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Maßnahmen - Mizenboushi

Geringere Fehlerkosten – höhere Zuverlässigkeit

Mit Mizenboushi Fehler in Entwicklungsprozessen vermeiden

Zeit, Kosten und Qualität zu optimieren, zählt zu den wichtigsten Zielen jedes wirtschaftlichen Unternehmens. Exzellente Produktion als Alleinstellungsmerkmal, Einzigartigkeit durch innovative Produkte und effiziente Geschäftsprozesse gelten als die Garanten für Erfolg. Als Methode steht dafür aktuell Mizenboushi, da bereits im Entwicklungsprozess angesetzt wird, um die Kosten für Folgefehler einzudämmen.

Fehler wirken sich nachteilig auf die Produktzuverlässigkeit sowie die Produktverfügbarkeit aus. Fehler können ein technisches System und die umgebende Umwelt in erheblichem Maße negativ beeinflussen oder gar schädigen. Durch Fehler werden schließlich direkte und indirekte Folgekosten verursacht, und je später im Produktlebenszyklus ein Fehler zu Tage tritt, desto größer sind seine finanziellen Folgen sowohl für den Hersteller als auch für den Betreiber. Diese beschriebene Ausgangssituation wird zusätzlich durch die Statistik des Kraftfahrt-Bundesamtes (KBA) aus dem Jahre 2004 untermauert, in der ein Negativrekord von 137 Rückrufen mit 1,4 Millionen Fahrzeugen verzeichnet wurde. Unternehmen werden somit immer stärker vor die Herausforderung gestellt, bereits während der Entwicklungsphase Produktfehler präventiv zu vermeiden. Liegen doch die Fehlerursachen nach Angaben von Automobilherstellern zu jeweils einem Drittel in der Entwicklung und Produktion sowie bei den Lieferanten. Die damit verbundene effiziente Nutzung und der gezielte Ausbau der Interdisziplinarität in diesen Bereichen stellen zusätzliche Herausforderungen für Unternehmen dar [1].

Reduzierte Fehlerfolgekosten

„Mizenboushi“ ist ein Lösungskonzept aus Japan und bedeutet etwa „vorbeugende Maßnahmen“. Es greift diese Problematik der Fehlerfolgekosten auf und unterstützt Unternehmen im Umgang mit Änderungen in den frühen Phasen des Produktentstehungsprozesses. Ziel von Mizenboushi ist es, die „Problemlöser-Mentalität“ abzulegen und Schwierigkeiten zu verhindern, bevor sie entstehen. Dazu gehört, Fehlermöglichkeiten bereits während der Entwicklungsphase zu identifizieren und sich das Wissen aus vorherigen Produkt- und Prozessfehlern zu Nutze zu machen [2]. So werden nicht nur die Zuverlässigkeit des Produkts verbessert, sondern unter Einbeziehung aller Beteiligten – Abteilungen, Kunden und Lieferanten – die internen und externen Schnittstellen des Produktentwicklungsprozesses zusätzlich optimiert. Eine präventive Fehlervermeidung erfolgt, indem Produktzuverlässigkeit und Optimierung der organisatorischen Schnittstellen bereits innerhalb der Produktentwicklung überprüft werden. Damit steht ein entscheidender Stellhebel zur Verfügung, um Fehlerfolgekosten zu reduzieren [3].

Bild 1: Die drei Phasen von Mizenboushi

Bild 1: Die drei Phasen von Mizenboushi

Mizenboushi wurde von Dr. Tatsuhiko Yoshimura bei Toyota entwickelt und dort erfolgreich implementiert und angewandt. Seit einigen Jahren ist Yoshimura für General Motors tätig und hilft diesem bei der Verbesserung seiner Produktqualität. Das hinter Mizenboushi steckende Konzept setzt sich aus den drei Phasen Good Design, Good Discussion und Good Dissection zusammen und wird deshalb GD-Cube (GD3) genannt (Bild 1) [4]. In diesen drei Phasen werden verschiedene etablierte Werkzeuge aus dem Bereich des Qualitätsmanagements systematisch miteinander verbunden. Dazu gehören die QM-Methoden Design Review Based on Failure Mode (DRBFM), die Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse (FMEA), das Quality Function Deployment (QFD), die Fault Tree Analysis (FTA) sowie das Design Review (DR) [2]. Fehlerquellen, die aus Änderungen in der Konstruktion, aus der Umsetzung von Kundenforderungen oder aus innovativen, neu eingesetzten Technologien resultieren können, werden so identifiziert und vermieden.

