Franz J. Brunner, Karl Werner Wagner
Qualitätsmanagement
Leitfaden für Studium und Praxis
Inhaltsverzeichnis
6
Vorwort
18
Vorwort zur 6. Auflage
20
1 Qualität als Managementaufgabe
22
1.1 Qualitätspolitik
22
1.2 Qualitätszielsetzungen
24
1.3 Qualitätsmanagementkonzepte
26
1.4 Qualitätsstrategien – der Weg zu TQM
28
1.5 Wandel der Führungsaufgaben
30
1.6 Literatur
32
2 TQM im Produktlebenszyklus
34
2.1 Der Qualitätskreis und die Qualitätselemente
34
2.2 Produktphasenmodell und Qualitätsplanung
36
2.2.1 Qualitätsplanung
37
2.3 Zuverlässigkeitsmanagement
38
2.4 Umweltmanagementsystem UMS
41
2.5 Literatur
44
3 Organisation der Qualität im Unternehmen
46
3.1 Ablauforganisation
46
3.2 Aufbauorganisation
47
3.2.1 Der Beauftragte der Leitung und die Funktion Qualitätswesen
47
3.2.2 Q-Aufbauorganisation im bereichsorientierten Unternehmen
48
3.2.3 Q-Aufbauorganisation im prozessorientierten Unternehmen
50
3.3 Organisation der Zuverlässigkeit
52
3.4 Literatur
54
4 Qualität im Beschaffungsprozess
56
4.1 Beschaffung: strategische Systempartnerschaft
56
4.2 Lieferantenbewertung, Qualitätsvereinbarung
57
4.3 Prüfung von Zulieferteilen
58
4.3.1 Erstmusterprüfung, PPAP und Zuverlässigkeitsnachweis
58
4.3.2 Wareneingangsprüfung, Stichprobenprüfung
60
4.3.3 Prüfdynamisierung
63
4.3.4 Messdienstleister
63
4.4 Beschaffungslogistik im TQM
64
4.5 Aufgaben des Beschaffungs-Qualitätsmanagement
65
4.5.1 Supply-Chain-Qualitymanagement
65
4.6 QS 9000 und VDA 6?ff und die Harmonisierung in der ISO/TS 16949
66
4.6.1 Struktur und Konzept von QS 9000, 3.?Edition
67
4.6.2 Forderungen der QS 9000
67
4.6.3 Zertifizierung nach QS 9000
68
4.6.4 VDA Band 6?ff Qualitätsaudit
68
4.6.5 ISO/TS 16949 Die Harmonisierung von „Qualitysystems – Automotive Suppliers“
69
4.7 Literatur
70
5 Qualitäts- und Zuverlässigkeitsziele
72
5.1 Globale QZ-Ziele, Zielplanung
72
5.2 Qualitätsziele-Ebenen
74
5.3 Beispielhafte QZ-Zielvorgaben und Kennzahlen
75
5.3.1 Qualitätsorientierte Balanced Scorecard
83
5.4 Zielvereinbarungen
83
5.5 Literatur
84
6 Einführung eines QM-Systems
86
6.1 Entscheidung der Führung
87
6.2 Festlegung der Qualitätspolitik und der Qualitätsziele im Rahmen des Kontexts der Organisation
88
6.3 Einführungsplanung
89
6.4 Schulungen und Arbeitsgruppen
91
6.5 Analyse des Istzustandes
92
6.5.1 Prozessanalyse
93
6.5.2 Produktanalyse
94
6.5.3 Sammlung der vorhandenen dokumentierten Informationen
94
6.5.4 Schwachstellenanalyse
96
6.5.4.1 Schwachstellen im Qualitätsmanagementsystem
98
6.5.5 Soll-Ist-Vergleich, Normabgleich und Umsetzungsmaßnahmen
99
6.6 Prozessmanagement
100
6.6.1 Funktionsorientierte Sichtweise des Unternehmens
100
6.6.2 Prozessorientierte Sichtweise eines Unternehmens
101
6.6.3 Grundlagen der Prozessorientierung
101
6.7 Dokumentation des QM-Systems
104
6.7.1 Qualitätsmanagementhandbuch
105
6.7.1.1 Maßnahmen zur Erstellung des QM-Handbuchs
