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Fehlervermeidung durch digitale Werkerführungen

Drei Fliegen mit einer Klappe

Produktionsfehler gehen häufig auf Informationsdefizite, ergonomische Schwachstellen sowie mangelnde Kontrollmechanismen zurück. Digitale Werkerführungen der neuesten Generation können alle drei Fehlerursachen wirksam marginalisieren.

Bild: Elabo GmbH

Bild: Elabo GmbH

Fehlervermeidungsstrategien sind ein wichtiger Teil des Qualitätsmanagements. Gerade Fertigungsbetriebe haben ein hohes Interesse daran, die Fehlerquote so gering wie möglich zu halten und so die Ausschusskosten zu minimieren. Dieses Ziel ist jedoch um so schwerer zu erreichen, je mehr die Fertigung manuell geprägt und damit unmittelbar von menschlicher Arbeitsleistung abhängig ist. Da Menschen stets mehr Fehler machen als Maschinen, ist die Fehlerquote unvermeidlich dort am höchsten, wo handwerkliche Arbeitsschritte dominieren. Verbesserungsmöglichkeiten gibt es gleichwohl auch dann. So weiß man unter anderem, dass ein aufgabengerecht gestaltetes Arbeitsumfeld die Fehlerhäufigkeit deutlich reduziert. Auch an welchen Punkten dabei angesetzt werden sollte, ist seit langem bekannt.

Häufige Fehler

Schon vor rund zwanzig Jahren erforschten beispielsweise die Universität Kassel und der (inzwischen aufgelöste) Bahntechnikhersteller Adtranz die klassischen Fehler manueller Endmontagen. Als häufigster Fehlertyp wurden dabei am Ende Positionierungsfehler identifiziert, gefolgt von Auslassungsfehlern. Erstere ließen sich vornehmlich auf mangelnde Kontrollmechanismen, letztere auf Informationsdefizite sowie ergonomische Schwachstellen – insbesondere eine schlechte Arbeitsplatzbeleuchtung – zurückführen. Dieser Befund hat von seiner Aktualität nichts verloren: Bis heute zeigt sich immer wieder, dass genau diese Fehlertypen und Fehlerursachen für hohe Ausschussquoten manueller Produktion verantwortlich sind.

Einsatz von Werkerführungen

Doch welche Gegenmaßnahmen sollen Fertigungsbetriebe ergreifen? – Als effektives Mittel zur Optimierung von Informationsfluss, Arbeitsergonomie und Prozesskontrolle hat sich der Einsatz digitaler Werkerführungen erwiesen. Diese Werkerführungen bieten heute weitaus mehr als nur die altbekannte Arbeitsanleitung, die Schritt für Schritt in Wort und Bild durch alle Fertigungsabläufe führt. Die Lösungen der neuesten Generation sind so weit ausgereift, dass sie auch die Arbeitsplatzeinstellungen an die einzelnen Fertigungsschritte anpassen und Sicherheitsversäumnisse oder das Auslassen vorgesehener Vorgänge durch Blockade nachfolgender Arbeitsschritte sanktionieren. Werkerführungen dieses Zuschnitts werden meist mittels einer Datenmanagementsoftware erstellt, die speziell für die Unterstützung manueller Produktionsprozesse konzipiert ist. Solche Softwarelösungen ermöglichen es, detailreiche Werkerführungen mit mehrsprachigen textlichen Anleitungen, Stand- und Bewegtbild sowie allen Konstruktions- und Prüfplänen umzusetzen und dabei zugleich die komplette Arbeitsplatzkonfiguration zu integrieren. Die von der Euromicron-Tochter Elabo entwickelte Software EIM (Elabo Informationsmanagement) beispielsweise ist hierzu mit einer SQL-Datenbank verknüpft, in welche der Anwender zunächst alle prozessrelevanten Datensätze einpflegt – von Text- und Bilddaten bis hin zu Steuerungsdateien für Beleuchtungs- und Tischeinstellung. Aus diesem Datenpool werden dann bei Ausgestaltung der Werkerführung alle erforderlichen Daten extrahiert und in die Anleitung eingefügt. Die Erstellung derartiger Werkerführungen ist trotz des umfangreichen Leistungsspektrums vergleichsweise einfach. Die EIM-Software etwa bietet dem Anwender hierfür tabellarische Eingabemasken, die einem Excel-Sheet ähneln. Dort lassen sich in den einzelnen Spalten die gewünschten textlichen Erläuterungen festhalten, Montage- und Prüfpläne, Bilder und Videos einbinden sowie individuelle Zugriffsrechte definieren. Wurden Prüfparameter in die Datenbank eingepflegt und sind die entsprechenden Prüfgeräte in die Software integriert, kann für alle erforderlichen Testläufe eine automatische Parametrisierung der Prüfgeräte initiiert werden. Auch die Sanktionen, die beim Auslassen eines Fertigungsschrittes wirksam werden sollen – zum Beispiel die Unterbrechung der Stromzufuhr eines Arbeitsgerätes oder das Blockieren der nächsten Folie der Werkerführung – lassen sich über die Eingabemaske der Software bestimmen. Dasselbe gilt für Sanktionen bei sicherheitsrelevanten Versäumnissen wie fehlender Authentifizierung am Arbeitsplatz oder der Umgehung einer ESD-Schleuse (in solchen Fällen kann die Inbetriebnahme eines ganzen Arbeitsplatzsystems verhindert werden). Abschließend können via Eingabemaske sowohl allgemeine als auch individuelle Vorgaben zur Arbeitsplatzkonfiguration integriert werden: Arbeitet ein Mitarbeiter am Leitfaden einer Werkerführung, werden bei jedem Teilvorgang zum einen die standardisierten Erfordernisse bei Beleuchtung oder Tischhöhe berücksichtigt. Zum anderen kommen aber auch individuelle Wünsche und altersspezifische Aspekte zum Tragen, etwa bei der Wahl der Lichtfarbe.

