Poka Yoke Referat

1. Einleitung
Für jeden, der in irgendeiner Weise mit der Produktion zu tun hat,
ist es das wichtigste Ziel, fehlerfreie Teile an den nächsten Prozeß
(seinen Kunden) zu liefern. Wenn wir durch die Suche nach Fehlern und durch
deren Behebung Zeit verschwenden, bedeutet dies einen großen Kostenaufwand
für den Betrieb. Und wenn wir unsere Arbeitsmethoden schlecht koordinieren,
kann das Unternehmen seine Marktposition nicht halten.
Setzt die Kontrolle erst am Ende einer Linie ein so kann keine 100prozentige
Qualität sichergestellt werden. Je länger es dauert, die Ursache eines Problems
herauszufinden, desto höher werden die Kosten für die Behebung der Störung sein.
Daher ist es sinnvoll, die Situation da zu kontrollieren, wo die Arbeit geleistet wird,
und zwar gleich beim ersten Prozeß zu Beginn des Fertigungsflusses, wenn nicht
sogar bereits im Stadium der Produktentwicklung.
Aufdecken von Fehlern an der Quelle reduziert die Kosten
Fehler
gefunden bei:
Ausgangs
prozeß
Nächster
Prozeß
Ende der
Linie
Endkontrolle
Endverbraucher
Kosten für die
Firma:
Konsequenzen
für die Firma:
Sehr
gering
Geringer
Nacharbeit
Viel
Zeitverlust
Nacharbeit
Neuplanung
der Arbeit
Verspätung
der
Auslieferung
Zusätzliche
Kontrolle
Versandkosten
Verwaltungskosten
Rufschädigung
Verlust von
Marktanteilen
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2. Fehlerursachentypen
•
•
Ungeeignete Konstruktion, Technologie,
ungeeignete Prozess- und Arbeitsstandards
Fehlervermeidung durch:
Konstruktions- und Prozess- FMEA
•
Zu große Streuung prinzipiell geeigneter Standards
Fehlervermeidung durch:
Versuchsmethodiken
(z.B. statistische Versuchsplanung)
•
Verschleiß
Fehlervermeidung durch:
Vorbeugende Wartung, SPC
•
•
Zufällige, nicht vorhersehbare Fehler von
Maschinen und Werkern
Jeder Mensch und jedes System begeht zufällige,
unbeabsichtigte Fehlhandlungen
durch
Unaufmerksamkeit, Auslassen, Vertauschen, Vergessen, usw.
Ein Ansatz zur Verhinderung, daß aus diesen nicht
vermeidbaren Fehlhandlungen Fehler am Produkt
werden, ist ...
Poka Yoke
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3. Was ist Poka-Yoke?
Poka Yoke wurde von dem Japaner Shingo zusammen mit der
Fehlerquelleninspektion (Source Inspektion) im Rahmen des Toyota Production
System (TPS) entwickelt.
Poka bedeutet im Japanischen der unbeabsichtigte Fehler,
Yoke bedeutet Vermeidung oder Verminderung,
so dass sich der Ausdruck Poka Yoke als
Vermeidung unbeabsichtigter Fehler übersetzen lässt.
Poka Yoke wird auch mit „narrensicherer Mechanismus“ übersetzt.
Da stets davon ausgegangen wird, dass niemand absichtlich Fehler macht,
ist diese Übersetzung nicht zutreffend und deshalb abzulehnen.
Der japanische Ausdruck Poka Yoke bezeichnet ein aus mehreren Elementen
bestehendes Prinzip, welches technische Vorkehrungen und Einrichtungen zur
Fehlerverhütung bzw. zur sofortigen Fehleraufdeckung umfasst.
Es ist dabei besonders auf die unbeabsichtigten Fehler ausgerichtet, die
den Menschen bei ihrer Mitwirkung im Fertigungsprozess unterlaufen können,
und soll verhindern, dass aus einer Fehlerhandlung ein Fehler am Produkt entsteht.
