Erklärung

Hiermit versichere ich, die vorliegende Diplomarbeit selbständig, ohne fremde Hilfe verfaßt und keine anderen als die angegebenen Quellen und Hilfsmittel verwendet zu haben.

Kassel, den 22.09.1998

Lutz Stehling

I

Inhalt

1  Einleitung  1

2  Das BMBF-Projekt Fehlerklassifikation  3

2.1  Verbundprojekt  3

2.2  Ziele des Projekts  3

2.3  Das bereits Erarbeitete  4

2.4  Zielsetzung der Arbeit  4

3  Die Firma iwis-ketten  5

3.1  Organisationsstruktur  5

4  Der Untersuchungsbereich  6

4.1  Vom Rohmaterial zum Fertigprodukt  6

4.2  Die Montagestraße G 67/G 68-3  7

4.3  Die bisherigen Ergebnisse und wie sie erreicht wurden  8

5  Menschliche Arbeitsfehler und deren Auswirkungen auf das  

Produktionsergebnis   10

5.1  Menschlicher Arbeitsfehler - Begriffsdefinition  11

5.2  Klassifikation menschlicher Arbeitsfehler  12

5.3  Produktfehler bei iwis und deren Kosten  15

5.3.1  Systematische Erfassung der Produktfehler  16

5.3.2  Modifikation des vorhandenen Erfassungsformulars  17

5.3.3  Die Gesamtfehlerentwicklung im Bereich G 67/G 68-3  18

5.3.4  Bewertung der augenblicklichen Situation  19

6  Analyse der Fehlerursachen  20

6.1  Erfassungstechniken zur Ursachenanalyse  20

6.1.1  Ermittlung der Fehlerschwerpunkte nach der ABC-Analyse  20

6.1.2  Fehlervernetzung  23

6.1.3  Zuordnen der Produktfehler nach Entstehungsorten  26

6.1.4  Fehlerbaumanalyse (Fault Tree Analysis)  28

6.1.5  Handlungsanalyse - Erstellen von (Fehl-)Handlungsbäumen und  

Selektion  der bedeutendsten Fehlerursachen  32

6.1.6  Human-FMEA (Human Failure Mode and Effects Analysis)  35

II

6.2 Fehlzeitenanalyse 37

7 Arbeitswissenschaftlicher Maßnahmenkatalog 42 7.1 Personelle Maßnahmen 43

7.2 Ergonomisch- arbeitsgestalterische Maßnahmen 47

7.3 Organisatorische Maßnahmen 54

7.4 Technische Maßnahmen 57

7.5 Anwendung der Maßnahmen auf die Produktfehler 61

8. Aufwand und Nutzen der Maßnahmen 87

9. Ausblick 91

10. Anhang 93

11. Literatur 146

III

Abbildungsverzeichnis   

Abb.  1: Organisationsstruktur der Firma iwis  

Abb.  2: Ablaufdiagramm der Steuerkettenfertigung  

Abb.  3: Montageablauf  

Abb.  4: Arbeitsprozeßstruktur  

Abb.  5: Multi-Aspekt-Taxonomie menschlichen Fehlverhaltens nach  

Rassmussen  , 1987  

Abb.  6: Qualitätskosten pro Jahr in der Montage 1  

Abb.  7: Gegenüberstellung der alten und der neuen Erfassung im  

Proze  ß „Nietung“  

Abb.  8: Die Gesamtfehlerentwicklung im Pilotbereich  

Abb.  9: Rangliste der Fehlermerkmale nach der ABC-Analyse  

Abb.  10: Summenkurve der ABC-Analyse mit Bereichen  

Abb.  11: Vernetzungsmatrix der Produktfehler bei iwis-ketten  

Abb.  12: Matrix-Daten-Analyse der Produktfehler, ermittelt nach ihrer Häufigkeit  

