Die 7 Elementaren Qualitätswerkzeuge

Einführung

Die von Shewhart und Deming eingeführte Denkweise wurde von den Japanern in den 50er und 60er Jahren als logische Konsequenz ihrer Fortschritte in der kontinuierlichen Verbesserung weiterentwickelt. Ishikawa, Vorsitzender der "Japanischen Vereinigung von Wissenschaftlern und Ingenieuren", erweiterte die Anwendung dieser Denkansätze durch die Einführung der 7 Werkzeuge zur Qualitätskontrolle.

Ausgangspunkte der Qualitätsverbesserung sind immer Zahlen und Fakten (also objektive Informationen) und nicht etwa Meinungen oder Vermutungen (also subjektive Informationen). Zur Qualitätsverbesserung kann ein Unternehmen heute eine große Anzahl von Qualitätswerkzeugen nutzen. Alle diese Werkzeuge haben dabei gemein, daß sie auf dem Zusammentragen und der Analyse von Daten beruhen.

In der Industrie können viele Dinge gemessen werden, da eine Vielzahl von objektiven Informationen vorhanden ist. Für Dienstleistungsunternehmen ist z.B. die Kundenzufriedenheit von entscheidender Bedeutung. Auch wenn diese bis zu einem gewissen Grad immer auf subjektiven Informationen beruht, so ist sie doch meßbar.

Meinungen und Fakten

Abbildung 1: Beispiele für Meinungen und Fakten

Meinungen werden fälschlicherweise oft als Fakten ausgelegt.

Die 7 Elementaren Qualitätswerkzeuge sind Methoden zur Analyse von Daten. Sie sind gut geeignet um Meinungen von Fakten zu trennen, und diese Fakten zu analysieren. Die Ergebnisse der Analysen können interpretiert und Maßnahmen zur Problembeseitigung eingeleitet werden.

Die 7 Werkzeuge im einzelnen:

• Das Flußdiagramm
• Das Fischgrätendiagramm (Ishikawa)
• Das Paretodiagramm
• Die Fehlersammelliste
• Das Histogramm
• Das Korrelationsdiagramm
• Die Regelkarte

Werkzeug 1

Das Flußdiagramm

Ein Flußdiagramm stellt die Abläufe oder Sequenzen eines (Produktions-)Prozesses dar (siehe Abbildung 2).

Abbildung 2: Das Flußdiagramm

Werkzeug 2

Das Fischgrätendiagramm

Das Fischgrätendiagramm, auch Ursache- und Wirkungsdiagramm oder Ishikawadiagramm genannt, ist eine Methode zur Erforschung und Darstellung aller möglicher Ursachen eines Problems, um die Hauptursachen aufzudecken (siehe Abbildung 3).

Abbildung 3: Fischgrätendiagramm für Kanten Fehler

Die Erstellung eines Fischgrätendiagramms ist ein kreativer Prozeß.

• Geben Sie eine detaillierte Problembeschreibung ab.
• Mit Hilfe von Brainstorming können (ohne Vorbereitung) alle möglichen Problemursachen herausgearbeitet werden.
• Benennen Sie die Hauptursachen oder Gräten. Zur Bezeichnung verwendet man oftmals die Kategorien Mensch (Mitarbeiter), Maschinen (Equipment), Material, Methode, Mitwelt (Umfeld).
• Zeichnen Sie das Fischgrätendiagramm in seiner Grundform.
• Ordnen Sie nun sämtliche möglichen Ursachen des Brainstormings oder Ergebnisse aus Datensammlungen, den verschiedenen Hauptgräten zu. Fügen Sie auch tiefergehende Ursachen an die Hauptursachen an, indem Sie jedesmal die Frage stellen: "Warum ist dies die Ursache von ...?"

Anmerkung: Einige Ursachen können auch zu mehreren Kategorien passen.

• Bewerten Sie die möglichen Ursachen nach Wichtigkeit oder bestimmen Sie mit Hilfe von gesammelten Daten die relative Häufigkeit der verschiedenen möglichen Ursachen.
• Filtern Sie die wahrscheinlichsten Ursachen heraus und führen Sie ein Experiment bezüglich Gültigkeit der Annahmen durch. Ist die wirkliche Ursache gefunden läßt sich das Problem mühelos reproduzieren (das vorliegende Problem läßt sich jeweils "an- oder abschalten").
• Planen Sie Maßnahmen zur Beseitigung des Problems.

Werkzeug 3

Das Paretodiagramm

Ein Paretodiagramm oder auch Prioritätendiagramm konzentriert sich auf die Häufigkeit von Problemen, in Verbindung mit dem potentiell größten Verbesserungsbeitrag. Es priorisiert die Ursachen, die wegen ihrer Häufigkeit zuerst gelöst werden sollten.