Beim Poka Yoke sollen einfache Vorrichtungen gefunden werden, um das
Auftreten von Fehlern zu verhindern bzw. sofort beim Entstehen zu entdecken
und eine Weitergabe von fehlerhaften Teilen zu vermeiden.
Da von Poka Yoke sämtliche in einem Fertigungsprozess hergestellte Teile
bzw. Produkte betroffen sind, kann man auch in diesem Zusammenhang von
einer 100%-oder Vollprüfung sprechen.
In weitestem Sinne werden Poka Yoke-Systeme auch zur Vermeidung von
Bedienungsfehlern bei der Benutzung von Produkten eingesetzt.
Um auch ein weiteres Auftreten von einmal entdeckten Fehlern ausschließen
zu können, wird Poka Yoke stets in Verbindung mit einer Inspektionsmethode
angewendet. Hierbei hat sich die ebenfalls von Shigeo Shingo entwickelte
Fehlerquelleninspektion (Source Inspection) als besonders effektiv erwiesen.
Nur in der Kombination Poka Yoke – Fehlerquelleninspektion ist ein wirkungsvolles
Abstellen des Fehlers möglich, da die gesamte Kausalkette zwischen Fehlhandlung
im Prozess und Fehler am Produkt betrachtet und so die tatsächliche Fehlerursache
gefunden und beseitigt wird.
Auf diese Weise wird das wiederholte Auftreten eines Fehlers wirksam verhindert
im Sinne einer Fehlervermeidung.
3
4. Randbedingungen
•
Ohne präventive Qualitätssicherung in der Entwicklung und Planung nicht
sinnvoll
•
Teamarbeit auch mit Werkern aus der Produktion
•
Alle möglichen Fehler müssen bekannt sein
•
Genaue Definition des Prüfmerkmals nötig
•
Konstruktion muß einfache Fehlerüberprüfung zulassen
•
Die Vorrichtung muß kurzfristig umrüstbar sein
•
Fehler müssen eingestanden und kritisch beurteilt werden
5. Vorteile
•
100% Prüfung
•
Fehler werden früh erkannt und fehlerhafte Teile schnell aussortiert
•
Verwendung einfachster Hilfmittel
•
Niedrige Kosten
•
Schnell wirksam
•
Vermeidung von Wiederholfehlern
6. Nachteile
•
Zusätzlicher geringer Kosten- und Zeitaufwand
•
Zeigt nicht die Ursachen auf, sondern nur das Auftreten eines Fehlers
•
„Gewohnheitsfehler“ werden möglicherweise akzeptiert
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7. Anwendungen
In der praktischen Anwendung besteht ein Poka Yoke- System grundsätzlich aus den
beiden Grundelementen Initialisierungs- bzw. Auslösemechanismus und
Regulierungsmechanismus. Als drittes Element werden in der Sekundärliteratur noch
die Detektionsmechanismen unterschieden, die aber auch eine Art der Initialisierung
darstellen. Hinzu kommen spezielle Vorkehrungen in Form von
Gestaltungsmaßnahmen, die eine mögliche Fehlhandlung von vornherein
ausschließen, wie z.B. Positionsstifte. Unter den Detektionsmechanismen werden
Sensoren und Sensorensysteme verstanden, die in vielfältiger Ausprägung
eingesetzt werden können: als End- und Näherungsschalter, als Sensoren für
Positionen, Dimensionen. Form, Druck, Temperatur, Vibration, Farbe oder Strom
sowie als Zähler und Zeitüberwachungseinrichtungen.
Die Auslöse- bzw. Initialisierungsmechanismen bestimmen die Art, wie ein –fehler im
Fertigungsprozess erkannt wird. Im einzelnen sind drei Methoden zu unterscheiden:
Kontaktmethode
Unzulässige Abweichungen von der Arbeitsfolge, die zu Fehlerhandlungen
führen können, werden von Sensoren über geometrische Kenngrößen
festgestellt. Je nach Art des Sensors kann der Kontakt berührend oder auch
berührungslos sein.