Das Konzept GD3 beruht auf einem strukturierten Vorgehen, bei dem auf bereits entwickelte und evaluierte Systemkomponenten zurückgegriffen wird, um sich auf die wesentlichen Produktänderungen zu konzentrieren. Durch detaillierte Betrachtungen der Produktänderungen – hervorgerufen durch die oben beschriebene Ausgangssituation – ist es möglich, die Änderungseinflüsse auf das gesamte Produkt (System) zu analysieren und somit die Zuverlässigkeit des Systems weiterhin zu gewährleisten. Vor diesem Hintergrund ist es verständlich, dass Mizenboushi insbesondere für Unternehmen, die Baukastensysteme oder kundenspezifische Produkte herstellen und anbieten, eine sinnvolle Ergänzung innerhalb des Entwicklungszyklus darstellt. Aber auch im Bereich der Automobilindustrie liefert Mizenboushi eine entsprechende Unterstützung, da viele Automobilhersteller mit ihren Neuentwicklungen auf vorangegangenen Modelle aufbauen.

Die drei Phasen des GD-Cube

Good Design

Diese erste Phase steht für ein robustes Produktdesign, welches sich aus bewährten Produktkomponenten zusammensetzt, um somit die Veränderungen auf das Wesentliche zu beschränken. Hier wird aktiv nach versteckten Fehlern innerhalb des Produkts, des Produktentstehungsprozesses sowie bei den internen und externen Schnittstellen gesucht. Dabei wird diese Phase unter anderem durch QFD methodisch unterstützt, um Kundenforderungen zu erkennen und zu übersetzen. Denn gerade bei der Übersetzung der Kundenforderungen in die Qualitätsmerkmale zeigen unsere Erfahrungen, dass es wichtig ist, diese Forderungen präzise umzusetzen. Hersteller müssen bei jeglichen Produktänderungen die Einflüsse der modifizierten Baugruppen auf die Qualitätsmerkmale genau analysieren, um Fehler oder Nichterfüllungen von Kundenwünschen zu vermeiden. Eine Grundregel des Good Design für eine hohe Zuverlässigkeit ist, bestehende, robuste Designs nicht zu verändern. Es gilt Schlüsselkomponenten zu identifizieren, um die Zuverlässigkeit zusätzlich zu verbessern.

Good Discussion und Good Dissection

Diese Phasen unterstützen in den entsprechenden Stadien des Entwicklungsprozesses bei der Formulierung und Umsetzung von Maßnahmen zu den identifizierten Problemen. Innerhalb dieser beiden Phasen wird u. a. die Methode DRBFM eingesetzt. Sie fördert das Führen von zielgerichteten Diskussionen innerhalb des gesamten Entwicklungsprozesses. Dabei dient ein eigenes Formblatt der Ergebnisdokumentation und der weiteren Maßnahmenverfolgung. Informationen – wie Systemanalyse, Funktionsanalyse und Maßnahmenstand – als Ergebnisse aus einer FMEA oder FTA dienen als Diskussionsbasis, um die Auswirkung durch die Veränderungen zu analysieren. Das wesentliche Ziel dieser Phasen ist es, den Entwicklungsprozess durch eine stetige Überwachung der Zuverlässigkeit des neuen Produkts sowie der Fähigkeit des Produktionsprozesses abzusichern. Dazu dient auch die Überwachung und Dokumentation der Zuverlässigkeit anhand von Testergebnissen aus Prototypentests und Felduntersuchungen. Durch die intensive Überprüfung der Prozessdaten und eine effiziente Nutzung von Felddaten wird bei der Entwicklung neuer Produkte und Produktionsprozesse gewährleistet, dass bekannte Fehler nicht zu einem Zuverlässigkeitsproblem beim Kunden und somit zu Garantie- und Gewährleistungskosten führen.