106
6.7.1.2 Aufbau des QM-Handbuchs
106
6.7.2 QM-Prozessbeschreibung
108
6.7.2.1 Aufbau der QM-Prozessbeschreibung
108
6.7.3 Tätigkeitsbezogene Dokumente
111
6.8 Prozessorientierte Audits auf der Basis der ISO 9001
111
6.8.1 Bedeutung und Zielsetzung prozessorientierter Audits
111
6.8.2 Auditarten
112
6.8.2.1 Systemaudit
112
6.8.2.2 Prozessaudit
112
6.8.2.3 Produkt-/Dienstleistungsaudit
112
6.8.3 Planung und Durchführung eines Systemaudits
112
6.8.4 Planung und Durchführung eines Prozessaudits
120
6.9 Literatur
122
7 Regelwerke, Normen und Zertifikate
124
7.1 Grundsätzliches
124
7.2 Standards und Richtlinien für das Qualitätsmanagement
125
7.2.1 Entwicklung der Qualitätsmanagementnormen
125
7.2.2 Die Normenreihe ISO 9000, 9001 und 9004: Inhalte und Unterschiede (Stand Februar 2015)
127
7.2.2.1 Normenreihe ISO 9000
127
7.2.3 Definition des Prozessmodells der ISO 9000
128
7.2.4 Prozessmodell
128
7.2.4.1 Konzept der ISO 9001/ISO 9004
130
7.2.4.2 Kapitel und Unterkapitel der ISO 9001
133
7.3 Standards und Richtlinien für das Zuverlässigkeitsmanagement
134
7.4 Richtlinien und Verordnungen für das Umweltmanagement
136
7.4.1 EMAS Verordnung (EG-Vo. Nr.?1221/2009)
136
7.4.2 ISO 14000 Normenreihe
137
7.4.3 BS 7750:94
138
7.5 Sicherheitsmanagementsysteme SMS
139
7.6 Zertifizierung von Qualitäts- und Umweltmanagementsystemen
140
7.6.1 Zertifizierung von Qualitätsmanagementsystemen
140
7.6.1.1 Die Bedeutung der Zertifizierung im gemeinsamen europäischen Markt
141
7.6.1.2 Vorbereitung auf ein Zertifizierungsaudit
141
7.6.1.3 Ablauf der Zertifizierung
142
7.6.2 Zertifizierung von Umweltmanagementsystemen
145
7.7 CE-Kennzeichnung
145
7.8 Literatur
149
8 Qualität im Entwicklungsprozess
152
8.1 Integrierte Produktentwicklung
152
8.1.1 Entwicklungsplanung
152
8.1.2 Quality Gates
153
8.1.3 Das GD3-Konzept
154
8.1.4 Simultaneous Engineering
155
8.1.4.1 Design for Manufacture and Assembly DfMA
156
8.1.5 Konfigurationsmanagement
157
8.1.6 Öko-Design – Design for Environment DfE
157
8.2 Quality Function Deployment QFD
158
8.2.1 Marktdaten, Kundenanforderungen, Lasten- und Pflichtenheft
158
8.2.2 QFD-Ansatz
159
8.2.3 QFD-Ablauf
160
8.3 TRIZ – Ideenfindungsmethodik
167
8.3.1 Grundsätze der TRIZ-Ideenfindung
167
8.3.2 Phasen der TRIZ-Methodik
167
8.4 Fehler-Möglichkeits- und Einfluss-Analyse FMEA
169
8.4.1 FMEA-Vorbereitung
170
8.4.2 System- und Funktionsanalyse
170
8.4.3 FMEA-Durchführung
171
8.4.3.1 Brainstorming, Ursache-Wirkung-Diagramm,
171
8.4.3.2 Fehler – Folgen – Ursachen: Risikoanalyse
172
8.4.3.3 Risikobewertung
173
8.4.3.4 Verbesserungsmaßnahmen, Optimierung
174
8.4.4 FMEA-Praxis
174
8.5 Fehlerbaumanalyse FTA (Fault Tree Analysis)
177
8.5.1 Qualitative und quantitative Analyse
179
8.5.2 Ausfallkategorien, Verknüpfungen
180
8.5.3 Ablauf der Fehlerbaumanalyse
182
8.6 Statistische Versuchsplanung – Design of Experiments DOE