Fixwert- Methode
Abweichungen oder Unregelmäßigkeiten im Verlauf des Fertigungsprozesses
werden durch das Überprüfen des Erreichens einer bestimmten Anzahl von
Teilarbeitsschritten erkannt. die Hierbei eingesetzten technischen Mittel sind
meist sehr einfach, aber wirkungsvoll, wie z. B. mechanische
Zähleinrichtungen.
Schrittfolgenmethode
Die Standardbewegungsabfolge eines Arbeitsprozesses wird erkannt und mit
möglichst einfachen Hilfsmitteln auf Fehlhandlung hin überprüft.
Nach der Art der Maßnahme, die nach festgestellter Abweichung bzw. Fehlhandlung
getroffen wird, sind die Regulierungsmechanismen in zwei Methoden zu unterteilen:
Eingriffsmethode (Abschaltmethode)
Beim Auftreten von Abweichungen oder Prozessunregelmäßigkeiten, die
Fehler zur Folge haben können, wird die Maschine sofort abgeschaltet. Mit
dem Fertigungsprozess verbundene Vorgänge wie Transportieren oder
Spannen werden ebenfalls sofort unterbrochen. dadurch werden
Korrekturmaßnahmen und die Vermeidung von Wiederholungsfehlern
möglich.
Alarmmethode
Hierzu zählen sämtliche Arten von optischen und/oder akustischen Signalen,
die auf die Situation der entstehenden oder gerade entstandenen
Fehlhandlungen hinweisen.
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8. Ablauf einer Poka Yoke Untersuchung
8.1 Vorbereitung
Team Bildung:
•
•
•
Teamleiter benennen
Treffen ‚vor Ort’
Kurze Teamlaufzeit
Analysegegenstand auswählen:
•
•
Nach Fehlerhäufigkeit
Nach Bottleneckbetrachtung
8.2 Fehleranalyse
Fehlermöglichkeiten:
Prüfformular:
Es wird das Auftreten von Fehlern gezählt
und in eine Liste eingetragen.
Ziele des Prüfformulars:
•
•
•
•
Erfassung der Anzahl bekannter Fehler
Datensammlung für andere Hilfsmittel
Übersichtliche Darstellung der Fehlerart und Anzahl
Anwendung in der Produktion
Randbedingungen des Prüfformulars:
•
•
•
•
Fehlerarten müssen bekannt sein
Spalte „Sonstiges“ für bisher nicht erfasste Fehlerarten
Datensammlung muß unter repräsentativen Bedingungen erfolgen
Fehlerarten müssen genau definiert sein
Vorteile des Prüfformulars:
•
•
•
Ohne großen Aufwand durchführbar
Kein großer Schulungsaufwand nötig
Einfache Handhabung
Mögliche Nachteile des Prüfformulars:
•
•
•
•
•
Keine zeitliche Betrachtung des Auftretens der Fehler möglich
Nur Erfassung bekannter Fehler
Keine Analys der Fehlerursachen
Wechselwirkungen werden nicht erfasst
Bei sehr vielen Fehlerarten unübersichtlich
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Affinitätsdiagramm:
Es werden Informationen zu einem Bereich
gesammelt und in mehreren Schritten zu Gruppen
und übergeordneten Gruppen zusammengefasst.
Daraus lassen sich dann Problemstruktur und
Lösungsmöglichkeiten ableiten.