Abbildung 4: Das Paretodiagramm

Zur Erstellung eines Paretodiagramm (Abbildung 4) sollten Sie folgende Stufen durchlaufen:

• Definieren Sie das Problemgebiet über das Sie genaueres in Erfahrung bringen möchten.
• Listen Sie die verschiedenen Ursachen oder Probleme auf und ordnen oder numerieren Sie diese.
• Wählen Sie eine Kategorie und die aussagestärkste Meßeinheit auf der sich der Vergleich aufbauen soll (Zahlen, Häufigkeit, Kosten...).

Falls notwendig können verschiedene Kategorien in getrennten Paretodiagrammen betrachtet und verglichen werden.

• Benennen Sie den Zeitraum in dem die Informationen gesammelt werden müssen.
• Sammeln Sie Daten für jede Problemkategorie.
• Ordnen Sie die Ergebnisse die einer Kategorie entsprechen nach Größe.
• Tragen Sie die Kategorien auf der X-Achse ein und die Maßeinheit auf der Y-Achse.
• Ziehen Sie eine kumulierte Prozentlinie von Balken zu Balken, indem Sie bei der höchsten Problemkategorie beginnen.
• Interpretieren Sie die Ergebnisse und ziehen entsprechende Schlußfolgerungen daraus.

Werkzeug 4

Die Fehlersammelliste

Eine Fehlersammelliste wird verwendet, um Beobachtungen und "historische" Rohdaten aufzuzeichnen und zu sammeln (siehe Abbildung 5). Sie hilft Ihnen Muster oder Trends aufzuzeigen.

Um eine Fehlersammelliste zu erstellen, sollten Sie folgende Stufen durchlaufen:

• Definieren Sie das Problemgebiet, über das Sie genaueres in Erfahrung bringen möchten.
• Definieren Sie die Ereignisse die untersucht werden sollen.
• Erstellen Sie ein Fehlersammellistenblatt, das vollständig, einfach verständlich und leicht verwendbar ist (Abbildung 5).

Abbildung 5: Die Fehlersammelliste zeigt, welche Fehler aufgetreten sind, wie oft an verschiedenen Tagen und die Gesamtzahl. Dies gibt die Möglichkeit Trendcharts und Paretodiagramme aller Fehler zu erstellen.

Eine weitere Form der Fehlersammelliste ist die geographische Fehlersammelliste, hierauf können Sie den Ort des Geschehens konkret eintragen. Geographische Fehlersammellisten sind Karten oder Bilder auf welchen die Häufigkeit eines Ereignisses am Ort des "Geschehens" markiert ist. Ein Beispiel wird in Abbildung 6 dargestellt. Es zeigt eine Fehlersammelliste, an der die Bereiche von Farbfehlern an einer Autokarroserie gekennzeichnet werden.

Abbildung 6: Beispiel einer geographischen Fehlersammelliste für Farbfehler an der Autokarroserie

Werkzeug 5

Das Histogramm

Das Histogramm ist ein Balkendiagramm, das die Verteilung von Variablen zeigt. Ein Beispiel zur Illustration wäre die Gewichtsverteilung einer Gruppe von Leuten. Eine Person wäre immer die Schwerste und eine die Leichteste, und eine gewisse Anzahl von Personen würde sich im Bereich des Durchschnittsgewichts bewegen. Wenn die Verteilung zu beiden Seiten des Durchschnitts gleichmäßig ist, spricht man von einer Normalverteilung. Es ist viel einfacher ein Histogramm zu interpretieren, als eine Reihe von ungeordneten Zahlen. Dieses Werkzeug hilft Ihnen dabei die Problemursache eines Prozesses herauszufinden, indem Sie sowohl sowohl die Art, als auch durch die Breite der Verteilung (Streuung) untersuchen (Abbildung 7).

Abbildung 7: Das Histogramm

Wie wird ein Histogramm erstellt?

Bei der Erstellung eines Histogrammes gibt es verschiedene Stufen, die zu berücksichtigen sind.

1. Entscheiden Sie sich für die zu messenden Daten (in dem gewählten Beispiel handelt es sich um das Gewicht der Leute).
2. Tragen Sie die notwendigen Daten zusammen, etwa 50 bis 100 Daten (Abbildung 8 zeigt das Gewicht von 80 Personen).
3. Erstellen Sie eine Häufigkeitstabelle (Abbildung 9).    
4. Erstellen Sie ein Histogramm das auf der Häufigkeitstabelle basiert (Abbildung 7).
5. Interpretieren Sie das Histogramm.