182
8.6.1 Vorgehensweise bei der Versuchsplanung
185
8.6.2 Versuchsmethoden
186
8.6.2.1 Ein-faktorieller Versuch (one-by-one)
186
8.6.2.2 Vollfaktorieller Versuch
186
8.6.2.3 Teil-faktorieller Versuch
187
8.6.2.4 Teil-faktorieller Versuch nach Taguchi
188
8.6.2.5 Versuchsmethodik nach Shainin
191
8.6.2.6 Regressionsanalytisch beschleunigte Evolutionsstrategie EES
191
8.6.2.7 Auswertung der Ergebnisse
192
8.6.3 Methodenvergleich
192
8.7 Zuverlässigkeitstechnik
192
8.7.1 Zuverlässigkeitsvorausbestimmung
193
8.7.1.1 Zuverlässigkeitsmodelle für Systeme (System Modelling)
193
8.7.1.2 Parts-Count Method PCM
194
8.7.1.3 Stress-Strength Analyse
194
8.7.1.4 Markow-Analyse und Monte-Carlo-Verfahren
195
8.7.2 Zuverlässigkeitsprüfung
196
8.7.2.1 Testplanung und Testspezifikationen
196
8.7.2.2 Prüfmethoden
198
8.7.3 Zuverlässigkeitsanalyse
199
8.7.3.1 Analysetechniken
199
8.7.3.2 Vertrauensniveau C (Confidence Level)
199
8.7.3.3 Reparierbare Systeme
200
8.7.3.4 Verteilungsfunktionen
200
8.7.3.5 Erfolgslauftheorem (Success Run)
203
8.8 Design Review
205
8.9 Literatur
206
9 Qualität in der Herstellung
208
9.1 Qualitätssicherung und Qualitätslenkung
208
9.2 Qualitätsprüfung
208
9.2.1 Prüfplanung
209
9.2.1.1 Aufgaben der Prüfplanung
209
9.2.1.2 Durchführung der Prüfplanung
209
9.2.2.1 Stichprobenprüfung
211
9.2.3 Prüfdatenerfassung und -auswertung
212
9.3 Selbstprüfung
212
9.4 Problemlösungsmethoden
214
9.4.1 Die sieben elementaren Qualitätswerkzeuge (Q7)
214
9.4.1.1 Fehlersammelliste
214
9.4.1.2 Stratifikation/Datenerfassung
214
9.4.1.3 Histogramm (Säulendiagramm)
215
9.4.1.4 Qualitätsregelkarte
216
9.4.1.5 Korrelationsdiagramm (Streudiagramm)
217
9.4.1.6 Pareto-Diagramm
218
9.4.1.7 Ursache-Wirkungs-Diagramm (Ishikawa-Diagramm, 7M-Methode)
219
9.4.2 Brainstorming
220
9.4.3 Fehlhandlungsvermeidung Poka-yoke
220
9.4.5 Prozessoptimierung nach Shainin
224
9.4.5.1 Multivariationskarten
225
9.4.5.2 Komponentensuche
227
9.4.5.3 Paarweiser Vergleich (Gut-Schlecht-Vergleich)
227
9.4.5.4 Variablensuche (Variables Search)
227
9.4.5.5 Vollfaktorieller Versuch
228
9.4.5.6 Prozessvergleich oder A zu B Analyse
228
9.4.5.7 Streudiagramm (scatter plot)
228
9.5 Statistische Prozessregelung SPC
229
9.5.1 Statistische Grundlagen
229
9.5.2 Regelkartentechnik
231
9.5.2.1 Regelkarten für attributive Daten
231
9.5.2.2 Regelkarten für variable Daten
231
9.5.2.3 Regelkarten für Verfahrenstechnik und chemische Industrie
232
9.5.2.4 Cusum-Karte
232
9.5.2.5 Berechnung der Mittellinie, der Warn- und Eingriffsgrenzen
232
9.5.2.6 QRK-Standard-Tests
236
9.5.2.7 Pre-Control Regelkarten
237
9.6 Prozessfähigkeitsuntersuchung PFU
238
9.6.1 Arten der Fähigkeitsuntersuchung
239
9.6.2 Berechnung und Durchführung
240
9.6.2.1 Ermittlung der Kennwerte
240
9.6.2.2 Schritte zur Durchführung
241
9.6.3 Stichprobenumfang und Vertrauensbereich
