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Guide Prüfplanung
Prüfphilosophie
Lenkung der Prüfplanung

Am Anfang einer Prüfplanung sollten Sie sich unbedingt folgende Fragen stellen:

Wichtige Fragen, die sich stellen sollten
  • Aus welchem Grund wollen Sie messen oder prüfen?
  • Wo und was wollen Sie messen/ prüfen?

Prüfplanung
Prüfplanung für
alle Qualitätsprüfungen
Prüfplan
Annahme und Rückweisekriterien

Falls Sie beabsichtigen sollten, überall dort eine Prüfung einzuplanen, wo Ihnen die Prozesse nicht sicher genug erscheint, und Sie diese mit zusätzlichen Prüfungen daher absichern wollen, so ist das in heute üblichen Verdrängungsmärkten keine gute Idee. Zusätzliche Prüfungen sind teuer und können letztlich die Qualitätslage nicht anheben. Dies sind in Konkurrenz zu Ihrem Mitbewerb keine guten Voraussetzungen (DANZER [1] S.122).

Falls Sie alle ihre Prozesse und deren Wirkungszusammenhänge zu den Produktmerkmalen sehr gut kennen, ihre Prozesse bereits eingeschwungen, stabil und fähig sind, könnte es tatsächlich sein, dass sie gar keine Messungen und/oder Prüfungen bräuchten, um einwandfreie Ware an Ihre Kunden zu liefern.

Historische Gründe für einen eigenständigen Prüfvorgang der Endkontrolle

Die historische Ursache für einen eigenständigen Prüfvorgang der Endkontrolle liegt im Beginn der Industrialisierung, welcher durch Herstellermärkte geprägt war. Die Erfindung des Taylorismus durch Ford erbrachte große Produktivitätssteigerungen gegenüber der bis dahin üblichen handwerklichen Einzelfertigung, weil man auf industrielle Serienfertigung überging. Dies führte zu einer übersteigerten Arbeitsteiligkeit, welche auch vor der Prüftätigkeit nicht Halt machte. Produktion und Prüfvorgänge wurden im Sinne der Arbeitsteiligkeit und meist sogar auch organisatorisch im Sinne einer Kontrolle bewusst getrennt (was in weiterer Folge zu einer äußerst nachteiligen "überprüfermentatlität" der Prüfstellen führte). Neben dem Einsatz von Maschinen wurden die erforderlichen Arbeitsabläufe soweit unterteilt, bis diese von angelernten Arbeitern mit hoher Routine bestens erledigt werden konnten. Die Arbeitsprozesse wurden in sehr kleine Teilprozesse geteilt und extrem arbeitsteilig organisiert. Arbeiter wurden für diese Tätigkeiten angelernt. Natürlich ging dabei der überblick über die Gesamtzusammenhänge weitgehend verloren. Die Entscheidung, ob das erzeugte Produkt für den Kunden brauchbar war, wurde eigenständigen Prüfabteilungen am Ende des Fertigungsvorgangs übertragen. So wurde die Eigenverantwortung ihres Arbeitsergebnisses den Arbeitern weggenommen und ein eigenes Spezialistentum auch für die Prüfungen eingeführt.

Von der "Qualitätssicherung durch prüfen" zum Qualitätsmanagement als Gesamtaufgabe

Diese Denkart führte dazu, dass die nachgewiesene Einhaltung der Prüfspezifikationen in der Auslieferqualität und Zuverlässigkeit vorwiegend durch Prüfungen und durch entsprechende Selektionen sichergestellt wurde. Produkte, welche die Produktspezifikationen nicht erfüllen, werden automatisch zu Ausschuss (teuer!!). Prüfungen haben hier die einfache Aufgabe eines Filters. Ausgangs- und Zwischenkontrollen haben zusätzlich die Aufgabe, das Filter noch engmaschiger zu machen.