Beispiel für die Erstellung eines Histogramms für die Gewichtsverteilung einer Gruppe:

1. Erstellen Sie aus den gesammelten Daten eine Tabelle (Abbildung 8).

2. Markieren Sie den höchsten und den niedrigsten Wert in dieser Tabelle (54,6 und 102,7 in Abbildung 8).

3. Berechnen Sie die Spanne R (englisch Range) als die Differenz des niedrigsten und des höchsten Wertes:

5. Bestimmen Sie die Klassenbreite, H

Runden Sie die berechnete Zahl auf den nächstliegenden Wert, der dieselben Dezimalzahlen enthält wie das Beispiel der Rohdaten.

6. Legen Sie die Klassengrenzen fest. Verwenden Sie den kleinsten gemessenen Einzelwert aus den Beispielen als den niedrigsten Endpunkt der ersten Klasse (54,6). Addieren Sie den Wert H (5,4) zu genau diesem Punkt (= 60). Dies ist der niedrigste Endpunkt der zweiten Klasse.Um den höchsten Wert der ersten Klasse zu erhalten subtrahieren Sie 0,01 von dem Ergebnis (60 - 0,01 = 59,9). Dies ist notwendig um jedem Wert eine Klasse zuzuordnen. Fahren Sie so fort, bis alle Klassenintervalle berechnet sind.

7. Erstellen Sie eine Häufigkeitstabelle und ordnen Sie die Daten der entsprechenden Intervallklasse zu.

Abbildung 9: Beispiel einer Häufigkeitstabelle

8. Zeichnen Sie ein Histogramm (siehe Abbildung 7) auf Basis der Häufigkeitstabelle.

9. Interpretieren Sie das Histogramm. Wenn Sie dies tun, sollten Sie die folgenden Punkte beachten:

• Welche Art von Verteilung ist dargestellt?

• Wo ist der Durchschnittswert der Verteilung? Ist der Durchschnittswert dem Ziel entsprechend oder gibt es Abweichungen?

• Wie ist die Streuung verglichen mit dem Ziel?

Werkzeug 6

Korrelationsdiagramm

Ein Korrelationsdiagramm zeigt graphisch eine mögliche Beziehung der sich verändernden Ergebnisse zwischen zwei unterschiedlichen Variablen auf (Abbildung 10).

Abbildung 10: Das Korrelationsdiagramm

Ein Korrelationsdiagramm wird wie folgt erstellt:

1. Sammeln Sie 40 bis 100 Paarbeispiele von möglichen zusammenhängenden Daten.

2. Ziehen Sie die X- und Y-Achse des Diagramms. Die X-Achse (horizontal) bezieht sich auf die unabhängige Variable (Ursache) und die Y-Achse (vertikal) bezieht sich auf die abhängige Variable (Auswirkung).

3. Setzen Sie nun einen Punkt oder ein Kreuz für jedes Beispielpaar an jeden Schnittpunkt des X- oder Y- Wertes.

4. Für nicht lineare Beziehungen wandeln Sie die Zahlen z.B. Y = X²

5. Bewerten Sie die Daten und leiten Sie gegebenenfalls Verbesserungsmaßnahmen ein.

Betrachten Sie nur die Stärke der Beziehungen zwischen den beiden Variablen.

Werkzeug 7

Regelkarte

Eine Regelkarte zeigt graphisch Informationen über Trends und Muster aus Datenbeobachtungen über einen bestimmten Zeitraum hinweg an. Ein SPC-Kontrolldiagramm ist ein Spezialfall einer Regelkarte.

Abbildung 11: Ein Beispiel einer Regelkarte

Eine Regelkarte wird anhand regelmäßig entnommener Proben über einen bestimmten Zeitraum erstellt.

1. Legen Sie den zu untersuchenden Prozeß fest.

2. Tragen Sie Daten zusammen. Sammeln Sie mindestens 20 - 25 Datenpunkte, um bedeutsame Trends oder Muster aufzudecken.

3. Erstellen Sie eine Graphik mit einer X- und einer Y-Achse. Auf der X-Achse (horizontal) tragen Sie die Zeit oder die Sequenz ein. Auf der Y-Achse (vertikal) wird die Skala in Bezug zur gemessenen Variabel eingetragen. Die Y-Achse entspricht 1½ mal der Spanne der gesammelten Daten.

4. Verbinden Sie die Daten durch eine Linie. Berechnen Sie den Durchschnitt (Mittelwert) und zeichnen sie diesen als (horizontale) Linie in die Regelkarte.

5. Bewerten Sie die Regelkarte. Beachten Sie, daß nicht jede Abweichung von Bedeutung ist.