptimierung hat sich die strukturierte Herangehensweise nach dem Six Sigma DMAIC-Zyklus (Define-Measure-Analyse-Improve-Control) bewährt.

In klassischen Six-Sigma-Projekten, wie sie überwiegend vor der Digitalisierung stattgefunden haben, lagen nur selten alle relevanten Messwerte vor. In der Regel mussten zunächst Messsystemanalysen durchgeführt, Prüfpläne erstellt und Messdaten erhoben werden, um tiefergehende Erkenntnisse und Wissen aus den Daten generieren zu können.

Eine der größten Herausforderungen für eine digitalisierte Zukunft ist der Aufbau einer vertrauenswürdigen Dateninfrastruktur aufzubauen. Es braucht umfangreiche Planungen und Investitionen, bis Daten und Informationen im richtigen Kontext zueinander zur Verfügung stehen.

Ähnlich wie der DMAIC-Zyklus branchenunabhängig erfolgreich eingesetzt wird, kommt im Big-Data-Umfeld das Crisp-DM (CRoss Industry Standard Process for Data Mining) Phasenmodell für die Analyse komplexer Daten zum Einsatz. Crisp-DM verrät jedoch nicht, welche Werkzeuge in welcher Phase am besten zum Einsatz kommen können. Überlagert man diese Modelle mit den Six-Sigma-Werkzeugen, so stellt man fest, dass zum Erreichen der Phasenziele aus Six Sigma weitgehend identische Werkzeuge zum Einsatz kommen können. Damit ist Six Sigma heute vielleicht aktueller denn je. Integriert man die Tools aus Data-Mining, I4.0 und KI, lassen sich schnell und strukturiert neue Erkenntnisse gewinnen. Qualitätsprojekte haben durch die Digitalisierung schon heute oft einen erweiterten Projektfokus und damit auch eine deutlich erhöhte Projektkomplexität. Die strukturierte Vorgehensweise von Six Sigma in Kombination mit Crisp-DM als erfolgsversprechend betrachtet werden.

Die Arbeitswelt verändert sich immer schneller. Immer größer werdende Datenmengen müssen in rasanter Geschwindigkeit analysiert werden. In diesem Umfeld mag die bei Motorola bereits 1987 entwickelte Six Sigma Methodik mittlerweile ein wenig angestaubt und starr erscheinen. Jedoch vergisst man dabei leicht den entscheidenden Vorteil von Six Sigma. Bereits von Beginn an wurden etablierte Werkzeuge wie z.B. Histogramme integriert, die weit über 100 Jahre vorher erfunden wurden. Durch diesen modularen Aufbau mit standardisierten Einzelwerkzeugen bietet Six Sigma die Möglichkeit, bestehende Werkzeuge zu verbessern, zu ersetzen und neue (wie z.B. Data Mining) zu implementieren. Zusammen mit dem Stufenmodell DMAIC, das auch als Rapid DMAIC ausgeführt werden kann, bietet Six Sigma auch zukünftig die Möglichkeit, sowohl Quick Hit“ zu realisieren als auch Großprojekte hochflexibel, effizient und effektiv zu <a href="http://bearbeiten.Damit">bearbeiten.Damit</a> dies gelingt, müssen aber der Six-Sigma-Werkzeugkasten und das Six-Sigma-Projektmanagement weiterentwickelt werden. Ein sich immer schneller veränderndes Umfeld verlangt die Einbindung agiler Methoden wie Scrum in den DMAIC-Zyklus. Die stark erweiterte Palette an zu analysierenden Prozessparametern und dementsprechend eine immer größer werdende Datenflut erfordern erweiterte Kenntnisse im Bereich der Datensammlung, -speicherung, -aufbereitung und -analyse. Hier kann die Crisp-Methode einen wertvollen Beitrag liefern. In Anbetracht dieser Flut neu geforderter Fähigkeiten erscheint es sinnvoll, dass sich Black Belt und Master Black Belt zukünftig stärker auf das Projektmanagement konzentrieren und sich von der Rolle des Generalisten mittelfristig verabschieden. Das Six-Sigma-Projektteam der Zukunft wird sich aufgrund vieler Subprozesse und großer Datenmengen vergrößern und noch interdisziplinärer aus Prozess- & Methodenspezialisten, Data Engineers, Data Scientists, IT und Automatisierungsexperten zusammensetzen. Details zu den Ausbildungsrichtlinien 4.0 gibt es bei der nächsten Fachkonferenz des ESSC-D.

Bild 1. Die einzelnen Phasen des CRISP-DM Datenanalysezyklus

Bild 2. DMAIC-Phasen, Phasenziele und ausgewählte Werkzeuge

Bild 3. Gemeinsamkeiten und Synergien von Six Sigma DMAIC und Crisp-DM,

Quelle: Arbeitskreis „Six Sigma weitergedacht“ des ESSC-D, Grafik: © Hanser

ESSC_Leyendecker - Hauptartikel

Der European Six Sigma Club Deutschland e.V. (ESSC-D) bündelt und verbreitet Expertisemit Bezug zu Six Sigma und entwickelt die Six-Sigma-Methodik aktiv weiter. Kernaktivitäten der Vereinsarbeit sind die Gestaltung und Weiterentwicklung von Standards sowie der Definition von Richtlinien in der Qualifikation, Ausbildung und Zertifizierung von Six-Sigma-Belts. Der Arbeitskreis „Six Sigma weitergedacht“ fokussiert dabei besonders die Themen New Roles, Training and Competencies und Project Execution.