Ziele des Affinitätsdiagramms:
•
•
•
Einsatz für unbekannte Bereiche mit bisher wenig Erkenntnissen
Strukturierung von Informationen
Genaue Definition eines Problems
Randbedingungen des Affinitätsdiagramms:
•
•
•
•
Teamarbeit mit Mitgliedern unterschiedlicher Abteilungen
Informationen sollen klar und einfach formuliert werden
Gefühle sollen bei der Bewertung Vorzug vor dem Verstand gegeben werden
Auch Mitarbeiter aus unteren Hierarchiestufen sollen beteiligt werden
Vorteile des Affinitätsdiagramms:
•
•
•
Ähnliche problembeschreibende Informationen werden zusammengefasst
Auch Meinungen und Intuitionen werden berücksichtigt
Fördert die Konsensbildung zwischen den Teammitgliedern
Mögliche Nachteile des Affinitätsdiagramms:
•
•
•
Erstellung erfodert erfahrene Teammitglieder
Subjektiv und abhängig vom jeweiligen Team
Strukturierung kann bei komplexen Problemstellungen schwierig sein
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Prozeß-FMEA:
Fehler Möglichkeits- und Einfluß-Analyse
Methodik, um in den planerischen Phasen einer
Entwicklung potentielle Fehler eines Produktes oder
Eines Prozesses aufzudecken, zu bewerten und durch
Geeignete Maßnahmen zu vermeiden.
Auswertung der FMEA:
•
In der FMEA werden potentielle Fehler erfasst und deren
Auftretenswahrscheinlichkeit, die Bedeutung für den Kunden sowie die
Entdeckungswahrscheinlichkeit bewertet und in einer Risikoprioritätszahl
(RPZ) zusammengefasst.
Randbedingungen der FMEA:
•
•
•
•
•
•
•
•
Klar definierte Zielsetzung
Teamarbeit mit Mitgliedern aus unterschiedlichen Abteilungen
Schulungsaufwand und praktisches Training der Teammitglieder nötig
Erfahrener Moderator für die Teamsitzungen nötig
Einsatz vom Beginn des Produktlebenszyklusses an
Informationen über aufgetretene und potentielle Probleme nötig
Produkt- und Proßesdaten müssen aktuell sein
Gruppe soll während des Projektes nicht wechseln
Vorteile der FMEA:
•
•
•
•
•
•
Systematisches Verfahren
Anerkanntes Verfahren
Wissenstransfer über Abteilungsgrenzen hinaus
Risikomanagement statt Krisenmanagement
Quantfizierbares Risiko
Gezielte Fehler-Ursachen-Analyse
Mögliche Nachteile der FMEA:
•
•
•
•
•
Hoher Zeitaufwand
Definitionsprobleme
Subjektive Risikoabschätzung
Kosten / Nutzen schwer abschätzbar
Hoher Pflegeaufwand
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Fehlerursachen ableiten:
Ursache-Wirkungs-Diagramm:
Beim Ursache-Wirkungs-Diagramm werden
mittels Brainstorming die möglichen Hauptund Nebenursachen für ein Problem ermittelt
und die Zusammenhänge graphisch
dargestellt.
Ziele des Ursache-Wirkungs-Diagramm:
•
•
Strukturierte Problemanalyse
Graphische Darstellung verbaler Zusammenhänge
Vorteile des Ursache-Wirkungs-Diagramm:
•
•
•
•
•
Teamarbeit ermöglicht vielseitige Betrachtungsweise
Einsetzbar in allen Hierarchieebenen
Ermöglicht strukturiertes Vorgehen bei der Problemanalyse
Leicht erlernbar und sofort anwendbar
Aufgliedern der Ursachen
Mögliche Nachteile des Ursache-Wirkungs-Diagramm:
•
•
•
•
•
Unübersichtlich und umfangreich bei komplexen Problemen
Wechselwirkungen werden nicht erfasst
Zeitliche Abhängigkeiten und Änderungen sind nicht darstellbar
Diagramm ist subjektiv und hängt von der Erstellungsgruppe ab
Keine Bewertung oder Gewicht
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Beziehungsdiagramm:
Im Beziehungsdiagramm werden verflochtene,
wechselseitige Beziehungen zwischen mehreren
Einflußgrößen graphisch dargestellt.