242
9.6.4 Sichere, stabile Null-Fehler-Fertigung
242
9.7 Qualitätsaudit in der Herstellung
245
9.7.1 Produktaudit
245
9.7.1.1 Ablauf des Produktaudits
246
9.7.1.2 Super-Produktaudit
249
9.7.2 Prozessaudit
249
9.8 Qualitätsaufzeichnungen, Dokumentation und Rückverfolgbarkeit
249
9.8.1 Qualitätsaufzeichnungen
249
9.8.2 Dokumentation und Rückverfolgbarkeit (tracebility)
250
9.9 CAQ – rechnerunterstützte Qualitätsdatenverarbeitung
251
9.10 Prozess Review
254
9.11 Literatur
255
10 Prüfmittelmanagement und Messtechnik
258
10.1 Qualitätsregelkreise
258
10.2 Messtechnik und Prüfmittel – Grundbegriffe
259
10.2.1 Größen und ihre Messung
259
10.2.2 Messunsicherheit und Messabweichung
260
10.2.3 Messgeräte und ihre Eigenschaften
260
10.2.4 Kalibrierung, Eichung und metrologische Bestätigung
261
10.2.5 Normale und Rückverfolgbarkeit
262
10.3 Messtechnik für die moderne Produktion
264
10.3.1 Entwicklung der Präzisionsmesstechnik
264
10.3.2 Einteilung der Prüfmittel für die Produktionsmesstechnik
265
10.3.3 Mehrstellenmesstechnik
266
10.3.4 Rechnergestützte Koordinatenmesstechnik
267
10.3.5 Optoelektronische Messtechnik
268
10.3.6 Prozessintegrierte Prüfung (In-process-Messtechnik)
270
10.4 Grundlagen der Prüfmittelüberwachung
271
10.4.1 Aufgaben der Prüfmittelüberwachung
271
10.4.2 Organisation der Prüfmittelüberwachung
272
10.4.3 Prüfverfahren
273
10.4.3.1 Direkter Vergleich
274
10.4.3.2 Indirekter Vergleich
274
10.4.4 Abgrenzung überwachungspflichtiger Prüfmittel
274
10.4.5 Prüfmittelkennzeichnung
274
10.4.5.1 Prüfmittelkennzeichen
275
10.4.5.2 Überwachungskennzeichen
275
10.5 Ablauf der Prüfmittelüberwachung
275
10.5.1 Eignungs- bzw. Qualifikationsprüfung
275
10.5.2 Laufende Überwachungsprüfung
275
10.5.3 Prüfintervall
276
10.6 Einrichtung eines Prüfmittelüberwachungssystems in der Industrie
277
10.6.1 Manuelle Prüfmittelüberwachung
277
10.6.2 Rechnerunterstützte Prüfmittelüberwachung
277
10.7 Prüfanweisungen und Prüfprotokoll
279
10.8 Prüfmittelfähigkeit
280
10.8.1 Begriffe zur Prüfmittelfähigkeit
281
10.8.1.1 Genauigkeit
282
10.8.1.2 Linearität
282
10.8.1.3 Stabilität
282
10.8.1.4 Wiederholbarkeit
282
10.8.1.5 Nachvollziehbarkeit
282
10.8.2 Ermittlung von Prüfmittelfähigkeitsindizes
284
10.9 Literatur
285
11 Dienstleistungsqualität
288
11.1 Dienst am Kunden
288
11.1.1 Die sieben Dienstleistungsqualitätswerkzeuge D7
289
11.1.2 KANO-Modell
292
11.1.3 Marktbeobachtung
292
11.1.4 Messen der Kundenakzeptanz, Kundenkontakte
295
11.1.5 Beschwerdemanagement
295
11.2 Service-Engineering
297
11.3 Felddatenerfassung und -analyse
297
11.3.1 Garantiedaten
297
11.3.2 Weibullanalyse von Garantieausfällen
299
11.3.3 Lebensdauerdaten und Life Cycle Cost Analyse LCCA
300
11.3.4 Servicenetzwerke
301
11.4 Literatur
301
12 Wirtschaftlichkeit und Qualität
302
12.1 Qualitätsbedingte Verluste eliminieren
302