Hoher Prüfaufwand durch 100%- Prüfungen

Vor der Auslieferung zum Kunden sollen
noch einmal kontrolliert werden, um so sicher zu stellen, dass nur einwandfreie Ware zum Kunden kommt. Natürlich ist ein solcher Prüfaufwand bei hohen Stückzahlen teuer. Um Prüfkosten zu senken, wurde daher in der Vergangenheit anfangs noch durch Stichprobensysteme optimiert (in Wahrheit kaufmännisch minimiert). Zeigte eine Stichprobe unzulässig hohe Fehler an, wurde die gesamte Ware zu 100% nach geprüft.

Versuch durch Stichprobensysteme den Prüfaufwand zu reduzieren

Selbstverständlich ist der Aufwand für solche 100%- Prüfungen sehr hoch und man hat schon bald versucht, durch ausgeklügelte Stichprobensysteme diesen Aufwand zu verringern.

Stichprobensysteme auf Grund von Wirtschaftlichkeitsüberlegungen
Aus Wirtschaftlichkeitsgründen wird häufig nicht die gesamte Ware (entsprechend 100% der Ware) und/oder nicht alle möglichen Prüfparameter der Spezifikation (entsprechend 100% der Prüfparameter) solchen Prüfungen unterzogen, sondern man führt Stichprobensysteme ein, was unweigerlich zu einem gewissen Schlupf führt, was wiederum bedeutet, dass fehlerhafte Produkte trotz Kontrollen zum Kunden gelangen. Selbst 100 % - Kontrollen stellen keinen absoluten Schutz gegen diesen Prüfschlupf dar. Eine gewünschte Verringerung des Prüfschlupfes würde aber zu einem unverhältnismäßig hohen Prüfaufwand führen, wobei eine gänzliche Schlupfvermeidung mit akzeptablem Aufwand praktisch nicht möglich ist. Vor allem die derzeit noch häufig durchgeführte visuelle Kontrolle durch Prüfpersonal weist einen hohen Durchschlupf auf []. Erst automatische, optische Erkennungssysteme werden hier eine Abhilfe bringen.

Häufig wurden solche statistischen Qualitätskontrollen auf Stichprobenbasisi zum Nachweis der Qualität eingesetzt, ohne die Qualitätsfähigkeit des Prozesses zu kennen! Wunschdenken, das Ergebnis könne auf diese Weise ebenso gut abgesichert sein wie durch eine in der Vorstellung verankerte Sortierprüfung (DANZER [1]).

Stichprobensysteme wurden in einer Zeit entwickelt und mit Erfolg eingesetzt, in welchem Fehler noch im % oder bestenfalls im Promillebereich lagen. Hier wirkten Stichprobensysteme durchaus selektiv, und konnten Gutlose von Schlechtlosen wirkungsvoll trennen.

Stichprobensysteme stellen ein komplexes Zusammenspiel zwischen Annahmekennlinien, Wahrscheinlichkeiten und zugrunde gelegten mittleren Fehlerzahlen in der Ware dar, wobei sich aufgrund der gemachten Annahmen und des Qualitätslevels ein möglicher Durchschlupf ergibt. D.h. es werden nachweislich schlechte Einheiten in der Stichprobe toleriert u. geliefert. Um diese Situation „zu verbessern“ hat man dann nur noch Stichprobensysteme mit „Fehler=0“ zugelassen. Trotzdem wird ein akzeptabler Durchschlupf toleriert.

Bei einer sehr guten Qualitätslage im Bereich von wenigen ppm sind jedoch Stichprobensysteme nicht mehr selektiv bzw. müssten vom Stichprobenumfang so erhöht werden, dass man schon in den Bereich der 100% Messung kommt. D.h. dass Stichprobensysteme bei extrem niedrigen Fehlerraten in der Grundgesamtheit nicht mehr funktionieren bzw. Gut-/Schlechtlose nicht mehr wirkungsvoll selektieren. Ganze Regelwerke wurden erstellt (DIN 40 080) um Stichprobenprüfsysteme zur Einhaltung sogenannter annehmbarer Qualitätsgrenzlagen festzulegen.

