Johann Wappis, Berndt Jung, Kurt Matyas
Null-Fehler-Management
Umsetzung von Six Sigma
Vorwort
6
1 Einleitung
18
1.1? Verbesserungsprojekte zur Prozessoptimierung
18
1.2? Erfolgsfaktoren für Six Sigma
21
2 Management von
30
2.1? Auswahl der richtigen Projekte
30
2.2? Projektabwicklung
32
2.2.1? Projektstrukturplan für Verbesserungsprojekte
32
2.2.2? Projektauftrag
33
2.2.3? Planung der Projekt-Ecktermine und Aufgaben
36
2.2.4? Kostenplanung und -verfolgung
38
2.2.5? Projektcontrolling
38
2.2.6? Projektkommunikation
39
2.2.7? Projektdokumentation
40
2.2.8? Projektabschluss
40
3 Grundlagen der Statistik
44
3.1? Allgemeine Grundlagen
44
3.1.1? Häufigkeiten und Wahrscheinlichkeiten
46
3.1.2? Merkmalsarten
46
3.1.3? Aufgaben der analytischen Statistik
47
3.2? Verteilungsformen
49
3.2.1? Hypergeometrische Verteilungen
50
3.2.2? Binomialverteilung
50
3.2.3? Poisson-Verteilung
53
3.2.4? Normalverteilung
55
3.2.4.1? Standardisierte Normalverteilung
57
3.2.4.2? Wahrscheinlichkeitsnetz (Probability Plot)
62
3.2.5? Logarithmische Normalverteilung
64
3.2.6? Weibull-Verteilung
64
3.2.7? Exponentialverteilung
64
3.2.8? Weitere Verteilungen
64
3.3? Kennwerte von Stichproben
64
3.3.1? Kennwerte der Lage
65
3.3.1.1? Arithmetischer Mittelwert (x-quer, x-bar)
66
3.3.1.2? Zentralwert / Median (x-Schlange)
66
3.3.1.3? Häufigster Wert / Modalwert
66
3.3.1.4? Geometrisches Mittel
66
3.3.2? Kennwerte der Streuung
66
3.3.2.1? Varianz
66
3.3.2.2? Standardabweichung
67
3.3.2.3? Spannweite (Range)
67
3.3.3? Kennwerte der Verteilungsform
67
3.3.3.1? Schiefe, Asymmetrie
67
3.3.3.2? Excess / Wölbung (Kurtosis)
68
3.4? Parametrische Verteilungen
69
3.4.1? t-Verteilung
70
3.4.2? ?2-Verteilung
70
3.4.3? F-Verteilung
71
3.5? Spezielle Grundlagen der Statistik
72
3.5.1? Zentraler Grenzwertsatz
72
3.5.2? Addition von Verteilungsfunktionen
73
3.5.3? Prüfung auf Verteilungsform
74
3.5.4? Anpassung der Verteilungsform
76
3.5.5? Transformation von Messwerten
77
3.5.5.1? Lineare Transformation
77
3.5.5.2? Nichtlineare Transformation
77
3.6? Zufallsstreubereich (ZB)
79
3.6.1? Zufallsstreubereich für diskrete Merkmale
80
3.6.2? Zufallsstreubereich für kontinuierliche Merkmale
81
3.6.2.1? Zufallsstreubereich für den arithmetischen Mittelwert
81
3.6.2.2? Zufallsstreubereich für den Median
82
3.7? Vertrauensbereich (VB)
84
3.7.1? Vertrauensbereich für den Mittelwert, falls ? bekannt ist
85
3.7.2? Vertrauensbereich für den Mittelwert, falls ? nicht bekannt ist
88
3.7.3? Vertrauensbereich für Streuungen
90
4 Phase Define
92
4.1? Ausgangssituation beschreiben
92
4.2? Prozessüberblick schaffen
93
4.3? Kunden und deren Forderungen ermitteln
96
4.4? Projekt definieren
98
5 Phase Measure
100
5.1? Prozess detaillieren
101
5.1.1? Detaillierte Darstellung des Prozesses
101
5.1.2? Mögliche Ursachen darstellen
104
5.2? Vorhandene Daten interpretieren
106
5.2.1? Grafische Darstellung von Daten
107
5.2.1.1? Verlauf der Einzelwerte (Time Series Plot)
107