Christian Glock ist Lean Six Sigma Master Black Belt bei CSL-Behring.

Björn Noreik ist selbständiger Lean Six  Sigma Master Black Belt und Datenanalyst, BNB-Qualitätsstatistik und Training.

Roswitha Pietsch ist Six Sigma Master Black Belt bei G+D Mobile Security.

Thomas Rittler ist Six Sigma und Reliability Black Belt und als Experte zuständig  für statistische Versuchsmethoden und Zuverlässigkeit bei Festo AG & Co. KG.

Thomas Rittler T 0711 3474918 <a href="mailto:Thomas.Rittler@festo.com">Thomas.Rittler@festo.com</a>

Industrie 4.0 Maturity Index als Basis für die digitale Transformation

Drei Standorte, ein Ziel: die digitale Transformation. In Vorbereitung darauf hat das internationale Prozessindustrie-Unternehmen Kuraray seine Prozesse, Strukturen und vieles mehr mithilfe des Industrie 4.0 Maturity Index auf Herz und Nieren geprüft. Aus der Reifegradbestimmung ließen sich konkrete Maßnahmen ableiten, um das Unternehmen fit für die digitale Transformation zu machen.

Drei Standorte, ein Ziel: die digitale Transformation. In Vorbereitung darauf hat das internationale Prozessindustrie-Unternehmen Kuraray seine Prozesse, Strukturen und vieles mehr mithilfe des Industrie 4.0 Maturity Index auf Herz und Nieren geprüft.

Die Kuraray Co., Ltd. ist ein global agierendes Unternehmen mit mehr als 10.000 Mitarbeitern weltweit. Mit Produkten und Materialien wie synthetischen Zwischenschichten für Verbundglas-Lösungen gehört das Unternehmen weltweit zu den Marktführern. In Deutschland hat Kuraray drei Produktionsstandorte für die stufenweise Produktion dieser Schichten. Kuraray Poval ist Hersteller von Polyvinylalkohol (PVOH), welches bei Kuraray Mowital verwendet wird, um Polyvinylbutyralharze (PVB) herzustellen. Dieses wird wiederum bei Kuraray Trosifol eingesetzt, um die PVB- und Ionoplast-Zwischenschichten zu fertigen.

Diese Dreiteilung der Produktionsbetriebe birgt einen hohen Aufwand für Planung, Koordination und Kommunikation. Die Standorte produzieren aufeinander aufbauende Produkte, haben produktspezifische Abläufe und abweichende Prioritäten. Zudem sind die Anlagen – charakteristisch für die Chemie- und Prozessindustrie – auf eine lange Lebensdauer ausgelegt und somit sehr komplex. Entsprechend zeitaufwändig ist das Nachrüsten von Sensorik, Aktorik und Systemen. Die Produktion im Dauerbetrieb und die besondere Bedeutung der IT-Sicherheit in der Chemie- und Prozessindustrie schränken zusätzlich die Einführung neuer (IT-)Systeme ein – dabei sind diese Systeme unabdingbar für einen automatisierten, kontinuierlichen Informationsfluss. Denn der Austausch von Informationen über Betriebsgrenzen hinweg ist für Kuraray essenziell, da die Materialien bzw. Zwischenprodukte zwischen den Standorten transferiert werden.

Dies war die Ausgangslage, als sich Kuraray drei Digitalisierungsziele setzte. Erstens  wollte man Produktinnovationen iterativ in kurzen Time-to-Market-Zyklen entwickeln. Zweitens sollte die Gesamtanlageneffektivität (OEE) mittels optimierter Anlagenbelegung, schnellerem Typenwechsel und Prozessinnovationen gesteigert werden. Zudem wurde ein transparenter Materialfluss aller (Zwischen-)Produkte fokussiert, um eine nachvollziehbare Datenbasis der Aktivitäten zu schaffen. Als drittes Ziel sollte die Betriebs- und Arbeitssicherheit verbessert werden. Dazu wurden das Lernen aus Ereignissen sowie ein aktives Change Management in der Unternehmenskultur verankert. Alle Ziele wurden mit der Prämisse erstellt, bereichsübergreifende Anwendung zu finden.

Für die Umsetzung der gesetzten Ziele und das Vorantreiben der digitalen Transformation bei Kuraray wurde ein Digitalisierungsprojekt ins Leben gerufen (Bild 1).

Durchgeführt wurde dieses Projekt unter der Leitung des Industrie 4.0 Maturity Centers. In einem gemeinsamen Workshop mit dem Management der Kuraray Europe wurden die Ziele der digitalen Transformation festgelegt. Mit diesem Ausgangspunkt konnte die Vorort-Phase an den jeweiligen Produktionsstandorten beginnen, welche etwa drei Tage pro Standort betrug. Man führte Begehungen durch und interviewte verantwortliche Führungskräfte, um den Status-Quo aller relevanten Kennzahlen, Prozesse und Informationsflüsse zu ermitteln. Alle notwendigen Informationen wurden mithilfe eines Fragebogens aufgenommen und in einer Online-Plattform dokumentiert. Der eingesetzte Fragebogen basierte auf den vier Gestaltungsfeldern des Industrie 4.0 Maturity Index (siehe Kasten). Nach Abschluss der Status-Quo-Aufnahme konnte der Reifegrad für jeden betrachteten Prozess generiert werden. Aus Umsetzungsperspektive sollen in einem ersten Schritt die Maßnahmen dabei helfen, die Gestaltungsfelder auf einen Reifegrad zu bringen. Dies stellt die Basis für ein weiteres Vorgehen dar. Im zweiten Schritt können tiefergehende Industrie 4.0 Thematiken in den Fokus gerückt werden.