Konformitätskontrollen für Kunden
Warenausgangskontrolle/ Kundeneingangskontrolle

Es war in vielen Branchen üblich, Produkte neben einer 100%- Endkontrolle vor Lieferung nochmals und durch "unabhängiges Personal einer Qualitätsabteilung" einer kurzen Stichprobenkontrolle zu unterziehen. Im Gegenzug war es auch beim Kunden üblich, die angelieferte Ware vor dem Produktionseinsatz noch im Rahmen einer Qualitätskontrolle einer stichprobenartigen Eingangsprüfung zu unterziehen.

Die Erfahrung, dass bei solchen Kontrollen auf Stichprobenbasis Fehler gefunden wurde, zeigt auch die Unmöglichkeit, durch Prüfen alleine fehlerfreie Ware zu erhalten. Solche "schlechten" Ergebnisse führten in weiterer Folge zu gesperrten Losen. Dieses Verfahren machte solange keine allzugroßen probleme in der Fertigung, solange man sowohl beim Lieferanten als auch beim Kunden über aureichende Lager verfügte, um Lieferengpässe zu vermeiden.

Just in Time-Lieferungen als Kostensenkungsprogramm

Insbesondere von der Automobilindustrie wurden in den 1980er Jahren Verfahren entwickelt, Lagerkosten zu reduzieren. Die Kaufleute in den Betrieben wollen Lagerbestände (Umlaufvermögen) minimieren. "Just in Time"-Lieferungen war das neue Schlagwort um teure Zwischenlager ein zu sparen. Sehr bald wurde das "just in time"-Prinzip (JIT) auch von anderen Branchen übernommen.

Solche JIT- Systeme reagieren aber äußerst sensibel auf Lieferverzögerungen. Lieferengpässe schlagen mangels Puffer unmittelbar auf die Produktionsbänder des Kunden durch. Fallen zur Lieferung vorgesehene Lose durch schlechte Prüfergebnisse für die Lieferung aus, schlägt dies sofort und unmittelbar bis zum Kunden durch. Es mussten daher andere und besser geeignete verfahren entwickelt werden. Diese Verfahren mussten ebenfalls eine ausreichende Qualitätslage sicherstellen aber andererseits zu einem viel frühren Zeitpunkt Lieferengpässe erkennen lassen.

Ship To Stock- Programme als Kostensenkungsprogramm

Beinahe zeitgleich gingen in den späten 1980er Jahren namhafte Hersteller im Bereich der Kfz_Zulieferindustrie, Kommunikations und Computerindustrie aus Kostengründen dazu über, auf eigene, kostenintensive Eingangsprüfungen zu verzichten (Prüfkosten = Personalkosten + Kosten für Testsysteme). Dazu wurden zuerst die losweisen Prüfergebnisse der wechselweisen Ausgangs- und Eingangskontrollen abgeglichen. Waren die Ergebnisse zufrieden stellend, wurde schrittweise auf eigene Eingangsprüfungen verzichtet.

Das Problem trat wiederum im Zusammenhang mit bereits eingeführten JIT-Systemen ohne ausreichende Zwischenlager dann auf, wenn die Qualitätslage der Produkte nicht passte und plötzlich in der Fertigung des Kunden unverhofft Probleme auftraten. Es war also dringend erforderlich, hier neue, besser geeignete Systeme zur Absicherung der Qualitätslage zu entwickeln.

Überleitung auf modernere Prüfkonzepte

Bei der Beseitigung fehlerhafter Produkte im Nachhinein mittels Prüfung merkt man sehr bald, dass diese Methode einerseits selbst bei einer 10%- Messung keinen 100- prozentigen Schutz gegen Fehllieferungen darstellt und der produzierte Ausschuss zudem teuer ist. Vorgefundene Fehler können unterschiedlichste Ursachen haben. Die Analyse dieser Fehler erbringt im allgemeinen Konstruktionsmängel (Fehler in der Produktentwicklung), Prozessschwächen und/oder Logistikfehler (schlechte oder falsche Organisation) als Ursachen. Eine dauerhafte Reduktion oder gar Beseitigung solcher Fehler muss beim Grundsätzlichen beginnen. Die tieferen Ursachen für die Fehlleistung müssen untersucht werden und die Erkenntnisse daraus müssen umgesetzt werden und zu Maßnahmen führen, wobei als eine Methode die heute vermehrte Anwendung des Prozessdenkens hilfreich ist. Und genau dieser Schritt führt auch weg von der ursprünglichen Qualitätssicherung als Sicherstellung von Produktnormen durch Endprüfungen hin zu einem modernen Qualitätsmanagement als Gesamtführungsaufgabe, welches vorbeugend und Fehler vermeidend wirksam werden soll. Beschleunigt wird dieser Prozess einerseits durch zunehmend kritischere Kunden, welche immer weniger bereit sind, fehlerhafte Produkte zu beziehen und dafür auch noch zu bezahlen und andererseits durch den immensen Kostendruck, durch welchen teurer Ausschuss vermieden werden soll, indem man es "gleich von Anfang an richtig macht". Dieses moderne Qualitätsdenken hat auch unmittelbare Auswirkungen auf die Prüfplanung.