Abb.  13: Matrix-Daten-Analyse der Produktfehler, ermittelt nach ihrem  

Gewichtungsfaktor   

Abb.  14: Tabelle der 17 Fehler, die eindeutig der Montagestraße  

zuzuordnen  sind  

Abb.  15: Tabelle der 5 Fehler, die eindeutig anderen Bereichen  

zuzuordnen  sind  

Abb.  16: Tabelle der 21 restlichen Fehler, die der WOB, der TF und der  

Montage  zugeordnet werden können  

Abb.  17: Fehlerbaum für „Kette steif“ in der Innengliedmontage  

Abb.  18: (Fehl-)Handlungsbaum für „Kette steif - Innengliedmontage“  

Abb.  19: Ausschnitt aus dem iwis-FMEA-Erfassungsblatt zur RPZ-Bewertung  

der  Fehlerursachen  

Abb.  20: Eines der 4 Erfassungsblätter zur Handlungsanalyse für das Top  

„Kette  steif“  

Abb.  21: H-FMEA für „Kette steif - Innengliedmontage“  

Abb.  22: Entwicklung der Fehltage in der G 67/G 68-3 in Halbjahresschritten  

Abb.  23: iwis-Unfallstatistik der Montage 1 mit eingeleiteten  

Verhütungsmaßnahmen   

Abb.  24: Arbeitsplatz in der Kettenendkontrolle (G 67/G 68-3) mit neuer Lampe  

Abb.  25: Innengliedmaschine mit farblich gekennzeichneten Abdeckungen  

  (G 67/G 68-3)  

IV

Abb. 26: steifes Kettenglied im Prozeß Innengliedmontage oder Kettenmontage 61

Abb. 27: Kette mit Markierung für „Kette zu kurz“ 72

Abb. 28: Kette mit Markierung für „Kette zu lang“ 72 Abb. 29: fehlende Rolle 75

Abb. 30: ungenietetes Kettenglied 79

Abb. 31: Die Abbildung zeigt unterschiedliche Innenlaschen anhand verschiedener Innengliedtypen 81

Abb. 32: Mögliche Verteilung von Aufwand und Nutzen von Verbesserungs-maßnahmen 88

1

1. Einleitung

Daß Qualität die Basis für Konkurrenzfähigkeit ist, haben die Unternehmen spätestens seit den Erfolgen der Japaner auf dem Sektor des Qualitätsmanagements begriffen.

Die Notwendigkeit, auf diesem Gebiet zu investieren, wurde erkannt und selbst vom Gesetzgeber durch verschärfte Produkthaftungsgesetze vorgeschrieben. Eine internationale Normung (DIN ISO EN 9000 und darauf aufbauende Normen) setzte die Industrie noch zusätzlich unter Druck und löste eine wahre Flut von Qualitätspreisen und Zertifizierungen aus, die an Unternehmen vergeben werden, deren Produkte oder Dienstleistungen gewissen Qualitätsvorschriften entsprechen. Der Weg zur vollständigen Implementierung von Qualitätsmanagementkonzepten in Betrieben ist grundsätzlich mit großem Aufwand verbunden, sowohl arbeitstechnisch als auch finanziell gesehen.

Es reicht nicht aus, durch Aussortieren, Nacharbeit und penible Endkontrollen den vom Kunden verlangten Qualitätsstandard zu erfüllen, wenn diese Maßnahmen ein Drittel der Gesamtaktivitäten im Betrieb einnehmen (Juran 1993). Vielmehr sollten ganzheitliche, sich auf arbeitswissenschaftliche Erkenntnisse stützende Konzepte eingeführt werden, die präventiv Qualitätsmängel beheben und nicht nur die Symptome bekämpfen.

Nur zögerlich sind die Unternehmen bereit, die Arbeitswissenschaft als einen Weg zur Lösungsfindung zu akzeptieren, da ein unmittelbarer Erfolg, wie er sich bei technischen Neuerungen einstellt, selten zu verzeichnen ist. Die Stärken sind hier eher langfristig angesiedelt und setzen somit Sorgfalt und Geduld voraus. Die Richtigkeit dieses Ansatzes wird durch die Verankerung der arbeitswissenschaftlichen Erkenntnisse in Gesetzen, Verordnungen und technischen Regelwerken bestätigt. So findet man z.B. im Arbeitssicherheitsgesetz von 1973, in der Arbeitsstättenverordnung von 1975, in der Gefahrstoffverordnung von 1986, dem Betriebsverfassungsgesetz von 1972 und den Unfallverhütungsvorschriften der gesetzlichen Unfallversicherungen konkrete arbeitswissenschaftliche Bezüge. In ihnen sind verbindliche Richtlinien über Lärmschutz, Klima und Beleuchtung sowie Maße zur ergonomisch richtigen Gestaltung von Arbeitsplätzen vorgegeben, die ein belastungsarmes Arbeiten gewährleisten sollen.