Bei Kuraray zeigte sich, dass die Gestaltungsfelder Organisationsstruktur und Kultur bereits sehr fortschrittlich aufgestellt sind. Dies spiegelt sich in der Entschlossenheit wider ein digital agierendes Unternehmen werden zu wollen. So wurden bereits Lean-Management-Methoden umgesetzt und Grundlagen für einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess für die Optimierung von Arbeitsabläufen geschaffen. Dennoch wurden Schwachstellen in der Projektpriorisierung und -planung sowie dem standortübergreifenden Informations- und Materialaustausch festgestellt. Auch das Gestaltungsfeld der Informationssysteme hatte bereits fortgeschrittene Ansätze. Hier lag ein besonderer Fokus in der bereichsübergreifenden Integration von IT-Systemen sowie die vollumfängliche Verwendung der Potentiale der bestehenden Systeme.

Nachholbedarfe konnten in der Dimension der Ressourcen aufgedeckt werden. Insbesondere das Anbinden der hochkomplexen Anlagen an das Leitsystem stellte eine große Herausforderung dar. Zudem konnten Schwierigkeiten in der Nachvollziehbarkeit der Materialflüsse und Prozessinformationen festgestellt werden. Ausgehend von der detaillierten Analyse des Status-Quo konnten Handlungsmaßnahmen abgeleitet und in einer konsolidierten Roadmap für alle drei Standorte zusammengeführt werden (Bild 2).

 Die Ausarbeitung der Maßnahmen und Aggregation in die Roadmap dauert etwa eine Woche. Die Roadmap fokussiert sich auf unternehmensspezifische Maßnahmen und zielt im ersten Schritt darauf ab, durch Schließen der identifizierten Entwicklungslücken eine homogene Konnektivität (Level 2) zu erreichen. Insgesamt konnten 30 Maßnahmen aus den jeweiligen Bedarfen abgeleitet werden, um Kuraray schrittweise zu einem agilen und datengetriebenen Unternehmen zu entwickeln. Die Priorisierung der Maßnahmen erfolgte entlang der Reifegradstufen und ist sowohl zeitlich als auch strategisch ausgerichtet. Hinsichtlich der strategischen Ausrichtungen wird die Roadmap in operative Handlungsstränge aufgeteilt, welche zugehörige Maßnahmen bündeln und einer einheitlichen Strategie zuordnen. Zum einen verleihen die Handlungsstränge den Maßnahmen innerhalb der Roadmap einen konzeptionellen Hintergrund, zum anderen kann auf diese Weise strukturiert und sequenziell auf ein Ziel hingearbeitet werden. Um den Zielen von Kuraray gerecht zu werden, umspannten die Handlungsstränge ein umfassenderes Verständnis der Prozesse in den jeweiligen Standorten, eine betriebsübergreifende Planung und Steuerung von Informations- und Materialflüssen sowie ein transparentes Asset Management.

Auf Basis der Roadmap und den dazugehörigen Maßnahmen konnten erste Projekte priorisiert werden, welche nach einer wirtschaftlichen Betrachtung als pilothafte Digitalisierungsprojekte umgesetzt wurden. So wurde in weiterer Zusammenarbeit mit dem Industrie 4.0 Maturity Center eine bedarfsorientierte IIoT-Plattform ausgewählt. Zum einen soll diese als Datendrehscheiben genutzt werden, also das zentrale Element in der IT-Architekturlandschaft zur Datenspeicherung und -bereitstellung darstellen. Zum anderen soll diese als priorisiertes Anwendungssystem mit bedarfsgerechter, echtzeitfähiger Visualisierung verwendet werden. Eine besondere Bedeutung behält die bereichsübergreife Anwendung der IIoT-Plattform.

Bild 2. Status-Quo-Auswertung mit konsolidierter Roadmap

Bild 1. Durchführung des Digitalisierungsprojekts bei Kuraray Europe

RWTH Aachen_Schmitz - Hauptartikel

Im April 2020 erscheint die Neuauflage der Acatech-Studie „Industrie 4.0 Maturity Index.“ Diese beinhaltet die gewonnene Erkenntnissen aus drei Jahren industrieller Anwendung von erfolgreich umgesetzten Projekten. Zudem werden ausgewählte Fallbeispiele in einem Begleitheft aufgeführt, welche den Prozess der digitalen Transformation in den Unternehmen ausführt: <a href="http://wwww.i40mc.de/downloads">wwww.i40mc.de/downloads</a>

Schmitz, S.: Nächster Halt: Industrie 4.0. Industrie 4.0 Maturity Index als Fahrplan der digitalen Transformation. QZ 2/2019,  S. 30 – 33.

Jonas Kaufmann ist Consultant Digital Transformation am Industrie 4.0 Maturity Center.

Dr.-Ing. Sebastian Schmitz ist Senior Manager Industrial Practice am Industrie 4.0 Maturity Center.

