QFD Quality Function Deployment

Methodenbeschreibung
QFD Quality Function Deployment
Ziel
Auf der Grundlage einer frühzeitigen teamorientierten Zusammenarbeit von Produktplanung/Entwicklung, Fertigung und Marketing/Vertrieb wird mit QFD die problematische Übersetzung der Anforderungen an ein Produkt in technischkonstruktive Spezifikationen und Merkmale vereinfacht. Kundenwünsche werden
gezielt und systematisch in Produktmerkmale sowie Funktionen und Eigenschaften
überführt und hieraus die kritischen Design-Parameter der für die Funktionserfüllung notwendigen Teile abgeleitet. Anschließend erfolgt die Identifikation der essentiellen Prozess-Parameter für die Teileherstellung sowie die Identifikation der
techn. Anforderungen an den Montageprozess.
Prinzip Grundprinzip der QFD ist es, die Anforderungen an ein Produkt in den Mittelpunkt
zu stellen und systematisch über 4 Stufen bzw. Phasen diese in technische Produktmerkmale (Phase 1) sowie bestimmende Design-Parameter (Phase 2) zu
überführen. Für den Herstell-Prozess werden darauf folgend die essentiellen Prozess-Merkmale (Phase 3) für jedes Teil identifiziert und diese in Merkmale für die
Montage der Einzelteile sowie die Montagefolge der jeweiligen Aggregatsstufen
überführt (Phase 4). Die Ergebnisse der jeweiligen Phasen können wie folgt charakterisiert werden:
1) Identifikation der wichtigsten technischen Produktmerkmale zur Qualifikation
des Produktes (zum Nachweis der Anforderungserfüllung) als Ergebnis des
1. Qualitätshauses (QFD-HoQ1)
2) Identifikation der kritischen Design-Parameter, welche maßgeblich im Zusammenspiel die technischen Produktmerkmale erzeugen als Ergebnis des
2. Qualitätshauses (QFD-HoQ2)
3) Identifikation der kritischen Prozess-Parameter in den Schritten des Herstellprozesses als Ergebnis des 3. Qualitätshauses (QFD-HoQ3)
4) Identifikation der kritischen Füge-/ und geometrischen Positionierparameter
in der Montage aller Einzelteile/Module zum Produkt sowie die Montagereihenfolge als Ergebnis des 4. Qualitätshauses (QFD-HoQ4).
Darüber hinaus steht die Methode QFD, wie die unten abgebildete Grafik verdeutlicht, in einem engen Zusammenhang mit den Methoden Design Scorecards sowie
FMEA.
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QFD Quality Function Deployment
Abbildung 1: QFD Phasenmodell für die Phasen 1-4 sowie Zusammenhang mit
den Methoden Design Scorecard und FMEA.
Aus der oben gezeigten Abbildung wird ersichtlich, dass die Anwendung der Methode QFD nicht trivial ist und eng mit weiteren Methoden im Produktentstehungsprozess verknüpft ist. Neben den bereits oben beschriebenen Methoden Design
Scorecard und FMEA ist die QFD in der 2. Stufe mit der Methode Dekomposition
für die Produktfunktionen verknüpft zur sinnvollen Identifikation der kritischen Design-Parameter für HoQ2 sowie mit der Methode Prozess-Fluss-Diagramm
/Wertstromanalyse der Herstellverfahren für das HoQ3 zur Identifikation der kritischen Prozessmerkmale.
Auch das HoQ4 zur Identifikation der kritischen Montageparameter und die optimale Montagereihenfolge bildet die Methode Wertstromanalyse der einzelnen Montageschritte ein sinnvolles Bindeglied.
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QFD Quality Function Deployment
Vorgehensweise
Grundlage der QFD-Methode ist ein Matrizennetzwerk für die jeweilige Stufe des
Qualitätshauses. Die nachfolgende Abbildung skizziert stellvertretend das HoQ1, die
Überführung der Kundenanforderung in Produktmerkmale und Produktfunktionen.
Die einzelnen Bearbeitungsschritte in ihrer Reihenfolge sind hierbei in der Abbildung
gekennzeichnet.
1. Zunächst werden die Produktanforderungen („WAS wird gefordert“)
eindeutig formuliert. Für Kundenanforderungen ist hierbei der zuvor erfolgte Methoden-Einsatz der Klassifizierung nach KANO eine Hilfestellung.
2. Die Gewichtung der Anforderungen erfolgt im 2. Bearbeitungsschritt,
hierbei bietet sich der Methoden-Einsatz des paarweisen Vergleiches
an.
3. Optional kann eine Bewertung der einzelnen Anforderungen aus Wettbewerbssicht (Vergleich mit Produktlösungen des Wettbewerbs) erfolgen zum Erkennen, welche Anforderungen vom Wettbewerb bereits
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besser oder schlechter (aus der Sicht des Kunden/Marketing) erfüllt
werden zur späteren Marktpositionierung.