2

Die Arbeitswissenschaft umfaßt aber noch weitere Bereiche, die über die menschengerechte Arbeitsgestaltung hinausgehen. Sie stellt die Verbindung zwischen innerbetrieblichen Schwachstellen (technischer, organisatorischer und ergonomischer Natur), den daraus resultierenden menschlichen Fehlhandlungen und den Produktfehlern her. Menschliche Arbeitsfehler und Produktfehler können also nicht getrennt voneinander betrachtet werden, sie korrelieren. Folglich lassen sich durch arbeitswissenschaftliche Maßnahmen Schwachstellen abbauen, menschliche Fehlhandlungen reduzieren und somit Produktfehler minimieren.

Auf dieser Annahme beruht das Forschungsprojekt, zu dem die vorliegende Diplomarbeit einen Beitrag leistet.

3

2. Das BMBF-Projekt Fehlerklassifikation

2.1 Verbundprojekt

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) initiierte Forschungsvorhaben „Methodenentwicklung zur Fehlerklassifizierung im

Arbeitsschutzbereich und daraus abzuleitender Gestaltungsleitfäden zum Aufbau EDV-gestützter Betriebsführunsinstrumente - Leitvorhaben“ umfaßt erneut die bereits in den 70er Jahren formulierten Ziele des HdA-Programms, die Humanisierung der Arbeit und die Wirtschaftlichkeit in eine Wechselbeziehung zueinander zu bringen.

Die Aufbereitung arbeitswissenschaftlicher Erkenntnisse und daraus abzuleitende Präventionsmethoden zur Fehlerreduzierung bzw. -vermeidung stehen bei dem Projekt im Vordergrund.

Ausgehend von theoretischen Grundlagen wird die Situation in der betrieblichen Praxis analysiert, dokumentiert und anschließend bewertet, wobei der Informationsaustausch zwischen den Projektpartnern eine große Rolle spielt. Die wissenschaftliche Betreuung in diesem Vorhaben übernimmt das Institut für Arbeitswissenschaft der Universität Kassel. Die beiden betreuten Unternehmen sind: iwis-ketten in München und Friedola in Frieda.

2.2 Ziel des Projekts

Das eigentliche Ziel des Projekts wird bereits durch seinen Titel umfassend beschrieben. Es bleibt noch zu erwähnen, daß die Ergebnisse aus der betrieblichen Praxis der Verbundpartner firmenspezifisch sind und somit sehr konkret auf betriebsinterne Problematiken hinweisen, womit der vom Projekt geforderte, allgemeingültige Ansatz nicht vollständig erfüllt werden kann. In Kooperation mit den Unternehmen ist deshalb ein auf arbeitswissenschaftlichen Prinzipien basierendes, allgemeingültiges Instrumentarium zu entwickeln, welches auf jeden Produktionssektor übertragen werden kann.

4

2.3 Das bereits Erarbeitete

Um die fehlerauslösenden Bedingungen ermitteln zu können, bedarf es einer präzisen Analyse des Ist-Zustandes. Beleuchtungs-, Lärm- und Klimamessungen gehören dabei ebenso zur Bestandsaufnahme wie die Ergonomieprüfung nach Schmitdke.

Des weiteren beeinflussen Fehlzeiten, Sicherheitsmängel und organisatorische Schwachstellen die Qualität des Produkts und müssen in geeigneter Form erfaßt und bewertet werden.

Die anschließende Erhebung der Produktfehler, deren Gewichtung und Klassifikation steht in direktem Zusammenhang mit den vorangegangenen Untersuchungen und kann dementsprechend eine unmittelbare Verknüpfung zu deren

Entstehungsursachen und -orten darstellen.

Sind alle Daten ermittelt, so lassen sich daraus arbeitswissenschaftliche Gestaltungsmaßnahmen ableiten, die zum Aufbau einer sogenannten EFG-Datenbank (Ergonomische Fehlermöglichkeits-Analyse und Gestaltungsleitfäden) dienen.

Bisher sind bei den Projektpartnern all diese Schritte durchgeführt worden und trugen zu einer sehr präzisen, wenn auch nur theoretischen, Gestaltung der EFG-Datenbank bei.

2.4 Zielsetzung der Arbeit

Für die konsequente Umsetzung eines EDV-gestützten Betriebsführungsinstruments im Sinne des Projekts, sind weitere Ergebnisse aus der Praxis notwendig. Schwerpunkte liegen dabei insbesondere auf den arbeitswissenschaftlichen Maßnahmen, sowie deren Aufwand und Nutzen für den Betrieb. Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit den theoretischen Grundlagen, analysiert die Ursachen der Produktfehler bei iwis und gibt Verbesserungsvorschläge in Form eines Maßnahmenkatalogs zu deren Beseitigung.