Sebastian Schmitz T 0151 44158101 <a href="mailto:sebastian.schmitz@i40mc.de">sebastian.schmitz@i40mc.de</a> <a href="http://www.i40mc.de">www.i40mc.de</a>

Auf einen Blick: Industrie 4.0 Maturity Index

Der Industrie 4.0 Maturity Index ist eine ganzheitliche, übertragbare Bewertung des  Status Quo eines Unternehmens, welche den Grad der digitalen Transformation  beschreibt. Hierbei werden sechs Reifegrade der Digitalisierung unterschieden.

Die ersten beiden Stufen, Computerisierung (Level 1) und Konnektivität (Level 2), stellen die Grundlage für die eigentliche Implementierung von Industrie 4.0 Anwendungen dar. Hierbei stehen bspw. die Einführung von Informationstechnologien sowie dessen Verbindung im Fokus. Im ersten Transformationsschritt, dem Level der Sichtbarkeit (Level 3), können Entscheidungen auf Basis der gewonnenen Daten getroffen werden. Im Level 4, das als Transparenz definiert wird, geht es um das Verstehen von komplexen Zusammenhängen. Die letzten beiden Stufen, Prognosefähigkeit (Level 5) und Adaptierbarkeit (Level 6), fokussieren das proaktive Handeln für bevorstehende Situationen sowie die Selbstoptimierung der Systeme.

Die sechs Reifegrade werden anhand von vier zentralen Gestaltungsfeldern bewertet. Das Gestaltungsfeld Ressourcen umfasst sowohl physische als auch immaterielle Ressourcen. So müssen zum einen Mitarbeiter ein Verständnis für die bereitgestellten Informationen entwickeln und effizient über Schnittstellen kommunizieren. Zum anderen muss die technische Ausstattung Daten erfassen und verarbeiten können.

Das Gestaltungsfeld Informationssysteme umfasst einerseits die Integration der IT-Systeme und andererseits die Informationsverarbeitung. Dies erfordert die Entwicklung einer digitalen Informationsarchitektur, um die Erfassung, Verarbeitung und Verbreitung von Daten in Echtzeit zu ermöglichen. Somit müssen alle Systeme in einer gemeinsamen IT- Architektur integriert werden.

Das Gestaltungsfeld Organisationsstruktur teilt sich in die interne Organisation sowie die Kollaboration im Wertschöpfungsnetzwerk auf. Ersteres beinhaltet bspw. die Bildung von flexiblen Arbeitsgruppen bzw. aufgaben- oder zielorientierten Teams. Zweiteres fokussiert die Förderung der Kommunikation und Vernetzung, sodass der Informationsaustausch weiter vereinfacht wird.

Das Gestaltungsfeld Kultur umfasst die Bereitschaft für Veränderung und die soziale Kollaboration. Ziel ist ein offener Erfahrungsaustausch, um den Umgang mit datengestützter Arbeit zu fördern. Darüber hinaus sollen die Mitarbeiter ermutigt und befähigt werden, neue Möglichkeiten und Ideen für zukünftige Veränderungen proaktiv zu verfolgen sowie die Umsetzung fortlaufend zu unterstützen.

Industrie 4.0 für die Qualitätssicherung

Industrie 4.0

Reifegrad / CMMI / Spice

Qualitätsmanagement

Wie sich ein Zulieferer mithilfe einer FMEA die erneute Zertifizierung sicherte

Eine Hauptabweichung im Zertifizierungsaudit stellte den Automobilzulieferer OKE Automotive jüngst vor dringliche Herausforderungen. Zusammen mit dem Beratungsunternehmen Dietz Consultants machte sich das Unernehmen  daran, die Abweichung systematisch abzustellen. Gemeinsam wurde eine FMEA-Methodenbeschreibung gemäß VDA & AIAG erarbeitet, um damit mögliche Fehlerquellen systematisch aufzudecken. In diesem Prozess spielten die  Kompetenzen und das Engagement der Mitarbeiter eine zentrale Rolle.

Eine Hauptabweichung im Zertifizierungsaudit stellte den Automobilzulieferer OKE Automotive jüngst vor dringliche Herausforderungen. Zusammen mit dem Beratungsunternehmen Dietz Consultants machte sich das Unernehmen daran, die Abweichung systematisch abzustellen.

Als weltweit aktiver Entwickler von Komponenten für die Automobilindustrie, Luftfahrt und für den öffentlichen Personennahverkehr ist OKE  Automotive auf ein lückenloses Qualitätsmanagement angewiesen. Im Stammsitz im nordrhein-westfälischen Hörstel produziert das Unternehmen unter anderem Kunststoffprofile zur Befestigung von Sitzbezügen. „In der Serienfertigung können Fehlproduktionen schnell große Auswirkungen haben“, erklärt Henrike Brüning, Qualitätsmanagementbeauftragte bei OKE Automotive. „Eine gründliche Risikoabschätzung samt FMEA ist deshalb unabdingbar.“ Und die Bedeutung der Risikoabschätzung wächst und wächst, wo doch in den kommenden Jahren Megathemen wie Künstliche Intelligenz und Elektromobilität die Automobilhersteller und Zulieferer weltweit vor neue spannende Herausforderungen stellt.

Abgesehen von diesen Zukunftstrends galt es für OKE zunächst, eine akute Hürde zu meistern: eine Haupabweichung im Zertifizierungsaudit, die das Zertifikat gefährden könnte. Um die Lieferfähigkeit zu sichern, die Prozesse zu verbessern und die Abweichung nachhaltig zu vermeiden, holte sich OKE die fachliche Unterstützung des auf FMEA spezialisierten Beratungsunternehmens Dietz Consultants. Bereits im Jahr 2014 legte ein interner FMEA-Workshop den Grundstein für die Zusammenarbeit der beiden Unternehmen. Inzwischen  arbeiten OKE und Dietz Consultants bei der Entwicklung und Schulung im Bereich FMEA seit mehr als fünf Jahre erfolgreich zusammen.