12.1.1 Analyse qualitätsbedingter Verluste
302
12.1.2 Verlustkostenfunktion, Zielabweichungen reduzieren
305
12.1.3 Blind- und Fehlleistungen vermeiden; Wertstromanalyse und Wertstromdesign
306
12.2 Das Qualitätskostenmodell
307
12.2.1 Aufteilung und Zuordnung
307
12.2.2 Erfassung und Bewertung
308
12.3 Energieeffizienz
310
12.4 Qualitätscontrolling
310
12.5 Rationalisierungs- und Kostensenkungspotentiale
311
12.6 Literatur
312
13 Verbesserungsstrategien
314
13.1 KAIZEN
316
13.2 Kontinuierlicher Verbesserungsprozess KVP
319
13.2.1 KVP-Umsetzungsworkshop
319
13.2.2 EKUV-Analyse
320
13.3 Qualitätszirkel QC und Verbesserungsteams QVT
321
13.4 Null-Fehler-Management
322
13.5 SIX SIGMA – Managementkonzept
325
13.5.1 Einstieg und Nutzen
325
13.5.2 Messsystem
326
13.5.2.1 Maßeinheit
326
13.5.2.2 Regeln des Messsystems
327
13.5.2.3 Konsolidierte Unternehmens-Prozessleistung
328
13.5.2.4 Verschiebung des Prozessmittelwertes um ± 1,5 Sigma
328
13.5.2.5 Kontinuierliche Merkmale
330
13.5.2.6 Diskrete Merkmale
330
13.5.3 Verbesserungsprojekte
330
13.5.3.1 Design for Six Sigma DFSS
330
13.5.3.2 Verbesserungswerkzeuge
331
13.5.4 Umsetzung und Einführung
332
13.5.4.1 Projektablauf
332
13.5.4.2 Zielsetzung
332
13.5.5 Six Sigma und TQM
333
13.5.6 Beispielhafte Bewertungsansätze
333
13.5.6.1 Vereinfachter Bewertungsansatz für gemessene Werte
333
13.5.6.2 Vereinfachter Bewertungsansatz für gezählte Werte
333
13.5.6.3 Six-Sigma-Projektverfolgung
334
13.5.7 Die Six Sigma-Roadmap – Verbessern wird zur Routine
334
13.6 Einbeziehung der Mitarbeiter
335
13.6.1 Betriebliches Vorschlagwesen BVW
335
13.6.2 Gruppenarbeit, Shopfloor-Management
336
13.6.3 Eigenverantwortlichkeit, Employee-Empowerment
337
13.6.4 Problemlösungskompetenz, Multiskilled Workers
338
13.6.5 Autonomes Qualitätsmanagement
338
13.6.5.1 Horizontale Prozesssicherung
339
13.6.5.2 Vertikale Prozesssicherung
339
13.6.5.3 Null-Fehler-Qualitätsniveau
339
13.7 Literatur
339
14 Total Productive Management (TPM)
340
14.1 „Lean Production“ als Zustand
340
14.1.1 Grundlagen
340
14.1.2 Vermeidung von Verschwendung
341
14.2 Der Begriff TPM
342
14.2.1 Von Total Productive Maintenance zu Total Productive Management
342
14.2.2 Geschichte von TPM
342
14.2.3 Autonome Instandhaltung
344
14.2.4 Zukünftige Aufgaben der zentralen Instandhaltung
345
14.3 Erhöhung der Gesamtanlageneffizienz (OEE-Analyse)
347
14.3.1 Die 6 großen Verluste
347
14.3.2 Erkennen von Verlusten – Grafische Aufbereitung der OEE
348
14.3.3 Wie beeinflusst man die OEE positiv?
352
14.4 Einführung und Organisation von TPM
353
14.4.1 Die 4 Phasen der TPM-Einführung
353
14.4.2 Das TPM-Bewusstsein auf der Managementseite
356
14.4.3 Das 5-Säulenmodell von TPM
358
14.4.4 Die 6-Schritte-Methode zur TPM-Einführung – Der Weg zur produktiven, autonomen Instandhaltung
360
14.4.5 TPM auf der Anlagenseite
364
14.5 Ausblick: Der Weg zur Weltklasse-Instandhaltung