5

3 Die Firma iwis-ketten

Name: Johann Winkelhofer & Söhne GmbH & Co KG (iwis-ketten) Gründung: 1916

Produktionsstandorte: München und Strakonice (Tschechien; seit 1992) Mitarbeiter: 590 Umsatz 1998: 25 MDEM

Unternehmensbereiche: Entwicklung, Steuertriebe und Antriebssysteme

3.1 Organisationsstruktur

Die einzelnen Unternehmens-Divisionen, ihre Organisationsstruktur sowie ihre Aufgaben lassen sich aus dem Organisationsdiagramm entnehmen.

Abb. 1: Organisationsstruktur der Firma iwis; Quelle: iwis

6

4 Der Untersuchungsbereich

Die Durchführung des Projekts Fehlerklassifikation bei iwis beschränkt sich zunächst auf die Montagestraße G 67/G 68-3. Die 16 MitarbeiterInnen (acht pro Schicht) sind durch Einführung der Gruppenarbeit in ihrem Bereich weitestgehend sensibilisiert und haben das Potential, als Pilotfunktion für andere Abteilungen zu fungieren.

4.1 Vom Rohmaterial zum Fertigprodukt

Anhand des nachfolgenden Diagramms soll der Ablauf der gesamten Kettenproduktion grob umrissen werden, wie er im speziellen auf die Steuerketten des Untersuchungsbereiches zutrifft.

7

Das in Form von Blechrollen angelieferte Rohmaterial wird in der Teilefertigung zu Innen- bzw. Außenlaschen, Hülsen und Rollen verarbeitet. Die Nieteninsel verwendet Drahtrollen zur Herstellung der Bolzen.

Die durch die Fertigung verunreinigten Teile werden anschließend gewaschen und dem Härte- und Anlaßprozeß zugeführt, bevor sie in der Trommelei gleitgeschliffen, oder kugelgestrahlt werden.

Die fertiggestellten Bauteile können nun in die Montage gebracht werden, wo Innenlaschen, Hülsen und Rollen zu Ketteninnengliedern verarbeitet und anschließend durch Montage von Außenlaschen und Bolzen zu einem einzigen Kettenstrang zusammengefügt werden.

Nach Durchlauf der Meß- und Belastungseinheit (einschließlich Ultraschallbeölung) trennt die sogenannte Endlos-Maschine die für den zu fertigenden Kettentyp erforderliche Anzahl von Kettengliedern vom Kettenstrang ab und fügt sie an den Enden zu einer geschlossenen Kette zusammen, die über ein Förderband zur abschließenden Kettenendkontrolle gelangt.

4.2 Die Montagestraße G67/G 68-3

8

Der betrachtete Bereich ist eine der insgesamt acht Montagestraßen in der Steuerkettenproduktion. Als gewählter Pilotbereich hat er Vorbildfunktion für die anderen Straßen, auf die das Erarbeitete Stück für Stück übertragen werden soll. Grundsätzlich sind die Montageprozesse, die möglichen Produktfehler und somit die menschlichen Fehlhandlungen sowie die Kettenkontrolle der einzelnen Montagebereiche vergleichbar, so daß eine Übertragbarkeit keine größeren Probleme darstellt.

Pro Schicht arbeiten in der G 67/G 68-3 vier MitarbeiterInnen in der Kettenendkontrolle, zwei MaschinenbedienerInnen an den Kettenmontagemaschinen, ein/e MaschinenbedienerIn an den Innengliedmontagemaschinen und ein/e EinstellerIn (insgesamt acht Beschäftigte).

Das nachfolgende Diagramm soll die einzelnen Prozesse bzw. Tätigkeiten aufzeigen, die bis zur Fertigstellung der Ketten durchgeführt werden. Sie sind gleichzeitig ein Anhaltspunkt für eine auftretens- bzw verrichtungorientierte Fehlerklassifikation (siehe Kapitel 5).

Abb. 3: Montageablauf

9

4.3 Die bisherigen Ergebnisse und wie sie erreicht wurden

Seit dem Start des Projekts Fehlerklassifikation in der G 67/G 68-3 wurden sämtliche Messungen (Lärm, Klima, Beleuchtung, Arbeitsplatzgestaltung) durchgeführt, die Aufschluß über die Arbeitsumgebung gaben. Gleichzeitig beschäftigte man sich mit der konsequenten Produktfehlererfassung mittels eines Erfassungsbogens (vgl. A. Schäfer, 1998).