4. Nun müssen die technischen Produktmerkmale und techn. Funktionen
mit ihrer jeweiligen Qualifikationsvorschrift zum Nachweis identifiziert
werden („WIE wird es erfüllt“ und in der Qualifikation gemessen)
5. Für jedes techn. Merkmal wird die Optimierungsrichtung festgelegt.
Mögliche Optimierungsrichtungen für die techn. Merkmale sind
- minimieren
- Zielwert erreichen
- maximieren
6. In der Beziehungsmatrix – dem Kernelement des HoQ - werden die Zusammenhänge zwischen den Kundenanforderungen und den techn.
Merkmalen dargestellt, d.h. es wird angegeben, wie stark jedes techn.
Merkmal den Erfüllungsgrad und damit das Erreichen der Kundenanforderung unterstützt. Man arbeitet hier exklusiv mit den Werten 0-1-39, da Beziehungen zwischen Kundenanforderungen und messbaren
techn. Merkmalen entweder nicht vorhanden, schwach, mittel oder stark
ausgeprägt sein können [Skala 0; 1; 3; 9].
7. Das Dach der techn. Produktmerkmale gibt als Korrelationsmatrix
Wechselbeziehungen zwischen Produktmerkmalen wieder. Diese können entweder positiv (sich gegenseitig unterstützend) oder negativ
(stehen im Widerspruch zueinander) sein.
8. Zur Bewertung der techn. Realisierbarkeit steht eine Skala von
1=einfach bis 5= sehr schwierig zur Verfügung. Dies gibt eine Orientierungshilfe bei der späteren Umsetzung für die benötigte Zeit bzw. Ressourcen in der Projektplanung.
9. Jedes techn. Merkmal bekommt einen quantifizierbaren Zielwert zur
späteren Messung des Zielerreichungsgrades. Die Zielwerte des 1.
Qualitätshauses werden in der Methode Design Scorecard Performance (Leistungskriterien des Produktes) weiter verarbeitet während
der Implementationsphase.
10. Optional kann eine Bewertung der techn. Merkmale wie im Schritt 3 im
Wettbewerbsvergleich stattfinden, dies erfolgt jedoch im Schritt 10 aus
Sicht der Entwickler und wird durch das technische Personal vorgenommen.
11. Die technische Bedeutung des einzelnen Produktmerkmale wird mithilfe
der Summenmultiplikation aller Spalten in Form einer Kennzahl ermittelt
und identifiziert die Rangfolge und damit Wichtigkeit der Merkmale untereinander.
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QFD Quality Function Deployment
Damit identifiziert das HoQ1 die Rangfolge der Qualifikationskriterien aus technischer
Sicht. Hierdurch können die Entwicklungsschwerpunkte aus Systemsicht und zur
bestmöglichen Erfüllung der Anforderungen festgelegt werden.
In den nachfolgenden Schritten werden im 2. Qualitätshaus (HoQ2) die kritischen Design-Parameter ermittelt, welche im Zusammenspiel ein techn. Leistungskriterium aus HoQ1 maßgeblich beeinflussen. Die Struktur des HoQ2
kann systematisch ermittelt werden mithilfe der Methode, die kritischen Design-Parameter werden nach dem beschriebenen Prinzip der Rangfolge einer
Paretostruktur identifiziert.
Jedes Produkt muss jedoch neben Funktionen auch Eigenschaften für die Teile bereitstellen, welche erst durch den Herstellprozess bewerkstelligt werden.
Die Eigenschaften der Teile (z.B. Oberflächengüte, Rundheit, Formhaltigkeit,
etc.) werden maßgeblich durch die jeweiligen Prozess-Parameter der unterschiedlichen Herstellverfahren beeinflusst (Oberflächengüte z.B. durch den
Prozess-Schritt Schleifen/Polieren mit seinen Parametern Druck und Zeit).
Daher ist das sinnvolle Bindeglied zur Überführung des HoQ2 zu HoQ3 das
Prozess-Fluss-Diagramm der jeweiligen Herstellverfahren (z.B. Gießen, Entgraten, Bonden, Löten, Schweißen, etc.), welches für alle Teile die kritischen
Herstellparameter durch den Prozess identifiziert.
Zum Abschluss gilt es für das 4. Qualitätshaus alle geometrischen Abhängigkeiten der Teile für die Montage sowie die Montagereihenfolge zu identifizieren.