Ziele des Beziehungsdiagramms:
•
•
Graphische Darstellung wechselseitiger Einflussgrößen
Hilfsmittel zur Ursachenfindung
Randbedingungen des Beziehungsdiagramms:
•
•
•
•
Probleme und Ursachen sind bekannt und eindeutig definiert
Informationen über Zusammenhängen müssen bekannt sein
Teamarbeit mit Management-Mitgliedern aus unterschiedlichen Abteilungen
erforderlich
Diagramm in mehreren Durchläufen zeichnen, um Übereinstimmung zwischen
den Teammitgliedern zu erzielen und Ideen zu entwickeln
Vorteile des Beziehungsdiagramms:
•
•
•
•
•
Auch sekundäre und wechselseitige Verknüpfungen werden dargestellt
Weitere Aussagen sind leicht einzufügen
Ursachen können gewichtet werden (primäre und sekundäre Ursachen)
Fördert die Ideenfindung und Kreativität der Teammitglieder
Probleme können in kleinere Teilprobleme zerlegt werden.
Mögliche Nachteile des Beziehungsdiagramms:
•
•
•
Bei komplexen Problemen unübersichtlich
Diagramm ist subjektiv und hängt von der Erstellungsgruppe ab
Bei geänderter Problemstellung ist ein Neuaufbau nötig
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8.3 5 x Warum ?:
1.
Frage:
Antwort:
Warum fiel die Maschine aus ?
Die Sicherung brannte durch wegen Überlastung.
2.
Frage:
Antwort:
Warum kam es zu einer Überlastung ?
Eine Spindel war trocken gelaufen.
3.
Frage:
Antwort:
Warum war die Spindel trocken gelaufen ?
Es war nicht genug Öldruck vorhanden.
4.
Frage:
Antwort:
Warum war nicht genug Öldruck vorhanden ?
Der Ölreiniger war verstopft.
5.
Frage:
Antwort:
Warum war der Ölreiniger verstopft ?
Es gab keine Anweisung den Ölreiniger zu überprüfen oder
regelmäßig zu wechseln.
9. Auswahl des Poka Yoke Systems
Man unterscheidet grundsätzlich zwischen :
Poka Yoke Vorkehrungen
und
Poka Yoke Systemen.
Poka Yoke Vorkehrungen: sind Gestaltungsmaßnahmen, die eine Fehlhandlung
selbst ausschließen wie z.B. spezielle Steckerformen:
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9.1 Poka Yoke Systeme
Poka Yoke Systeme bestehen prinzipiell aus drei Elementen:
•
Detektionsmechanismus
Erkennen
•
Auslösemechanismus
Auslösen
•
Reguliermechanismus
Reagieren
Detektionsmechanismus
•
•
•
•
Erkennen
Hierzu benötigt man alle Arten von Sensoren und Sensorsystemen wie ......
End- und Nährungsschalter
Sensoren und Blenden für Position, Dimension, Form, Druck, usw.
Zähler, Zeitüberwachungseinrichtungen, ....
Auslösemechanismus
Auslösen
•
Kontakt-Methode
•
Fixwert-Methode (Konstantwert-Methode)
•
Schrittfolge-Methode
Kontakt-Methode:
Fehlhandlungen in den Arbeitsfolgen werden
von Sensoren zumeist über geometrische Kenngrößen
(Lage, Vorhandensein, ...) erkannt.
Fixwert-Methode:
Hier werden Fehlhandlungen im Prozeß dadurch erkannt,
dass das Erreichen einer bestimmten Zahl von
Teil-Arbeitsschritten überprüft wird (z.B. durch Zähler)
Vergleich von Soll-Wert mit IST-Wert.
Schrittfolgen-Methode:
Fehlhandlungen werden über einen Check von
Erforderlichen Standardbewegungsfolgen erkannt
(z.B. durch Endschalter, Zähler, ...).