In Gesprächen mit den Gruppenmitgliedern wurden die Mängel der Erfassungstechniken erörtert, die Abläufe hinterfragt und Verbesserungsmöglichkeiten in kleinerem Stil diskutiert.

Allein durch diesen regelmäßigen Informationsaustausch wurden Impulse an die Beschäftigten der Gruppe weitergegeben, die ihre Sensibilisierung zur Folge hatten. Die genaue Kenntnis der aktuellen Fehlerrate ist das Ergebnis der systematischen und konsequenten Fehlererfassung, die durch tägliches Ausfüllen des Fehlerformulars durch die Gruppe erreicht wurde.

Das Miteinbeziehen der Gruppe hat gezeigt, wie wichtig und hilfreich das Fachwissen jedes Einzelnen ist und wie sich dadurch eine allmähliche Kompetenzentwicklung, sowohl auf der Ebene der ArbeiterInnen als auch auf der Führungsebene, vollzogen hat.

Die Auswirkung dieser Kompetenzentwicklung ist u.a. die Erhöhung des Qualitätsbewußtseins, das wiederum in direktem Zusammenhang mit der gesunkenen Fehlerrate (von 4,5% auf durchschnittlich 1% - Durchschnittswert der Kalenderwochen 30 1997 bis 16 1998) und den ausbleibenden Reklamationen steht. Angesichts des recht geringen Aufwands (geringe materielle und wenig Personalkosten), der bis hierher betrieben wurde, ist unbedingt in dieser Manier fortzufahren.

10

5 Menschliche Arbeitsfehler und deren Auswirkung auf das

Produktionsergebnis

Einleitend wurde bereits erwähnt, daß Produktfehler und menschliche Arbeitsfehler/Fehlhandlungen miteinander verknüpft sind und deshalb nicht unabhängig voneinander betrachtet werden können.

Dieses Zusammenspiel ist Basis für den Grundgedanken der Systemergonomie, die “Arbeit und die Arbeitsumgebung an die Eigenschaften des Menschen anzupassen” (Bubb, Schmidtke 1993). Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Informationswandlung im Mensch-Maschine-System (MMS), die eine wesentliche Komponente in bezug auf die Leistungsfähigkeit und die Zuverlässigkeit im Gesamtsystem darstellt.

Die Interaktion zwischen Mensch und Maschine, wie sie in Abbildung 4 dargestellt ist, gestaltet sich prinzipiell immer gleichermaßen: Am Anfang steht eine Aufgabenstellung, die sich u.U. in mehrere Teilaufgaben zerlegen läßt, der Mensch, als Bindeglied zwischen Aufgabenstellung und Maschine, tritt mit ihr in Interaktion, bis das erwünschte Ergebnis vorliegt. Ein mehrmaliges korrigierendes Eingreifen in den Arbeitsprozeß könnte notwendig werden, wenn nach Vergleich mit Aufgabenstellung und -erfüllung Differenzen festzustellen sind.

Abb. 4: Arbeitsprozeßstruktur (Quelle: Schmidtke, 1993, S.306)

Die einwandfreie Bewerkstelligung der Aufgabe ist durch Beeinflussung der Umwelt in Frage gestellt. So können z.B. Lärm, schlechte Beleuchtung oder mechanische Schwingungen, wie auch chemische Einwirkungen den Informationsfluß stören oder

11

gar unterbrechen. Des weiteren zählen auch die sozialen Faktoren (Betriebsklima, Personalbesetzung, Leistungsvoraussetzung, Lohn) zu den wesentlichen Umwelteinflüssen, die motivierend oder demotivierend auf den Menschen wirken. Nicht zuletzt muß erwähnt werden, daß der Zustand der Maschinen ebenso Einfluß auf die ordnungsgemäße Erledigung einer Aufgabe nimmt wie die schon erwähnten Faktoren.

Forscht man nun nach den exakten Ursachen der Produktfehler, so wird man sie einer dieser sogenannten fehlerauslösenden Bedingungen zuordnen können.