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QFD Quality Function Deployment
Nutzen und Ergebnisse
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Strukturierung komplexer Zusammenhänge zur Erkennung der wesentlichen Funktionen und Parameter zur Anforderungserfüllung
Kundenorientierung bei der Produktentwicklung
Schaffung einer gemeinsamen und
transparenten Zielsetzung über alle Entwicklungsstufen und Ableitung von Handlungsmaßnahmen
Bildung einer gemeinsamen von
allen Teammitgliedern getragenen
Grundlage für Modellbildung, Wirkverständnis, Simulationen und
Stabilitätsuntersuchungen
Zusammenführung unterschiedlicher Wissensgebiete (MarketingEntwicklung-Fertigung)
Kommunikation im Entwicklungsteam bzgl. aller relevanten Aspekte
im Produktentstehungsprozess
Erkennung von Problemen und
Widersprüchen bereits in der Produktplanungsphase
Erkennung von Prioritäten bei der
Problembearbeitung zur Lösungssuche
Schnittstellenprobleme zwischen
Marketing/Vertrieb und Entwicklung einerseits sowie Entwicklung
und Fertigung andererseits werden
abgebaut
Konflikte bei der konstruktiven
Umsetzung der Merkmale werden
rechtzeitig erkannt und können bearbeitet werden
Durch die Umsetzung der Kundenwünsche in konstruktive Merkmale über alle Stufen hinweg wird
sichergestellt, dass diese auch in
das Produkt eingebracht werden.
Durch systematische Quervergleiche in den Matrizen können einerseits die vorrangigen Merkmale
gezielter bearbeitet werden und
gleichzeitig entweder fehlende
Merkmale ergänzt oder Anforde-
Nachteile und Risiken
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Motivation, Einsatzbereitschaft
sowie Kommunikationsverhalten
der Beteiligten nehmen eine
Schlüsselrolle bei der Anwendung
von QFD bzgl. des Erfolges ein.
Auf diese personenbezogenen
Faktoren muss bei der Teamzusammenstellung explizit geachtet
werden bzw. diese Faktoren (wie
z.B. Motivation, Kommunikationsbereitschaft/-verhalten, etc.) muss
aufgebaut bzw. gezielt gefördert
werden
Vergleichbar hoher Zeitbedarf zur
Umsetzung bei Erstanwendung
der Methode. Dieser sinkt überproportional bei späteren Entwicklungen, welche auf ähnlichen Konzepten aufbauen (VariantenEntwicklungen ausgehend von einer Basis-Plattform)
Fehlende Bereitschaft zur Zusammenarbeit kann zu langwierigen
Diskussionen bei der Überführung
von HoQ1 zu HoQ2 sowie von
HoQ2 zu HoQ3 führen. Dies kann
kompensiert werden, indem man
HoQ1 als Gesamtteam erstellt und
anschließend HoQ2 in die Verantwortung der Entwicklung und
HoQ3 in die Verantwortung der
Prozessingenieure gibt
Zu große oder unübersichtliche
Matrizen führen zu Fehlinterpretationen (Beschränkung auf das Wesentliche ist zielführend)
Fehlendes Projektmanagement
Ungenügende Kenntnis/Schulung
der Methode oder Unkenntnis der
Hilfsmethoden (Dekomposition,
etc.) zur Überführung der Ergebnisse in die nächste QFD-Ebene
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QFD Quality Function Deployment
rungen, die keinen oder geringen
Nutzen stiften eliminiert werden
Notwendiger Input
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(für HoQ1) Liste aller Kundenanforderungen an das Produkt klassifiziert nach dem KANO-Modell
(für HoQ1) Rangfolge der Anforderungen ermittelt durch paarweisen
Vergleich
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(für HoQ2) Dekomposition der
Produktfunktionen
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(für HoQ2) Gegenüberstellung /
Vergleich von Realisierungskonzepten für Funktionen mittels
PUGH-Matrix
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(für HoQ3) Prozess-FlussDiagramm der Herstellverfahren
für Teile
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(für HoQ3) Wertstromanalyse der
Herstellverfahren
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(für HoQ4) Prozess-FlussDiagramm der Montagefolge und
Montage-Schritte
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(für HoQ4) Wertstromanalyse der
Montagefolge
Vorbereitungen und Voraussetzungen
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Interdisziplinäre Teamzusammensetzung
Überschaubarkeit der Aufgabenstellung
Unterstützung durch das TopManagement
Bei Erstanwendung der Methode in
Pilot-Projekten fachkundige Methoden-Begleitung durch einen erfahrenen Coach
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QFD Quality Function Deployment
Hilfsmittel (Werkzeuge)
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MS-EXCEL Spreadsheet bzw.
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Softwarepaket Quantum-XL
Beteiligte
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Mitarbeiter aus den Bereichen
- Verkauf (Sales)
- Entwicklung (R&D)
- Qualitätswesen (QM)
- Fertigung (IE)
Literatur

K.Lerch: DFSS-Training, Six Sigma und Methodenkompetenz Beratung &
Training 2009
 Yoji Akao: QFD-Quality Function Deployment. Verlag Moderne Industrie,
Landsberg/Lech 1992

Jutta Saatweber: Kundenorientierung durch Quality Function Deployment.
Systematisches Entwickeln von Produkten und Dienstleistungen. 2. überarbeitete Auflage. symposium Verlag, Düsseldorf 2007