5.2.1.2? Einzelwertkarte (Individual Chart)
108
5.2.1.3? Medianzyklen-Diagramm (Run Chart)
109
5.2.1.4? Häufigkeitsdiagramme
110
5.2.1.5? Streudiagramme / Korrelationsdiagramme
112
5.2.1.6? Box Plots
113
5.2.1.7? Pareto-Analyse
114
5.2.1.8? Multi-Vari-Charts
115
5.2.1.9? Paarweiser Vergleich
119
5.2.2? Zufällige oder signifikante Unterschiede
120
5.3? Daten erfassen und auswerten
122
5.3.1? Datenschichtung
124
5.3.2? Datenzerlegung
125
5.4? Eignung des Prüfsystems sicherstellen
126
5.4.1? Grundlagen und Begriffe
129
5.4.1.1? Einflüsse auf Prüfprozesse
129
5.4.1.2? Auflösung
129
5.4.1.3? Systematische Messabweichung (Bias)
130
5.4.1.4? Wiederholpräzision (Repeatability)
130
5.4.1.5? Vergleichspräzision (Reproducibility)
131
5.4.1.6? Linearität (Linearity)
132
5.4.1.7? Stabilität (Stability)
132
5.4.2? Eignungsnachweis von Messprozessen
133
5.4.2.1? Unsicherheit des Normals
134
5.4.2.2? Einfluss der Auflösung
135
5.4.2.3? Systematische Messabweichung
135
5.4.2.4? Verfahren 1
137
5.4.2.5? Linearität
141
5.4.2.6? Verfahren 2: GR&R-Study
143
5.4.2.7? Verfahren 3: GR&R-Study ohne Bedienereinfluss
152
5.4.2.8? Messbeständigkeit, Stabilität
152
5.4.2.9? Ergänzungen zum Eignungsnachweis von Messprozessen
153
5.4.3? Eignungsnachweis für Messprozesse nach VDA 5
153
5.4.4? Eignungsnachweis von attributiven Prüfprozessen
154
5.4.4.1? Verfahren nach VDA 5
156
5.4.4.2? Methode der Signalerkennung
157
5.4.4.3? Testen von Hypothesen mit Kreuztabellen
158
5.4.4.4? Bestimmung der fälschlichen Annahme / Rückweisung
159
5.5? Prozessleistung ermitteln
161
5.5.1? Bewertung von kontinuierlichen Merkmalen
161
5.5.1.1? Fähigkeitsindizes für normalverteilte Messwertreihen
163
5.5.1.2? Vorgehen zur Ermittlung der Prozessfähigkeit
167
5.5.1.3? Vertrauensbereich für die Fähigkeitskenngrößen
167
5.5.1.4? Phasen der Prozessqualifikation
168
5.5.1.5? Prozessfähigkeitskennwerte nach SPC-Referenzhandbuch
169
5.5.1.6? Prozessleistungs- und Prozessfähigkeitsindizes nach DIN ISO 22514-2
170
5.5.1.7? Zeitabhängige Verteilungsmodelle nach DIN ISO 22514-2
171
5.5.1.8? Methoden zur Schätzung von Lage und Streuung nach DIN ISO 22514-2
177
5.5.1.9? Weitere Verfahren
178
5.5.1.10? Beispiele zur Berechnung der Prozessfähigkeit
179
5.5.2? Bewertung von diskreten Merkmalen – Process Sigma
186
5.5.3? Ermittlung der Gesamtanlageneffizienz
189
6 Phase Analyze
192
6.1? Mögliche Haupteinflussgrößen identifizieren
193
6.1.1? Ausgangsbasis Kundenforderungen
193
6.1.2? Prozesse analysieren
194
6.1.2.1? Analyse der Prozessdaten
194
6.1.2.2? Wertschöpfungsanalyse
195
6.1.2.3? Informationsflussanalyse
196
6.1.2.4? Leistungsanalyse
196
6.1.3? Mögliche Einflussgrößen in Prozessschritten identifizieren
197
6.2? Ursachen-Wirkungs-Zusammenhänge ermitteln und darstellen
199
6.2.1? Beurteilung mittels Kennwerten aus dem laufenden Prozess
200
6.2.1.1? Vergleich eines Mittelwertes mit einem Vorgabewert (u-Test)
200
6.2.1.2? Vergleich eines Mittelwertes mit einem Vorgabewert (t-Test)