5.1 Menschliche Arbeitsfehler - Begriffsdefinition

Als Arbeit bezeichnet Hilf (1976) jedes ziel- und zweckgerichtete menschliche Handeln. Er stellt weiterhin fest, daß die Absicht der Verwirklichung einer Idee, also der Wunsch nach erfolgreichem Erfüllen einer Aufgabe, dem Zweck vorangestellt ist. Wird nun von dieser zielgerichteten Aktion abgewichen, so liegt eine “Nichterfüllung einer festgelegten Forderung” vor (DIN ISO EN 8402) und somit ein Fehler. Diese Definition geht konform mit der Formulierung von Zapf und Frese (1991), die besagt, daß “ein Fehler das Nichterreichen eines Ziels oder Teilziels beinhaltet”. Auf der Suche nach weiteren Definitionen des Fehlerbegriffs stößt man grundsätzlich auf ähnliche Umschreibungen, die ihn als “ungeplante Handlungskette (...), die das angestrebte Ziel verfehlen...” (Wehner, Mehl, 1987) definiert oder als “(...) Abweichungen von vorgegebenen Anforderungen des Arbeitsprozesses...” darstellt (Algedri 1997).

Algedri führt weiterhin aus, daß menschliche Arbeitsfehler “Abweichungen vom geforderten, genormten Verhalten” sind und daß deren “Erfassung und Bewertung sich an den Auswirkungen auf das Arbeitsziel/Produktionsergebnis orientiert.” Außerdem sei “die Relation/der Anteil der fehlerfreien Arbeitshandlungen zu den Fehlhandlungen das Maß der Zuverlässigkeit.”

Algedri liefert hiermit die Grundlage der systematischen, konsequenten Fehlererfassung, Fehlerklassifikation und Ursachenanalyse. Seine Feststellung soll Ausgangspunkt dieser Arbeit sein.

12

5.2 Klassifikation menschlicher Arbeitsfehler

Eine wissenschaftliche Erforschung der menschlichen Arbeitsfehler setzt ihre Einteilung in Klassen voraus. Die Vielzahl der in der Literatur vorgeschlagenen Klassifizierungsansätze lassen sich grob in zwei Bereiche unterteilen: 1. auftretensbzw. verrichtungsorientierte Klassifikation, 2. ursachenorientierte Klassifikation.

Auftretens-/verrichtungsorientierte Klassifikation

Die Frage nach dem “Was”, “Wie”, “Wann” und “Wo” steht bei diesem Ansatz im Mittelpunkt. Eine Kategorisierung menschlicher Fehlleistungen unabhängig von Aufgaben, Handlungen und Fehlerursachen wird damit erwirkt und läßt auf Häufigkeit und Wahrscheinlichkeit der Fehlhandlungen schließen, welche die

Gesamtzuverlässigkeit des betrachteten Systems unter Einbeziehung des Menschen angeben.

Beispiel eines Instrumentariums, welches ein derartiges Klassifikationsschema benutzt, ist die “Technique for Human Error Rate Prediction” (THERP) von Swain und Guttman (1983).

Ursprünglich für die Tätigkeit in Kernkraftwerken entwickelt, liefert diese Technik lediglich die Wahrscheinlichkeit für das Begehen eines Fehlers, der großen Einfluß auf das System haben könnte (siehe auch Fehlerbaumanalyse Kap. 6.1.4). Ein weiterer Ansatz in dieser Richtung, der die Fehler nur ihrer Beschaffenheit nach erfaßt, ist der von Rigby (1970). Er unterteilt in:

• sporadische Fehler (seltene “Ausreißer” in einer Vielzahl von richtigen Handlungen)

• zufällige Fehler (vergleichsweise hohe Häufigkeit, jedoch keine deutlich erkennbare Tendenz)

• systematische Fehler (hohe Häufigkeit, deutlich erkennbare Tendenz)

Nachteil der auftretensorientierten Klassifikation ist die fehlende Betrachtung kognitiver Prozesse. Ihre Stärken liegen in der Erfassung von Fehlern bei hochgeübten, unveränderlichen Tätigkeiten. Leistungsmängel bei der

Informationsaufnahme und -umsetzung werden dabei offengelegt.

13

Ursachenorientierte Klassifikation

Mit der ursachenorientierten Klassifikation wird die Frage nach dem “Warum” einer fehlerhaften Aufgabenerfüllung gestellt. Der menschliche Arbeitsfehler wird auf seine Entstehungsursachen hin untersucht, was den Vorteil mit sich bringt, daß sich “...Erkenntnisse über Mängel in der systemergonomischen Gestaltung von Arbeitsaufgaben, Arbeitsabläufen, Arbeitsplätzen und der Arbeitsumgebung gewinnen” lassen (Dörfel et al.,1992).