Tieferes Prozessverständnis anstelle von Selektionsprüfungen
Wollen sie echte Qualitätsregelung betreiben, dann müssen sie sich mit der Regelbarkeit der Prozesse, mit deren Reaktionen und Wirkungsweisen sowie allfälligen Störeinflüssen näher auseinandersetzen. Die Prozessbeherrschbarkeit und die Prozessfähigkeit müssen geklärt sein. Sie müssen geeignete, aussagekräftig und vor allem messbare Prozessmerkmale messen und hiermit den Prozess steuern (DANZER [1] S.122). ähnlich wie in der Regelungstechnik müssen Prozesse messtechnisch erfasst und in Soll/Ist- Vergleichen rückgeführt werden. Auf diese Weise entstehen geschlossene Regelkreise (Prozesslenkung).

Neue Verfahren zur Feststellung und Absicherung der Qualitätslage

Nur mit einem Konzept:

Prüfen kann keine Qualität absichern sondern maximal feststellen, ob sie vorhanden ist. Weiters wurde gezeigt, dass der Zeitpunkt für das Gewinnen dieser Information in modernen Logistikabläufen zu spät kommt. Trotzdem wird auch heute noch selbst in Großbetrieben häufig die Bestätigungsprüfung als Sortierprüfung missbraucht., um zu erreichen, dass nur Gut- bestätigte Elemente geliefert werden. Falsches Denken (auch in Großbetrieben), dass durch ordentliche Wareneingangskontrolle und einer Ausgangskontrolle nur gute Warte verarbeitet und nur gute Ware geliefert werden kann.

Nur weil das Auffinden von Prozessursachen u. Zusammenhängen ist sehr mühsam ist, wird daher der Einfachheit halber oft zu (Sortier-)Prüfungen Zuflucht genommen. Nur die Methode „Prüfen“, weil der Prozess nicht sicher genug erscheint, kann in Verdrängungsmärkten sehr schnell der Anfang vom Ende sein

Planung der Qualitätsdarlegung

Eine von Kunden oft erwartete Darlegung der Qualitätslage geht nicht ohne Messergebnisse. Zur Darlegung des Qualitätssystems benötigt man Prüfergebnisse. Mit Prüfergebnissen alleine kann Qualität aber nicht erzeugt werden. Man benötigt jedoch zur gewünschten Darlegung eine ausreichende Kette von diversen Nachweisen, darunter auch Mess- und Prüfergebnissen. Diese für die Nachweisführung notwendigen Prüfungen sind von einer modernen Prüfplanung ebenso fetzulegen. Nach wiev gilt aber, dass zuerst die Voraussetzungen für die "Qualitätsentstehung" geschaffen werden müssen bevor Massnahmen zur Qualitätsdarlegung gelingen können. Das Wort "Prüfen" soll dabei auch das negativ besetzte Wort "Kontrolle" ersetzen, welches im deutschen aus einer falschen Übersetzung des englischen Wortes "control" herstammt. (DANZER [1] S.119).

Prüfplanung in allen Produktentstehungsphasen

Prüfplanung bedeutet die Planung von
- Design Reviews
- Freigabeprüfungen
- Festlegung von Prüf- und Haltepunkten
- Lebensdauerprüfungen
- Typisierungsprüfungen
- Auditplanung
- usw.

