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Wie eine verbesserte Problemlösung die Qualität in der komplexen Fertigung unterstützt

 

COMAU, ein Unternehmen der Fiat Chrysler Automobiles (FCA)-Gruppe, entwickelt für seine Kunden weltweit Produkte - einschließlich Roboter -, Systeme und Lösungen im Bereich der industriellen Automatisierung.

Ein Gerät, das COMAU herstellt, ist der Karosserierahmen. Es handelt sich um ein großes und wichtiges Bauteil in der Karosseriemontage. Er hält und richtet die linke und rechte Hälfte der Karosserie am Unterboden aus, damit sie präzise zusammengeschweißt werden können. Betriebsqualität und Zuverlässigkeit sind sowohl für COMAU als auch für seine Kunden von größter Bedeutung.

Im Jahr 2016 und Anfang 2017 bereitete COMAU einen Karosserierahmen vor, um einen Kundenauftrag zu erfüllen. Während der Prototypentests wurde festgestellt, dass sich ein kleines, aber wichtiges Teil, der Verschluss der Y-Achse, nicht vollständig öffnete. Da sich der Karosserierahmen mit äußerster Präzision in der X-, Y- und Z-Achse in den Montageprozess bewegen muss, beeinträchtigte der Ausfall der Y-Achse die gesamte Betriebseffektivität und -effizienz der Anlage, indem er einen kompletten Stationsstopp verursachte.

Dies führte zu einer durchschnittlichen MTBF (Mean Time Between Failures) von 50.000 Zyklen während der Prototypentests im ersten Quartal 2017 (siehe Diagramm unten), aber die Standard-MTBF für die Y-Achse beträgt nach Angaben des Lieferanten 500.000 Zyklen.

Die Auswirkungen der Qualität auf materielle und immaterielle Kosten

Für den CFO ist das Erreichen und Liefern höchster Qualität eine Frage der Kosten für die Herstellung und Reparatur der Produkte des Unternehmens. Für den Qualitätsmanager ist Qualität eine Frage der Optimierung oder Verbesserung der Kundenbeziehungen. Wenn die Ursache des Y-Achsen-Problems nicht rechtzeitig ermittelt und behoben worden wäre, hätte dies in vielerlei Hinsicht Auswirkungen auf die materiellen und immateriellen Kosten gehabt.

In praktisch allen Produktionsumgebungen geht der Einfluss der Qualität weit über ROI-Berechnungen hinaus. Die immaterielle Verbindung zur Qualität besteht auch darin, dass die Branche sowie aktuelle und potenzielle Kunden die Produkte, Anlagen und Maschinen, die sie in ihren Produktionsprozessen verwenden, als zuverlässig und das Unternehmen, das sie herstellt, als zuverlässigen Lieferanten wahrnehmen.

Die greifbaren Kosten könnten durch die potenzielle Verzögerung bei der Planung der Industrialisierung des Kunden und die potenziellen Strafen für die Verzögerung dargestellt werden. Der zweite Punkt ist direkt mit der MTBF verbunden. OEMs haben ein spezielles Verfahren zur Berechnung des Verlusts, der durch einen Ausfall der Linie entsteht.

Die immateriellen Kosten waren jedoch viel höher. Diese Ausrüstung ist potenziell für alle neuen Projekte des nächsten Kunden geeignet. Die Unzufriedenheit des Kunden, gefolgt von einer Änderung seiner Ausrüstungsstrategie, hätte sich also kurzfristig auf die Kosten und den ROI von COMAU ausgewirkt; bedeutender sind jedoch die Auswirkungen auf künftige Verkäufe.

Der Framer von COMAU ist für die gesamte Lebensdauer der Kundenprodukte ausgelegt. Bei guter Wartung kann die Lebensdauer auf mehr als 20 Jahre verlängert werden, wie es bei der vorherigen Version des COMAU-Framer-Produkts der Fall war. In diesem Zeitraum könnten mehrere neue Kundenprodukte auf den Markt gebracht und die Produkte des Kunden auf andere Anlagen übertragen werden. Eine unzureichende Zuverlässigkeit des neuen COMAU-Rahmens könnte den Ruf des Unternehmens auf dem Rohbaumarkt beeinträchtigen, auf dem COMAU weltweit führend ist.