Für Hacker (1987) beruhen menschliche Arbeitsfehler grundsätzlich auf Nutzungsmängeln von Information:

• Information ist objektiv nicht verfügbar

• Information ist objektiv verfügbar, wird aber nicht genutzt

• Information ist objektiv verfügbar, wird aber falsch genutzt

Einen weiteren Ansatz, den menschlichen Informationsprozeß betreffend, liefert Norman (1981), der die kognitiven Aspekte bei der Auswahl von Handlungszielen in den Vordergrund stellt. Er führt unter anderem an, daß bei der Informationsaufnahme eine Unterschreitung der sinnesorganspezifischen Reizschwelle eine Fehlhandlung bewirken kann, da innere Handlungsschemata nicht aktiviert werden. Für das Gros der Fehler ist jedoch die Informationsverarbeitung zuständig. Mangelnde Übung, Wechsel zwischen unterschiedlichen Handlungen und Fehler aufgrund falscher Entscheidungen (falsche, subjektive Einschätzung) sind die häufigsten Ursachen menschlicher Arbeitsfehler.

Kombination der Verfahren

Für eine genaue Analyse der Situation bietet sich eine Kombination aus auftretens-und ursachenorientierter Klassifikation an. Rasmussen (1987) bietet mit seiner Multi-Aspekt-Taxonomie einen umfassenden Lösungsansatz, der dieser Voraussetzung gerecht wird. Sie vereint das “Warum” (Ursachen menschlichen Fehlverhaltens) mit dem “Wie” (Mechanismen des menschlichen Fehlverhaltens), wobei auch sämtliche interne (Leistungsvoraussetzungen) und externe (Belastung) Einflußfaktoren berücksichtigt werden.

Abbildung 5 zeigt die wesentlichen Merkmale des Multiaspektansatzes.

Abb. 5: Multi-Aspekt-Taxonomie menschlichen Fehlverhaltens nach Rasmussen,1987 (Quelle:

Schmidtke, S.363, 1993)

15

Fazit

Die Kombination der auftretens- und ursachenorientierten Klassifizierung, wie sie Rasmussen vorschlägt, vereint alle relevanten Einflußfaktoren menschlicher Arbeitsfehler in sich und stellt somit einen ganzheitlichen Ansatz zur Ursachenanalyse von Produktfehlern dar.

Um nun eine Verbindung zwischen der betrieblichen Praxis und den theoretischen Erklärungsansätzen der Multi-Aspekt-Taxonomie herzustellen, sollen spezielle Techniken (Fehlerbaumanalyse, Handlungsanalyse und Human-FMEA; siehe Kap. 6.1ff) eingesetzt werden, die den tatsächlichen Zustand erfassen und auf die Ursachen der menschlichen Fehlhandlungen hinweisen.

5.3 Produktfehler bei iwis-ketten und deren Kosten

Kundenzufriedenheit ist für jedes Unternehmen der Schlüssel zur internationalen Konkurrenzfähigkeit. Der Kampf um die führende Position am Weltmarkt läßt sich demnach nur mit termingerecht gelieferten, qualitativ hochwertigen Produkten erreichen.

Auch für den Automobilzulieferer iwis-ketten gilt dieses Qualitätsdiktat der Fahrzeughersteller, gegenüber denen er sich stets beweisen muß. Zertifizierungen von Mercedes Benz, Ford, Opel u.a. belohnen fast jährlich die Anstrengungen der Firma und beweisen somit die internationale Konkurrenzfähigkeit. Was jedoch nach außen wettbewerbstauglich erscheint, ist intern mit hohen Kosten verbunden, die ein langfristiges Standhalten in der freien Marktwirtschaft in Frage stellen. Kostenintensive Prüf- und Entdeckungsmaßnahmen für Produktfehler, Nacharbeit und Verschrottung von fehlerhaften Ketten dezimieren das Budget der eigentlich notwendigeren Investitionen.

Die folgende Grafik verdeutlicht die Situation der Qualitätskosten im Hause iwis.

2,5

2,0

1,5

MDEM

1,0

0,5

-Fehlerverhütungskosten Prüfkosten Fehlerkosten

Abb. 6: Qualitätskosten pro Jahr in der Montage1 (Quelle: iwis)

Angesichts dieser Zahlen wird deutlich, daß Prävention statt Symptombekämpfung angebracht ist, was wiederum die Notwendigkeit des Projekts Fehlerklassifikation unterstreicht.