206
6.2.1.3? Vergleich von zwei Mittelwerten (t-Test)
206
6.2.1.4? Varianzanalyse (ANOVA, Analysis of Variance)
212
6.2.1.5? Häufig verwendete Testverfahren
217
6.2.1.6? Regressionsanalyse
218
6.2.2? Versuchsplanung mit „einfachen Methoden“
227
6.2.2.1? Komponententausch
227
6.2.2.2? Variablenvergleich
230
6.2.3? Versuchsplanung mit Statistischen Versuchsplänen
232
6.2.3.1? Begriffe und allgemeine Grundlagen
232
6.2.3.2? Arten von Versuchen
235
6.2.3.3? Planung und Durchführung von Versuchen
237
6.2.3.4? Vollständige faktorielle Versuchspläne
240
6.2.3.5? Unvollständige faktorielle Versuchspläne
252
6.2.3.6? Plackett-Burman-Versuchspläne
257
6.2.3.7? Versuchspläne für nichtlineare Zusammenhänge
257
6.2.3.8? Versuchspläne zur Untersuchung der Streuung
260
6.2.4? Zusammenfassung der Ursachen-Wirkungs-Zusammenhänge
263
7 Phase Improve
264
7.1? Lösungsvarianten entwickeln
265
7.1.1? Lösungen lassen sich direkt aus Phase Analyze ableiten
265
7.1.2? Lösungsfindung mittels Kreativitätstechnik
265
7.1.2.1? Klassisches Brainstorming
265
7.1.2.2? Kartenabfrage
266
7.1.2.3? Brainstorming mittels Ishikawa-Diagramm / Mindmapping
267
7.1.2.4? Methode 635
267
7.1.3? Lösungsfindung mittels Statistischer Versuchsmethodik
268
7.1.4? Spezielle Werkzeuge zur Lösungsfindung
269
7.1.4.1? Schnelles Rüsten / SMED
269
7.1.4.2? Prozessoptimierung mit Systemen vorbestimmter Zeiten
271
7.1.4.3? Ordnung und Sauberkeit am Arbeitsplatz (5S)
272
7.1.4.4? Fehlhandlungsvermeidung (Poka Yoke)
272
7.2? Lösungen bewerten und Lösung auswählen
275
7.2.1? Bewertung mittels Nutzwertanalyse
275
7.2.2? Fehler-Möglichkeits- und Einfluss-Analyse (FMEA)
276
7.2.3? Fehlerbaumanalyse (Fault Tree Analysis)
282
7.3? Ausgewählte Lösung erproben und Wirksamkeit nachweisen
283
7.3.1.1? Hypothesentests
284
7.3.1.2? Prozessfähigkeitsuntersuchungen
284
7.3.1.3? Prozesssimulationen
284
7.3.2? Produkt- und Prozessfreigabe durchführen
286
7.4? Implementierung planen
287
8 Phase Control
290
8.1? Lösung organisatorisch verankern
291
8.2? Verbesserung nachhaltig absichern
292
8.2.1? Laufende Qualifikation der Mitarbeiter sicherstellen
292
8.2.2? Laufende Qualifikation der Prozesse sicherstellen
292
8.2.2.1? Wartung und Instandhaltung
293
8.2.2.2? Das Grundprinzip der Statistischen Prozessregelung
293
8.2.2.3? Auswahl der Merkmale für die Statistische Prozessregelung
296
8.2.2.4? Vorgehen zur Statistischen Prozessregelung
296
8.2.2.5? Regelung nach Lage und Streuung
298
8.2.2.6? Berechnung der Eingriffsgrenzen
300
8.2.2.7? Führen von Regelkarten
303
8.2.2.8? Indikatoren für das Vorhandensein besonderer Ursachen
304
8.2.2.9? Weitere Regelkarten für kontinuierliche Merkmale
305
8.2.2.10? Regelkarten für diskrete Merkmalswerte
307
8.2.3? Verbesserten Prozess an Eigner übergeben
311
8.3? Projekt abschließen
312
8.3.1? Lessons Learned
312
8.3.1.1? Erfahrungen für bestehende Produkte bzw. Prozesse nutzen
312
8.3.1.2? Erfahrungen für zukünftige Produkte bzw. Prozesse nutzen