Zu den immateriellen Kosten gehören mehr als nur langfristige Einnahmen. Selbst einige der größten globalen Fertigungsindustrien, wie die Automobilindustrie, sind kleine Gemeinschaften. Ein Qualitätsproblem dieses Ausmaßes kann sich daher auf die gesamte Branche auswirken und zu einem Verlust an Ansehen, Zuverlässigkeit und Verlässlichkeit führen - und zu nicht realisierten zukünftigen Unternehmenseinnahmen und Wachstum.

Behandlung des Qualitätsproblems mit der Problemlösungs- und Entscheidungsfindungsmethodik (PSDM) von Kepner-Tregoe

Die COMAU-Ingenieure gingen an die Herausforderung der Qualität des Karosserierahmens heran, indem sie sich vorstellten, was die Grundursache sein könnte, und dann verschiedene Hypothesen formulierten, um eine Lösung zu finden. Als die Lieferfrist für den Kunden 100 Tage erreichte und noch keine Ursache oder Lösung gefunden worden war, wandten sich die Ingenieure an Luca Baciarello, den Reactive Manager und Ausbilder der FCA-Region EMEA, der auch der Leiter des Kepner-Tregoe-Programms (KT) des Unternehmens war.

Wie er aus seiner KT PSDM-Ausbildung und -Erfahrung gelernt hatte, ging Herr Baciarello die Qualitätsherausforderung ähnlich wie ein Detektiv an. Anstatt sich vorzustellen, wie das "Verbrechen" begangen wurde, konzentrierte er sich darauf, Fragen zu stellen, nach Hinweisen zu suchen, Fakten zu sammeln und die gegensätzlichen Elemente des "Falls" zu untersuchen.

"Die beste Lehre aus dem PSDM von KT ist, dass man Lösungshypothesen erst dann in Betracht zieht, wenn man den Prozess methodisch anwendet", so Baciarello.

Herr Baciarello bat um 30 Tage, um die Ursache des Qualitätsproblems mit dem Karosserierahmen zu untersuchen und zu bestimmen. Durch die enge Zusammenarbeit mit dem Lieferanten der Y-Achse und die Anwendung der KT-Methodik, insbesondere der Unterscheidungslogik, und die Erstellung einer KT-Problemspezifikation unter Verwendung von Ist-, Ist-Nicht-Paaren und der Anwendung von KT-Unterscheidungen und -Änderungen wurde die Grundursache ermittelt und eine Lösung implementiert.

Nach den Anpassungen am aufbauseitigen Rahmen erhöhte sich die MTBF während der anschließenden fünfmonatigen Prototypentests ohne Unterbrechung um das Zehnfache. Darüber hinaus hat der Lieferant der Y-Achse eine neue Version seines früheren Standard-Y-Achsen-Teils entworfen und mit der Produktion begonnen.

Aufgrund von Herrn Baciarellos erfolgreicher Anwendung von KT PSDM erkannte die COMAU-Führung das Potenzial und initiierte KT-Schulungen für verschiedene Mitarbeitergruppen mit dem Ziel, eine Strategie für eine effiziente Problemanalyse im gesamten Unternehmen zu entwickeln.

  • 22 Auszubildende im Jahr 2017 in den Kursen des FCA-Reaktivprogramms
  • 30 Auszubildende im Jahr 2018 und kontinuierlicher Ausbau in den Folgejahren
  • Die COMAU-NAFTA-Region ist ebenfalls an dieser Schulung beteiligt.
Über COMAU

Mit mehr als 40 Jahren Erfahrung in der industriellen Automation ist COMAU ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich der industriellen Automation. Seine Kompetenzen reichen von der Verbindung, Montage und Bearbeitung bis hin zu kompletten, robotergestützten Fertigungssystemen und Asset-Management-Dienstleistungen, die die Anwendung fortschrittlicher Technologien umfassen, die für die Überwachung und Steuerung in Echtzeit vollständig vernetzt sind. COMAU verfügt über 35 Niederlassungen, 5 Innovationszentren und 15 Produktionsstätten in 17 Ländern weltweit.