Ziel der Zusammenarbeit war es in diesem Fall, die QM-Systeme für den Automobilbereich mithilfe von Prozessbeschreibungen sowie internen Audits fit für die Zertifizierung zu machen. Da neue Standorte in den Zertifizierungsprozess integriert werden mussten, war der Zeitdruck groß. Viele der Fachkräfte erarbeiteten den FMEA-Prozess parallel zum ohnehin stark ausgelasteten Arbeitsalltag in einem schnell wachsenden Unternehmen. In diesem Umfeld wählte Dietz gezielt einen Beratungsansatz mit einem starken Coaching-Anteil und gezielter Anleitung durch Hilfe zur Selbsthilfe.

Die Verantwortlichkeiten und Strukturen rund um das Thema FMEA waren anfangs noch nicht ausreichend vorhanden. Hier galt es, strukturelle Arbeit zu leisten, denn der Nutzen einer FMEA bleibt nur dann nach der Implementierung bestehen, wenn sie stetig überprüft und weiterentwickelt wird.

Neben dem Aufbau klarer, wirkungsvoller FMEA-Strukturen war die größte  Herausforderung, eine FMEA zu entwickeln, die den Zertifizierungsvorgaben entspricht. Wichtig war zudem, diese entsprechend der Vorgaben in der weltweit einheitlichen Methodenbeschreibung nach AIAG/VDA Handbuch zu entwickeln und gleichzeitig interne Schnittstellen zu schaffen. Innerhalb von sechs Monaten entstand ein lebendiger FMEA-Prozess, an dem neben dem Beratungsteam OKE-Mitarbeiter aus nahezu allen Unternehmensbereichen von der Entwicklung über die Planung, Produktion bis zur Geschäftsleitung beteiligt waren. „Das war uns besonders wichtig, denn eine FMEA sollte grundsätzlich in einem interdisziplinären Team entwickelt werden und somit die Erkenntnisse aller beteiligten Bereiche des Unternehmens berücksichtigen“, betont Winfried Dietz, Geschäftsführer von Dietz Consultants. Es herrschte hierarchieübergreifend ein sehr angenehmes und faires Miteinander, das sich auch in der engen Zusammenarbeit während des gesamten FMEA-Prozesses widerspiegelte.

Unternehmenskultur und passende Mitarbeiterkompetenzen

Insgesamt wurden 15 Mitarbeiter mit einem intensiven Methodentraining samt Workshops ausgebildet. Es wurde ein Moderator geschult; daneben brachten Kollegen aus verschiedenen Abteilungen ihr Fachwissen zu den einzelnen Prozessen ein. Parallel dazu schuf das Unternehmen die Stelle eines FMEA-Verantwortlichen. Neben dem erlangten FMEA-Basiswissen wurden über die Zeit auch Moderationstechniken, die Reifegradbewertung und viele weitere Details in der Arbeit mit FMEAs geschult. Die wiederholte Teilnahme am internationalen FMEA Forum komplettierte die umfassenden FMEA-Schulungsmaßnahmen.

Vom Durchbruch zur etablierten FMEA-Struktur

„Der Moment, in dem wir gewusst haben, dass wir auf dem richtigen Weg sind, war die erfolgreiche Rezertifizierung. Dafür haben wir sogar ein besonderes Lob des Auditors erhalten“, freut sich Jonas Frixen, FMEA-Beauftragter bei OKE Automotive. „Die  Umsetzung der FMEA war darüber hinaus auch unter Zeitdruck außerordentlich effizient und effektiv.“

Mittlerweile ist die FMEA-Struktur etabliert und wird im ganzen Unternehmen genutzt. Auch die Abstimmung auf die konkreten Vorgaben der VDA/AIAG-Harmonisierung funktioniert, was gut ist, denn die von den deutschen und US-amerikanischen Branchenverbänden VDA und AIAG gemeinsam entwickelte einheitliche FMEA-Richtlinie ist insbesondere für eine weltweit aktive Unternehmensgruppe wie die OKE Group sehr nützlich. Für die neu  geschaffene Prozess-FMEA ergaben sich die Strukturen aus der Arbeitsfolge technologiebezogen für die jeweiligen Prozessschritten zur Produktherstellung. Für die Design-FMEA hingegen folgt die Struktur der Systemdefinition und den Systemgrenzen des analysierte Produktes.

OKE Automotive will in Zukunft ein ganzheitliches Lessons-Learned-System aufbauen, in welches die FMEA eingebunden wird. „Außerdem streben wir an, die Auswirkungsanalyse konzernweit bereitzustellen. Der Stand der Technik ändert sich stetig, sodass sich auch FMEA andauernd weiterentwickeln muss“, kündigt Qualitätsmanagementbeauftragte Henrike Brüning an. Klar ist, dass derartige Prozesse auch ein Umdenken bei den Mitarbeitern erfordern. Zum einen wegen der guten und systematischen Vorgehensweise, zum anderen in diesem Fall auch durch den Druck, den die notwendige Zertifizierung mit sich brachte, war die Akzeptanz bei OKE von Anfang an hoch.