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Reguliermechanismus
Reagieren
•
Eingriffsmethode (Abschaltmethode)
•
Alarmmethode (Meldung)
•
Sortiermethode (Selektion)
Eingriffsmethode:
Beim Auftreten von Abweichungen bzw. Situationen, die
Fehler zur Folge haben, werden die Maschinen
abgeschaltet bzw. Spann- oder Transportvorrichtung
blockiert, um die Operation anzuhalten. Dadurch sind
sofortige Korrekturen möglich.
Alarmmethode:
Beim Auftreten von fehlerträchtigen Situationen bzw.
eines Fehlers wird das Bedienungspersonal durch
deutlich vernehmbare optische und akustische
Signale gewarnt.
Sortiermethode:
Beim Auftreten von fehlerträchtigen Situationen bzw.
eines Fehlers wird das entsprechende Teil aus dem
laufenden Prozess herausgeleitet.
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10. Wie kann Poka Yoke bei einer Firma eingeführt werden ?
Bausteine der Realisierung
•
Vorstellen der Poka Yoke Methode bei Tagungen, Seminaren und Schulungen
•
Sensibilisierung bei allen Beteiligten wecken
•
Wichtig – von Anfang an die Maschinenbediener in den Installationsprozeß
einbeziehen !
•
Ansprechpartner für Poka Yoke festlegen
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•
Schulungsprogramm aufstellen
•
Zu schulendes Personal auswählen
•
Schulungen durchführen
•
Hilfestellung bei der Ermittlung von Poka Yoke Systemen anbieten
•
Hilfestellung bei der Dokumentation der Ergebnisse anbieten
•
Einheitliches Formular zur Dokumentation der Poka Yoke Lösungen
•
Fotos erleichtern das Verständnis
•
Einheitliche Visualisierung der Poka Yoke Systeme an jedem Arbeitsplatz, in
jedem Organisationsbereich
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•
Erstellung einer Datenbank in der alle Poka Yoke Lösungen zentral erfasst
werden
•
Zugänglichmachung der Datenbank für alle Produktionsstätten
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•
Regelmäßige Information der Produktionsstätten über besondere Poka Yoke
Lösungen im letzten Betrachtungszeitraum
•
Nachrichten werden monatlich über e-mail an alle Poka Yoke Beauftragten
verschickt
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11. Beispiele für Poka Yoke:
Problembeschreibung:
•
Käfigtaschen, die geräumt werden müssen, werden im Arbeitsgang
vorher gebohrt. Wird bei diesem Vorgang eine Bohrung vergessen,
kommt es unweigerlich zum Bruch der Räumnadel. Hohe
Werkzeugwiederbeschaffungskosten und lange Stillstandszeiten sind
die Folge.
Durchgeführte Maßnahmen:
•
Es wurde in der Zuführung zur Räummaschine eine Rampe installiert,
auf der im Abstand des Lochabstandes des Ringes kleine Zapfen
montiert wurden. Im Falle einer fehlenden Bohrung, kann der
entsprechende Ring nicht in die Maschine gelangen.
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Problembeschreibung:
•
Beim Verpacken der Zylinderrollen kam es immer wieder vor, das nicht
die genügende Anzahl Rollen verpackt wurden.
Durchgeführte Maßnahmen:
•
Es wurde eine Schiene aus Kunststoff angefertigt, die genau die Länge
der erforderlichen Rollenanzahl beinhaltet.
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Quellennachweis
Dieses Referat wurde unter Zuhilfenahme folgender Quellen erstellt:
Modernes Management im Produktionsbetrieb
Kyoshi Suzaki
Internet
http://www.lucom.de/duo/pokajoke.htm
http://mitglied.lycos.de/fsmemkh99/poka/poka.html
http://home.t-online.de/home/ralf.vetter/poka.htm
Persönliche Gespräche mit:
Herrn L.
Leiter der QS Abteilung
C.K.Walther GmbH & Co.KG
und
Herrn B.
Leiter der QS Abteilung
FAG-Kugelfischer (Komponenten) AG & Co. KG
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