313
8.3.1.3? Erfahrungen für Six Sigma-Projektarbeit nutzen
314
8.3.2? Projektabschlussbericht erstellen
314
9 Verankerung von
316
9.1? Einordnung von Six Sigma in die Formen der Verbesserungsarbeit
317
9.1.1? PDCA-Zyklus – Grundlage aller Formen der Verbesserungsarbeit
317
9.1.2? Verbesserungsmanagement im Überblick
318
9.1.3? Zusammenspiel zwischen Lean Management und Six Sigma
320
9.2? Einbindung von Six Sigma in die Aufbauorganisation
324
9.2.1? Six Sigma-Champions
325
9.2.2? Six Sigma-Manager
327
9.2.3? Six Sigma-Black Belts
329
9.2.4? Six Sigma-Green Belts
331
9.2.5? Six Sigma-Yellow Belts
331
9.2.6? Six Sigma-Master Black Belts
331
9.2.7? Unternehmensleitung
332
9.3? Einbindung von Six Sigma in die Ablauforganisation
332
9.3.1? Prozess „Projekt beauftragen“
334
9.3.2? Prozess „Projekt starten“
340
9.3.3? Prozess „Projektcontrolling durchführen“
342
9.3.4? Prozess „Multiprojektcontrolling durchführen“
343
9.3.5? Prozess „Projekt abschließen“
345
9.3.6? Prozess Projekt abnehmen und evaluieren
347
9.4? Beurteilung des Reifegrades des Unternehmens bezüglich Six Sigma
348
9.5? Einführung von Six Sigma
349
9.5.1? Modell zur Verankerung von Six Sigma in der Organisation
350
9.5.1.1? Strategie / Strategy
351
9.5.1.2? Struktur / Structure
352
9.5.1.3? Systeme / Systems
353
9.5.1.4? Stil / Style
355
9.5.1.5? Stammpersonal / Staff
355
9.5.1.6? Spezialfähigkeiten / Skills
357
9.5.1.7? Selbstverständnis / Shared values
357
9.5.2? Vorgehensplan zur Einführung von Six Sigma
358
9.5.2.1? Phase Unfreeze
359
9.5.2.2? Phasen Move und Refreeze
363
9.6? Problemlösungsprozess nach 8D
369
10 Design for Six Sigma
380
10.1? Six Sigma in der Entwicklung
380
10.2? Abwicklung von PIDOV-Projekten
383
10.2.1? Phase Plan
383
10.2.1.1? Ausgangssituation beschreiben
384
10.2.1.2? Innovationsziel festlegen
384
10.2.1.3? Projekt definieren
384
10.2.2? Phase Identify
384
10.2.2.1? Anforderungen der Kunden ermitteln und analysieren
385
10.2.3? Phase Design
388
10.2.3.1? Recherchen für Lösungsmöglichkeiten durchführen
389
10.2.3.2? Varianten für Produkt / Prozess entwerfen
389
10.2.3.3? Varianten für Produkt / Prozess bewerten und Lösungskonzept auswählen
394
10.2.4? Phase Optimize
394
10.2.4.1? Lösungskonzept für Produkt / Prozess detaillieren
394
10.2.4.2? Lösung für Produkt / Prozess optimieren
395
10.2.5? Phase Validate
401
10.2.5.1? Produkte / Prozesse erproben
401
10.2.5.2? Lösungen und Erkenntnisse aufbereiten und verfügbar machen
403
10.2.5.3? Projekt abschließen
403
10.3? Organisatorische Verankerung von DFSS
404
10.3.1? Einbindung von DFSS in den Entwicklungsprozess
404
10.3.2? Verankerung von DFSS im Unternehmen
406
11 Anhang
408
11.1?Wichtige verwendete Abkürzungen
408
11.2?Korrekturfaktoren an, cn und dn
410
11.3?Standardisierte Normalverteilung
411
11.4?t-Verteilung
413
11.5??2-Verteilung
415
11.6?F-Verteilung
417
Stichwortverzeichnis
420
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