Stetige Weiterentwicklung und  Anpassung der FMEA

Eine Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse oder kurz Auswirkungsanalyse ist nicht zwingend ein Projekt, das einen finalen Abschluss findet. Schließlich kann eine Änderung im Produktionsprozess, neue Erkenntnisse oder neue Entwicklungen technischer oder konzeptioneller Natur stets dazu führen, dass die zu Beginn maßgeschneiderte FMEA plötzlich an der einen oder anderen Stelle an die neuen Anforderungen angepasst und entsprechend neuester Erkenntnisse weiterentwickelt werden muss.

„Wenn man den Weg betrachtet, den wir beim Aufbau der FMEA-Kompetenz gegangen sind, ist das wirklich beeindruckend“, beschreibt Brüning die Zusammenarbeit. „Die Schulung von Verantwortlichen innerhalb des Unternehmens war sehr wichtig, um die FMEA pflegen zu können. Zudem ist nur so eine gruppenweite Nutzung möglich.“ Mit der aufgebauten Kompetenz will OKE nun kontinuierlich an der Weiterentwicklung und Anpassung der FMEA arbeiten.

Bild 3. Anhand einer Flow Chart wird das Risiko Schritt für Schritt bewertet und die FMEA zum Erfolg geführt.

Bild 2. Systemstrukturen bilden die Grundlage für die Risikobewertungen von Produkt- und Prozessinnovationen.

Bild 1. Die sieben Schritte der FMA gemäß der Methodenbeschreibung der AIAG/VDA

Dietz Consultants_Sutthoff - Hauptartikel

Winfried Dietz ist Inhaber des Unternehmens Dietz Consultants.

<a href="mailto:info@dietz-consultants.com">info@dietz-consultants.com</a> <a href="http://www.dietz-consultants.com">www.dietz-consultants.com</a>

FMEA-Systeme

Qualitätsmethoden

Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse

Wie Building Information Modeling Bauprojekte beschleunigt und absichert

Die Bauindustrie hat im Unterschied zu anderen Branchen in den vergangenen Dekaden kaum Produktivitätsfortschritte erzielt. Mit der fortschreitenden Digitalisierung bieten sich nun auch im Bau völlig neue Möglichkeiten. So konnte ein österreichisches Bauunternehmen mit Building Information Modeling (BIM) wertschöpfende Prozesse digitalisieren und in Verbindung mit Lean-Prinzipien seine Effizienz deutlich steigern.

Die Bauindustrie hat im Unterschied zu anderen Branchen in den vergangenen Dekaden kaum Produktivitätsfortschritte erzielt. Mit der fortschreitenden Digitalisierung bieten sich nun auch im Bau völlig neue Möglichkeiten.

Schätzungen auf Erfahrungsbasis zeigen, dass Produktivitätssteigerungen von 50 bis 60 Prozent möglich sind, wenn Bauunternehmen alle verfügbaren Verbesserungshebel nutzen. Vielversprechend sind insbesondere die Bereiche Design and Engineering, Supply Chain Management, Mitarbeiterbefähigung und neue Technologien im Allgemeinen. Die enormen Potenziale entstehen, weil die Digitalisierung die komplette Wertschöpfungskette im Bau revolutioniert. Integrierte Planungen erlauben es, den Bauablauf ganzheitlich und für alle Beteiligten zu optimieren – inklusive den Nachunternehmen. Verstärkte Modularisierung und Standardisierung ermöglichen, mehr Komponenten außerhalb der Baustelle vorzufertigen. Das kann die Kosten um rund ein Drittel und die Bauzeit um fast die Hälfte reduzieren. Automatisierte Prozesse sowie die integrierte Steuerung von Maschinen und Ressourcen machen den gesamten Bauprozess erheblich effizienter.

Auf dieses Potenzial setzt die Porr Group mit Stammsitz in Wien, die seit über 150 Jahren komplexe Bauvorhaben realisiert. Sie zählt zu den größten Bauunternehmen in Österreich und zu den Top-Playern in Europa. Mit mehr als 20 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern erwirtschaftete das Unternehmen im Jahr 2018 eine Produktionsleistung von 5,6 Mrd. Euro. Als Full-Service-Provider bietet Porr alle Leistungen im Hoch-, Tief- und Infrastrukturbau entlang der gesamten Wertschöpfungskette Bau an. Das Unternehmen fokussiert auf die Heimmärkte Österreich, Deutschland, Schweiz, Polen, Tschechien, Slowakei und Rumänien. In ausgewählten Projektmärkten wie Katar und Dubai sowie Norwegen werden Tunnel-, Bahn- und Brückenbau sowie Tiefbau angeboten. Man setzt auf vernetzte und innovative Lösungen in Planung und Bau und treibt die Entwicklung digitaler Zukunftsthemen aktiv voran.

In Deutschland zählt die Porr GmbH zu den fünf größten Bauunternehmen und erwirtschaftete im Geschäftsjahr 2018 eine Produktionsleistung von rund 1,5 Mrd Euro.