Erfahrungen in der Praxis

Eine Studie des Lehrstuhls für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement des Laboratoriums für Werkzeugmaschinen und Betriebslehre (WZL) der RWTH Aachen im Jahre 2005 zeigt, dass gerade im produzierenden Gewerbe in etwa zwei Drittel der befragten Unternehmen die Daten aus dem Feld nicht effizient nutzen und nicht auf alle benötigten Daten zurückgreifen können. Um in Zukunft die zur Verfügung stehenden Daten aus Entwicklung, Produktion und Nutzung effizient für den Entwicklungsprozess zu nutzen, muss mit den Unternehmen eine produkt- und unternehmensspezifische Strategie entwickelt werden, um die Philosophie von Mizenboushi umzusetzen.

Die aus dem Bereich des Qualitätsmanagements bekannten Methoden finden auch in den Phasen des GD3 Anwendung. Sie können proaktiv dazu genutzt werden, Fehlerquellen und potenzielle Einflüsse – wie Änderung in der Konstruktion, der Kundenforderungen, der Technologie oder der Gesetzgebung (Sicherheit und Umwelt) – zu identifizieren. Insbesondere die Methode DRBFM macht sich die Ergebnisse der oben genannten Qualitätsmanagementwerkzeuge zu Nutze. Mit ihr können die Ergebnisse analysiert werden, um sicherzustellen, dass die notwendigen Informationen an der richtigen Stelle in den Entwicklungsprozess einfließen. Die präventive Nutzung der Daten verhindert auch, dass wichtige Informationen lediglich verwaltet werden.

Mizenboushi am WZL

Der Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement des Laboratoriums für Werkzeugmaschinen und Betriebslehre (WZL) der RWTH Aachen arbeitet mit Unternehmen verschiedener Branchen an der Implementierung und Weiterentwicklung der notwendigen Methoden, um Mizenboushi in Deutschland zu etablieren. Erste Erfahrungen zeigen, dass die Implementierung neben einer Verbesserung der Zuverlässigkeit auch positive Aspekte für die Organisations- und Prozessstruktur mit sich bringt. Die Vorgehensweise des WZL sieht daher neben einer Analyse der Entwicklungsprozesse auch eine Untersuchung der internen und externen Kunden-Lieferanten-Schnittstellen vor. Eine auf diesen Erkenntnissen basierende Strategieentwicklung zur Implementierung von DRBFM erfolgt in interdisziplinären Workshops. Die Einbeziehung aller Kunden und Lieferanten in die Strategieentwicklung stellt sicher, dass Veränderungen rechtzeitig kommuniziert, Fehler nicht weitergereicht und entsprechende Maßnahmen zur Absicherung abgeleitet werden. Auch die Mitarbeiter werden in die Umsetzung der Strategie einbezogen. Dazu gehört neben der gemeinsamen Analyse der Prozesse und Schnittstellen auch die Schulung in den eingesetzten Methoden.

Prof. Dr.-Ing. Robert Schmitt, geb. 1961, ist Inhaber des Lehrstuhls für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement und Mitglied des Direktoriums des Laboratoriums für Werkzeugmaschinen und Betriebslehre (WZL) der RWTH Aachen sowie Mitglied des Direktoriums des Fraunhofer IPT.
Dipl.-Ing. Daniel Krippner, geb. 1972, arbeitet als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement des WZL der RWTH Aachen in der Abteilung Qualitätsmanagement.
Dipl.-Ing. Mark Betzold, geb. 1974, arbeitet als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement des WZL der RWTH Aachen und leitet dort die Abteilung Qualitätsmanagement. Kontakt: Mark Betzold, T 02 41/80–27119, m.betzold <AT> wzl.rwth-aachen.de , http://www.wzl.rwth-aachen.de

Literaturhinweis

[1] Dobry, A.: Global denken, lokal handeln. FMEA: Effektiver Umgang mit komplexen Systemen. QZ 48 (2003) 11, S. 1096 – 1097

[2] Noguchi, Hiroshi et al.: Reliability Problem Prevention Method for Automotive Components, JUSE Presse, Tokyo 2003

[3] Pfeifer, Tilo: Qualitätsmanagement, Strategien, Methoden, Techniken . Carl Hanser Verlag, München 2001

[4] lato AG: Im Fluss – Wie Toyota von DRBFM profitiert. QZ 50 (2005) 4, S. 56 – 58

Prof. Dr.-Ing. Robert Schmitt, Dipl.-Ing. Daniel Krippner, Dipl.-Ing. Mark Betzold, Geringere Fehlerkosten – höhere Zuverlässigkeit In: QZ Jahrgang 51 (2006) 6

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