Hat sich der Mitarbeiter am Arbeitsplatz authentifiziert, kann er eine individuell auf ihn zugeschnittene Werkerführung aufrufen. (Bild: Elabo GmbH)

Hat sich der Mitarbeiter am Arbeitsplatz authentifiziert, kann er eine individuell auf ihn zugeschnittene Werkerführung aufrufen. (Bild: Elabo GmbH)

Effektiv Fehler bekämpfen

Die fertig erstellte Werkerführung besteht dann aus mehreren Folien, die nach und nach am Arbeitsplatz-PC aufgerufen werden können und für jeden Arbeitsschritt die notwendigen Informationen übermitteln. Parallel dazu werden die passenden Arbeitsplatzeinstellungen realisiert. Die Ausführung eines Fertigungsschritts kann der Mitarbeiter durch Setzen eines Häkchens protokollieren, Testläufe und deren Ergebnisse werden automatisch festgehalten. Die entsprechenden Protokollsätze werden in der Datenbank gespeichert und stehen dort beispielsweise für Stichproben im Rahmen von Audits zur DIN EN ISO 9001-Zertifizierung zur Verfügung. Wird ein Arbeitsschritt nicht protokolliert oder ein vorgeschriebener Testlauf nicht durchgeführt, greifen die programmierten Blockademechanismen – ebenso, wenn Schutzvorschriften missachtet werden oder Unbefugte versuchen an sensible Informationen zu gelangen. Für jeden Schritt wird so letzten Endes ein hohes Maß an Informationsdichte, Prozesskontrolle und ergonomischer Anpassung des Arbeitsplatzes realisiert. Durch den Einsatz digitaler Werkerführungen können somit genau jene drei Schwachstellen bekämpft werden, die als Hauptursachen erhöhter Produktionsfehlerquoten bekannt sind. Wo solche Arbeitsanleitungen genutzt werden, sind die positiven Effekte denn auch schnell zu spüren. Zwar lassen sich Informations- und Kontrollmängel sowie ergonomische Defizite auch mit ihrer Hilfe nicht restlos beseitigen. Sie werden aber allemal so weit reduziert, dass Fehlerquoten und mit diesen die Ausschusskosten sichtbar sinken. Hinzu kommt ein weiterer Pluspunkt: Gerade Werkerführungen, die mit Hilfe von Software-Lösungen wie EIM erstellt werden, lassen sich so effektiv und differenziert gestalten, dass selbst fachfremdes Personal sehr schnell an die eigenständige Realisierung komplexer Fertigungsschritte herangeführt werden kann. Angesichts des Fachkräftemangels, der immer mehr Betriebe dazu zwingt, Quereinsteiger einzustellen und prozessbegleitend nachzuqualifizieren, ist dieser Vorteil nicht zu unterschätzen.


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