Digitale Zwillinge  und künstliche Intelligenz

Die Erstellung digitaler Zwillinge von Bauwerken ermöglicht es, schon in der Planungsphase die spätere Nutzung des Objekts im Blick zu haben und dadurch Aspekte wie Energieeffizienz oder Wartungsaufwand zu optimieren. Zudem lässt sich am digitalen Zwilling der Baufortschritt in Echtzeit überwachen. Durch die zentrale Erfassung aller Daten können Planung, Ausführung und Bauüberwachung ihre Tätigkeiten viel besser koordinieren. Künstliche Intelligenz und Advanced Analytics ermöglichen darüber hinaus, bisher ungekannte Datenmengen zu verarbeiten. Das eröffnet völlig neue Möglichkeiten für die Nutzung von Optimierungspotenzialen in einem Projekt – beispielsweise wenn künstliche Intelligenz vor Fehlern warnt, bevor sie überhaupt entstehen. Auch Verbesserungen über mehrere Projekte hinweg werden einfacher – etwa wenn Algorithmen aus abgeschlossenen Projekten die Erfolgsfaktoren für neue Projekte ableiten.

Produktivitätssteigerung  entlang der Wertschöpfungskette

Die Digitalisierung birgt nicht nur erhebliche Potenziale für die Bauindustrie. Der Bauherr, die Endkundin und die Kommunen profitieren ebenso wie die Mitarbeiter – damit nutzt die Digitalisierung letztendlich allen. Bauvorhaben lassen sich heute deutlich schneller realisieren und Baufirmen können flexibler auf den sich ändernden Bedarf reagieren. Das hilft etwa beim Wohnungsbau, um dem wachsenden Bedarf in Städten zu begegnen. Auch Infrastrukturprojekte können im vorgesehenen Zeit- und Kostenplan fertiggestellt werden. Die schnelle Ausführung senkt die Gesamtkosten enorm, da genau in dieser Phase üblicherweise die meisten Kosten durch die personalintensiven Arbeiten auf der Baustelle anfallen.

Je mehr Teile vorgefertigt und auf der Baustelle nur noch montiert werden, desto konstanter kann die Qualität des gesamten Projekts gehalten werden. So ist man externen Einflüssen wie dem Wetter weniger ausgesetzt und kann Arbeiten effizienter einplanen. Auch die Qualitätssicherung bei der Abnahme wird einfacher, wenn keine manuellen Fehlerprotokolle erstellt und abgearbeitet werden müssen. Lassen sich wesentliche Parameter wie Projektdauer und -kosten genauer vorhersagen und der Baufortschritt sowie die Materialverfügbarkeit in Echtzeit verfolgen, so reduzieren sich die Risiken auf der Baustelle deutlich. Baufirmen müssen somit niedrigere Rückstellungen einplanen, es gibt weniger rechtliche Auseinandersetzungen und der Betrag möglicher Streitwerte sinkt. Die Digitalisierung entlastet die Beschäftigen der Bauindustrie von sich wiederholenden und körperlich anstrengenden Arbeiten. Sie gewinnen damit Zeit für anspruchsvollere Tätigkeiten (z.B. technische Innovationen), was den Arbeitsplatz in Summe attraktiver macht.

Building Information Modeling (BIM) und Lean Methoden bilden das Rückgrat dieser digitalisierten und innovativen Arbeitsweise. BIM-Werkzeuge fördern die interdisziplinäre Zusammenarbeit, da das digitale Gebäudemodell den Datentransfer und -austausch ermöglicht und als gemeinsame Wissensplattform für Gebäudeplanung und -management entlang des Lebenszyklus dient.

Tatsächlich hat sich die Fähigkeit, mit den Kundinnen und Kunden verschiedene Szenarien durchspielen zu können, schon bei der Akquise als wichtiger Wettbewerbsvorteil erwiesen. So konnte Porr das Planungslos für das neue BMW-Bürogebäude in Freimann bei München gewinnen und sich gegen den starken Wettbewerb durchsetzen. Während der Akquise-Phase galt es abzuschätzen, ob es noch Optimierungsmöglichkeiten beim geplanten Tragwerk des Gebäudes gibt. Die Experten fertigten einen Vorentwurf an, prüften, verfeinerten und arbeitete sechs digitale Designvarianten aus. Diese bildeten die Grundlage für weitere Gespräche und Planungen mit BMW. Anhand eines virtuellen Modells ließ sich die Ausführung des Rohbaus für alle Beteiligten anschaulich demonstrieren. Nach anschließender Wirtschaftlichkeitsprüfung wählte das BMW-Team die beste Option aus.

Änderungen im Planungsverlauf sind bei Bauvorhaben nicht ungewöhnlich, aber zeitkritisch und kostenintensiv. Anhand der BIM-Modelle kann Porr schnelle und kostengünstige Variationen diverser Design-Optionen durchführen. So kann auch geprüft werden, wie sich Materialien oder Fertigungsverfahren derart optimieren lassen, dass die vom Kunden vorgegebenen Budgetziele exakt erreicht werden.

Dies erwies sich auch im Bauprojekt Freimann als Vorteil, denn BMW musste das Bürogebäude nach Abschluss der Planungsarbeiten noch einmal komplett verändern. Weltweit waren neue Standards für alle BMW-Büros in Kraft getreten. Mit BIM konnte Porr in lediglich fünf Stunden ermitteln, wie sich die nötigen Änderungen auf Bauzeit und Kosten auswirken würden.

Bei konventioneller Arbeitsweise müssen viele Schritte manuell durchgeführt werden. Für die Umplanung nach Lean-Design-Prinzipien brauchte Porr nur drei statt sonst sechs Wochen. Ausführungsdauer und Gesamtkosten des Gebäudes konnten stabil gehalten werden. Das Bauunternehmen konnte nach einer fachübergreifenden Prozessanalyse die Abfolge an Tätigkeiten so verschlanken, dass für die Freigabe nur noch fünf statt bislang 14 Schritte nötig waren. Für den Kunden BMW bedeutete das einen deutlich vereinfachten Prozess.