Nachstehend eine Auswahl von Qualitätsprüfungen, welche alle ihre eigene Berechtigung haben. Es gehört zur Aufgabe der Produktplanung, diese unterschiedlichen Qualitätsprüfungen in den unterschiedlichen Situationen richtig zu verwenden.

Dies hat auch Auswirkungen auf eine moderne Prüfplanung. Die Planung sinnvoller, möglichst prozessnaher Messungen und Prüfungen muss bei allen Entwicklungsstufen, insbesondere aber in der Entwicklungsphase möglichst weit vorne erfolgen. In diesem Sinne haben Messungen und Prüfungen auch heute ihren Platz. Es ist die Aufgabe einer intelligenten Prüfplanung, aus der Vielzahl der Möglichkeiten die richtigen auszuwählen.

Qualitätsprüfungen können nicht früh genug im Produktentstehungsprozess angesetzt werden. So sind bereits die Entwurfsprüfungen (Querverweis: Design Review) wichtige Qualitätsprüfungen. Nachstehend in der Norm angeführte produktbezogene Qualitätsprüfungen wie Eingangs-, Zwischen- und Endprüfungen zielen auf die Produktqualität ab. Die moderne Sichtweise betrachtet jede Tätigkeit als Prozess, welche auch Gegenstand systematischer Qualitätsprüfungen sein kann. Die Prüfplanung dient dazu, die Prüfungsqualität bei allen Prüfungstätigkeiten zu gewährleisten. Sie ist etwas anderes als die Qualitätsprüfung und daher hiervon zu unterscheiden (GEIGER[3] S.4).

Selbstprüfung: Selbstprüfung als Instrument wird immer mehr eingesetzt (vergl. hierzu z.B. DANZER [1] S.49 ff., DANZER [2] und UHLIG [5].). Bei der Selbstprüfung erfolgen Herstellung (Realisierung) und geplante (!) und dokumentierte Prüfung des jeweiligen Merkmales durch dieselbe Person. Von der Selbstprüfung zu unterscheiden ist die sogenannte Eigenüberwachung, die keine geplante Prüfung darstellt und vorwiegend durch die Qualifikation, Zuverlässigkeit und Motivation des Bearbeiters bestimmt ist. Im Handwerk erfolgt beispielsweise eher eine Eigenüberwachung denn eine dokumentierte Selbstprüfung.

Näheres zu allen Qualitätsprüfungen hier.

Näheres zur Prüfplanung für alle Qualitätsprüfungen hier.

Link zu www.qm-infocenter.de: Mit Entschiedenheit- Anspruchsvollere Prüfplanung mittels Entscheidungstheorie von Schmitt, R.; Basse, I. Quelle: QZ Jhg 56 (2011) 5 Hanser Verlag; i.basse@wzl.rwth-aachen.de

Planung der Prüfvorschriften, Prüfplänen, Annahme- und Rückweisekriterien

Auch dies gehört zur Aufgabe der Prüfplanung.

Näheres zu den Prüfplänen findet sich hier.

Näheres zu den Annahme- und Rückweisekriterien findet sich hier.


Literaturhinweise

  1. Danzer, H.H.: "Qualitätsmanagement im Verdrängungswettbewerb" TAW-Verlag Wuppertal ISBN 3-930526-01-8 und Verlag Industrielle Organisation Zürich 1995 ISBN 3-85743-979-3
  2. Danzer, H.H.: "Selbstprüfung- ein Weg zum integralen Qualitätsmanagement?" SAQ-Bulletin-ASPQ Nr.3, Bern 1990, S.2 bis 4
  3. Geiger, W.:"Qualitätslehre, Einführung, Systematik, Terminologie", 2.Auflage, Vieweg Verlag, 1994
  4. Masing, W.:"Handbuch der Qualitätssicherung", Herausgeber Prof. Masing, 2.Auflage, Carl Hanser Verlag München Wien, 1988
  5. Uhlig, A.: "Selbstprüfung- davor muss Prüfplanung stehen" QZ 39, 1994, Heft 7, S.762 bis 765