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Poka-Yoke-Prinzip für die Werkerführung

Poka-Yoke-Prinzip für die Werkerführung

Überall dort, wo im Produktionsprozess manuell gearbeitet wird, können Fehler entstehen. Etablierte Qualitätsprüfungen helfen hier nicht immer weiter. CSP stellt daher eine Lösung zur Verfügung, um über in den Arbeitsablauf integrierte Poka-Yoke-Maßnahmen die Qualität des Endprodukts abzusichern.

Bild: CSP

Das weltweit akzeptierte Konzept ‚Poka Yoke‘ – der japanische Ausdruck bedeutet ‚unglückliche Fehler vermeiden‘ – kann im Produktionsprozess kostengünstige und effektive Ansätze eröffnen, um Fehler zu vermeiden: Die Zahl der notwendigen Qualitätsprüfungen in der Fertigung lässt sich reduzieren, indem Fehler entweder vollständig verhindert oder sofort nach der Entstehung aufgezeigt werden. Die Qualität des Endprodukts wird so ohne große Zusatzinvestitionen sichergestellt. Der Softwareanbieter CSP GmbH & Co. KG aus Großköllnbach setzt die Prinzipien des Poka Yoke für die Fließbandfertigung sowie für die industrielle Nacharbeit in seiner Software IPM Production Guide (IPM PG) um. Das Unternehmen hatte zuvor in unterschiedlichsten Industrien beobachtet, dass zufällige menschliche Fehler immer wieder die Produktqualität verschlechtern. Statistische Kontrollen und Stichproben waren in diesen Fällen nicht ausreichend, um die geforderte Qualität einzuhalten.

Denn Vergessen, Vertauschen, Fehlinterpretationen von Informationen, fehlende Routine und ähnliche Fehlhandlungen führen in einem Fertigungsprozess immer wieder dazu, dass Produkte nicht der definierten Endqualität entsprechen. Durch einfache Maßnahmen bei der Prozessgestaltung lassen sich hier überraschende Ergebnisse erzielt: Rückmeldungen des produktionsnahen Systems oder auch die ‚Verriegelung‘ bestimmter vorgeschriebener Arbeitsschritte, ohne die ein Folgeprozess nicht gestartet werden kann, sollen dabei verhindern, dass aus dem Irrtum eines Mitarbeiters ein Fehler am Produkt entsteht. Ein Vorteil dabei ist, dass Poka-Yoke-spezifischen Lösungen keine zusätzlichen Arbeitsschritte darstellen, sondern Teil des Ablaufs sind.

Zufallsfehler erkennen und vermeiden

Typische Beispiele für menschliche Fehler in Fertigungsprozessen sind etwa:

Um solche Fehler auszuschließen, lassen sich bereits mit geringen Investitionen einfache präventive Lösungen realisieren: Ein praktisches Beispiel: Werden in der Automobilproduktion bei den Sitzgurten die Befestigungsschrauben falsch angezogen, können sich die Gurte im Falle eines Aufpralls lösen. Dies stellt eine Gefahr für Leib und Leben dar und ist ein Risiko der Klasse A gemäß VDI-Richtlinie 2862. Die Lösung nach dem Poka-Yoke-Konzept in der Software sieht folgendermaßen aus: Die Anzugsvorschriften werden vom System vorgegeben und über den Drehmomentschlüssel überwacht. Erst wenn der Vorgang korrekt ausgeführt wurde, wird der nächste Arbeitsschritt freigegeben.

 

Poka Yoke

Geistiger Vater des Prinzips Poka Yoke ist der Japaner Dr. Shigeo Shingo, der in den 80er-Jahren das Toyota-Production-System mitgestaltet hat. Hier wurde die Vision der Null-Fehler-Produktion erstmals realisiert. ‚Poka‘ bezeichnet im japanischen einen zufälligen Fehler. ‚Yoke‘ ist die Vermeidung oder Verminderung von Fehlern. Die Integration von organisatorischen oder technischen Maßnahmen vor dem eigentlichen Verarbeitungsschritt bewirkt, dass die Produktqualität bereits während des Prozesses erreicht wird und mögliche Mängel nicht erst bei Endabnahme oder gar beim Kunden sichtbar werden.