Risiken für den Projektverlauf  früh erkannt

Ein weiterer Pluspunkt des Lean-Design-Ansatzes: Bei der Tragwerksplanung für das BMW Gebäude hatte das BIM-Modell bereits zu Projektstart verschiedene Bereiche definiert, die aus statischer Sicht als kritisch galten. Über ein Ampel-System wurden die relevanten Bauteile priorisiert und die Ergebnisse an die anderen Fachbereiche weitergegeben. So konnte etwa die Technische Gebäudeausrüstung (TGA) die Leitungsführungen und Trassenplatzierungen bereits sehr früh im Bauablauf festlegen. Der Vorteil: weniger Umplanungen oder Nacharbeiten im späteren Projektverlauf. Bei diesem Meilenstein-Projekt wurden sämtliche Geschossdecken, Stützen und Fundamente aus standardisierten, digitalen Bauteil-Bibliotheken erstellt. Nur die Träger mussten auf Grund der Komplexität der Halbfertigteile teilweise projektspezifisch angepasst werden. Letztlich waren rund 80 Prozent des Rohbaus standardisiert und auch im Innenausbau stammten sämtliche Wände aus der standardisierten Bibliothek.

Mit Hilfe des Lean-Ansatzes kann Porr den eigenen Projektfortschritt und jenen von Subunternehmen besser verfolgen und bei Fehlern oder mangelnden Ressourcen schneller eingreifen. Nicht zuletzt beschleunigt sich die Projektumsetzung, da durch die Taktung zeitliche Puffer in der Planung herausgenommen werden können. Auch Kunden sind so jederzeit über den Projektfortschritt informiert. Wie sehr Lean Management zur Beschleunigung von Projekten beitragen kann, verdeutlichen Projekte wie BMW-Freimann: Die ursprünglich veranschlagten 20 Monate Bauzeit konnten auf 16 Monate verkürzt werden. Das überraschte auch den Bauherren. Aus Sorge, dass der neue Zeitplan zu ambitioniert sei, war BMW bei der Bestellung der Büroeinrichtung zur Sicherheit von der ursprünglich veranschlagten Bauzeit ausgegangen. Tatsächlich gelang es aber, das Projekt wie geplant früher abzuschließen.

Nach Abschluss eines Projekts kann das erstellte BIM-Modell für den weiteren Betrieb des Gebäudes, etwa für das Facility Management, genutzt werden. Nach Projektabschluss hat Porr das BIM-Modell des BMW-Bürogebäudes komplett an das hauseigene Facility Management Team übergeben. Die Verantwortlichen konnten aus dem Modell wesentliche Parameter herauslesen und darauf aufbauend die Wartungsplanung des kompletten Gebäudes für die kommenden Jahre verbessern.

Anhand dieses digitalen Modells lassen sich viel genauere Prognosen (Forecasts) erstellen, welche Teile wie lange halten und wann sie gewartet oder ausgetauscht werden müssen. Zudem kann das komplette Wartungsteam von BMW auf das Modell zugreifen und sich so besser auf anstehende Instandhaltungsarbeiten vorbereiten. Die dafür notwendigen Informationen wurden bereits im Vorfeld in Abstimmung von Porr und BMW in das Modell eingespeist, um infolge ein rasches Zugreifen und Auslesen zu ermöglichen.

Der digitale Zwilling wird vor Baubeginn erstellt und enthält alle echnischen und betriebswirtschaftlichen Daten .

BIM_Porr

Dipl.-Ing. (FH) Harald Flad ist Technischer Niederlassungsleiter Hochbau am Standort München für die Region Süd bei der Porr AG.

Medizintechnik auf dem Weg in die Zukunft

Die normativen Anforderungen in der Medizintechnikbranche steigen ständig, national wie international. Das Qualitätsmanagement ist gefordert, wenn bei rasantem technischen Fortschritt die Produktsicherheit weiterhin garantiert werden soll. Ein Medizintechnikhersteller begegnet diesen Herausforderungen mit einem CAQ-System von Babtec.

Mit einem Exportvolumen von rund 131 Milliarden Euro ist die Gesundheitswirtschaft seit Jahren auf Expansionskurs in Deutschland. Insbesondere die Medizintechnik spielt mit ihren Innovationen eine wichtige Rolle und ist Motor der wirtschaftlichen Entwicklung. Die hohe Qualität der medizintechnischen Instrumente aus Deutschland wird international geschätzt. Die Dannoritzer Medizintechnik GmbH & Co. KG (Danmed) aus Tuttlingen in Baden-Württemberg hat 1975 als feinmechanische Meisterbetrieb und Zulieferer der Medizintechnik angefangen. Mittlerweile hat sich das Familienunternehmen zu einem der weltweit führenden Hersteller von Reparaturteilen für die Medizintechnik entwickelt.

Heute ist das Unternehmen auch Hersteller und Händler von chirurgischen Instrumenten sowie Servicepartner bei Reparaturen für Krankenhäuser und Zwischenhändler. Im Bereich der Arthroskopie wird zudem an einer Palette von innovativen Produkten gearbeitet. Mit einer technologischen Fertigung, serienbegleitenden Qualitätsprozessen und Endkontrolle sichert Danmed höchste Produktqualität im Sinne der europäischen Medizinprodukterichtlinie (MDR).