366
14.6 Literatur
367
15 Qualitätsmanagement und Recht
368
15.1 Folgen fehlerhafter Produkte
369
15.2 Vertragliche Haftung
370
15.2.1 Gewährleistung
371
15.2.2 Haftung für Folgeschäden (Haftung aus positiver Vertragsverletzung)
371
15.3 Außervertragliche Haftung
372
15.3.1 Haftung nach Spezialgesetzen
372
15.3.2 Produkthaftungsgesetz (PHG)
372
15.3.2.1 Wichtige Produkthaftungsgesetzaussagen
373
15.3.2.2 Haftende Personen nach dem PHG
374
15.3.2.3 Haftungsausschluss
375
15.3.2.4 Empfehlungen für Produzenten
376
15.3.3 Die deliktische Haftung nach §?823 BGB („Haftung aus unerlaubter Handlung“)
377
15.3.3.1 Haftungsvoraussetzungen
377
15.3.3.2 Pflichten des Herstellers
378
15.4 Instruktionshaftung
378
15.5 Literatur
379
16 Auf dem Weg zur Weltspitze
380
16.1 TQM-Projekt
381
16.2 Policy Deployment
381
16.3 Benchmarking
382
16.4 Die sieben Managementwerkzeuge M7
383
16.4.1 Kreativitätstechniken
385
16.5 Lean Management, schlanke Strukturen
385
16.6 Qualitätsorientiertes Prozessmanagement
387
16.7 Industrie 4.0 – total vernetzt in die Zukunft
388
16.8 Lernende Organisation, Wissensmanagement
390
16.8.1 Wissensmanagement
390
16.8.2 Changemanagement
391
16.9 Führungsqualität
392
16.9.1 Qualitätsmanagement ist Unternehmensführung
392
16.10 Literatur
393
17 Excellence, Qualitätspreise und Selbstbewertung
394
17.1 Umfassendes Qualitätsverständnis
394
17.2 Qualitätspreise
396
17.2.1 Deming-Prize
397
17.2.2 Malcom Baldrige National Quality Award
399
17.2.3 EFQM Excellence Award
401
17.2.4 Staatspreis für Unternehmensqualität (Österreich)
402
17.2.5 Ludwig-Erhard-Preis
402
17.3 Excellence – Begriffsbestimmung
403
17.4 Das EFQM-Modell für Excellence
404
17.4.1 Übersicht der Haupt- und Teilkriterien des EFQM-Modells 2010
406
17.4.2 Die Grundkonzepte von Excellence
409
17.4.3 RADAR-Logik
411
17.4.4 Der Unternehmerische Regelkreis
412
17.4.5 Schlüsselprozesse
414
17.5 Änderungen beim aktualisierten EFQM-Modell 2010
415
17.6 ISO und EFQM-Modell – Vergleichende Betrachtung
417
17.6.1 Grundsätzliche Unterschiede ISO – EFQM-Modell
419
17.6.2 Einsatzgebiete der ISO und des EFQM-Modells
420
17.6.3 Vergleichender Überblick ISO – EFQM
421
17.7 Levels of Excellence
423
17.8 Selbstbewertung
425
17.9 Selbstbewertungsmethoden
427
17.9.1 Selbstbewertung mittels Standardformular
428
17.9.2 Quick Scan
428
17.9.3 Simulation der Preis-Bewerbung mit RADAR
428
17.9.4 Wegweiser Karte
429
17.10 Literatur
429
18 Prinzip der Balanced Scorecard
430
18.1 „Balanced“
431
18.2 „Scorecard“
432
18.3 Die Perspektiven der BSC
432
18.3.1 Die Finanzperspektive
433
18.3.2 Die Kundenperspektive
434
18.3.3 Die Interne Prozessperspektive
434
18.3.4 Die Potenzialperpektive
435
18.4 Strategy Map
435
18.5 Entwicklung
436
18.6 Literatur
438
Die Autoren
440
Stichwortverzeichnis
444
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