Die Werkerführung IPM PG führt den Mitarbeiter durch den Montageprozess, um Fehler sowohl durch die Anzeige korrekter und aktueller Arbeitsanweisungen als auch durch die Bestätigung erforderlicher Montageschritte zu vermeiden. Bild: CSP

Visualisierung von Arbeitsabläufen

Dabei ist es entscheidend, dass der Mitarbeiter sich nicht einer ständigen Kontrolle ausgesetzt fühlt. Vielmehr sollte er die Software als Unterstützung erfahren, um qualitativ hochwertig arbeiten zu können. Beispielsweise konnten beim Unternehmen ‚Knorr Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge‘ mit der Werkerführungslösung nach diesem Prinzip die Qualitätssicherung stringenter gestaltet werden: Das Münchner Traditionsunternehmen nutzt die Software für visualisierte Arbeitsanweisungen beim Zusammenbau von Bremssystemen. Damit wird ein einheitlicher Ablauf im Arbeitsprozess gesichert, indem die produktionsnahe Software den Werker dabei unterstützt, Bauteile zusammen zu montieren. An einem Bildschirm wird ihm hierzu eine Abfolge von Bildern gezeigt, welche die Reihenfolge der Tätigkeiten darstellt. Bestimmte Informationen beziehungsweise Arbeitsanweisungen müssen an verschiedenen Stellen im Arbeitsprozess vom Mitarbeiter quittiert werden, bevor der nächste Prozessschritt erfolgen kann. Daneben werden die Mitarbeiter auch bei der Wahl des richtigen Werkzeugs unterstützt: Beispielsweise wird bei den eingesetzten Nuss-Selektoren durch ein blinkendes Lämpchen optisch angezeigt, welches Werkzeug für den anstehenden Arbeitsschritt eingesetzt werden muss. Hier wird dann auch automatisiert erkannt, wenn das richtige Werkzeug entnommen wurde – und erst dann wird der spezifische Schraubfall freigegeben. Unter anderem durch diese IT-gestützte Umsetzung des Poka-Yoke-Konzepts liefert die Endkontrolle am Ende des Produktionsprozesses in Form von Funktionstests zuverlässig sehr gute Ergebnisse.

Den Schulungsaufwand niedrig halten

Die Umsetzung von Poka-Yoke in der Software kann zudem helfen, auch das generelle Schulungsaufkommen bei fertigenden Unternehmen zu senken: Durch das direkte Anzeigen von Arbeitsanweisungen an Montagestation oder Anlage können Mitarbeiter bei vielen Aufgabenstellungen mit geringerem zeitlichem Aufwand in die Produktion neuer Produkte oder Varianten eingearbeitet werden, als ohne eine IT-gestützte Werkerführung. Für die Anwendung entsprechender Systeme ist in der Regel lediglich eine grundsätzliche Anleitung erforderlich, bei der der Umgang mit der Visualisierungssoftware selbst vermittelt wird.

Dokumentation für hohe Ablaufsicherheit

Der Systemanbieter stellt innerhalb der Poka-Yoke-Software zudem eine langfristige Datendokumentation für Arbeitsschritte zur Verfügung. Hiermit lässt sich die ordnungsgemäße Verarbeitung von Bauteilen gegenüber Kunden nachweisen. Dies ist nicht nur im Reklamationsfall wichtig: Teilweise ist eine solche Dokumentation in schriftlicher Form auch bereits Grundlage der vertraglichen Zusammenarbeit zwischen Zulieferer und Hersteller; je nach Branche können auch gesetzliche Regelungen oder Compliance-Vorschriften einen Betrieb zum Vorhalten entsprechender Informationen zwingen. Innerhalb der Software können hierzu beispielsweise Drehmoment, Winkel, Uhrzeit sowie der am jeweiligen Vorgang beteiligte Werker erfasst werden. Somit enthält eine vollständige Dokumentation typischerweise alle Arbeitsschritte sowie die Parameter aus dem Produktionsprozess.