5.3.1 Systematische Erfassung der Produktfehler

Schon bevor eine wissenschaftlich fundierte Untersuchung seitens des Instituts für Arbeitswissenschaft gestartet wurde, existierte bereits ein Erfassungsformular der Firma, welches Aufschluß über die möglichen Kettenfehler in der Montage 1 geben sollte.

Mit Einführung des Projekts bei iwis begann eine konsequente Weiterentwicklung dieser Erfassungstechnik bezüglich neuentdeckter Fehlermerkmale und Entstehungsorten (die Frage nach dem “Wo”).

17

5.3.2 Modifikation des vorhandenen Erfassungsformulars

In Teamsitzungen mit Mitarbeiter/Innen aus dem Pilotbereich wurde über notwendige Verbesserungen bzw. Ergänzungen und Kürzungen des Erfassungsbogens diskutiert, bis ein der Situation angemessenes Formular vorlag. Die vorgenommenen Änderungen sollen hier stichwortartig aufgeführt und begründet werden:

• Verkleinern der Spalten und Hervorheben der Zellen durch graue Untermalung, sowie optische Trennung der einzelnen Prozesse durch stärkere Liniendadurch: mehr Übersichtlichkeit und gefälligere Optik

• Entfernen zu sehr ins Detail gehender Merkmale (z.B. Nietung zu schwach/zu stark) - Grund: für die Ursachenerforschung überflüssige Informationen oder schwer nachvollziehbare Merkmale

• Umformulieren einiger Fehlerarten (z.B. Nietung falsch in: Bolzen falsch) - Grund: unpräzise/verwirrende Bezeichnung

• Aufführen von “Kette steif” als eigenständigen Fehler und Unterteilung in “leicht steif” und “fest” - Grund: dieser Fehler macht rund die Hälfte der Gesamtfehlerrate aus und bedarf einer präziseren Definition.

Abb. 7: Gegenüberstellung der alten (oben) und der neuen Erfassung (unten) im Prozeß “Nietung”

(vollständiges Erfassungsformular im Anhang)

18

5.3.3 Die Gesamtfehlerentwicklung im Bereich G 67/G 68-3

Die Erfassung der Kettenfehler erfolgte bisher auf der Basis der alten Erfassungsformulare und berücksichtigt somit noch vom Formular bereits entfernte Fehlermerkmale. Außerdem wurde die Fehlerrate aus dem Verhältnis der ermittelten Gesamtfehlerhäufigkeiten zu der Anzahl der kontrollierten Ketten gebildet und läßt deshalb Gliederzahl und Fehleranzahl pro Kette unberücksichtigt. Prägnanter wäre die Bestimmung der Gesamtfehlerrate durch Ermittlung des Verhältnisses der fehlerhaften zu den einwandfreien Kettengliedern. Gleichzeitig gäbe das Aufschluß über die fehlerfrei ausgebrachten Kettenmeter gegenüber der Gesamtausbringung.

Da jedoch der analytische Teil abgeschlossen werden soll, wird auf diese aufwendige Erfassung verzichtet. Die Bestimmung des Anteils fehlerhafter gegenüber fehlerfreier Ketten eignet sich ebensogut für die zukünftige Fehlerermittlung, da sie den Verbesserungseffekt ausreichend charakterisiert. Sie soll von nun an beibehalten werden.

Gesamtfehlerentwicklung G 67/G 68-3

5,0% 4,5% 4,0% 3,5% 3,0% 2,5% 2,0% 1,5% 1,0% 0,5% 0,0%

^{KW 30} Abb. 8: Die Gesamtfehlerentwicklung im Pilotbereich; Kalenderwoche 30 (1997) bis 27 (1998)

19

Eine anfängliche Fehlerrate von über 4,5% auf durchschnittlich 1% zu reduzieren, stellt im Verhältnis zu den investierten Mitteln eine außerordentliche Leistung dar.

5.3.4 Bewertung der augenblicklichen Situation

Allein durch das gemeinsame Erarbeiten des Erfassungsbogens, dem Feedback zur Gruppe und der konsequenten Fehlererfassung wurde eine Sensibilisierung der MitarbeiterInnen erreicht, die eine differenzierte, viel flexiblere Betrachtungsweise der Fehlerproblematik zur Folge hatte.

Die allererste Erfassungsmethode umfaßte 9 Fehlermerkmale (in Kalenderwoche 30 1997), die sich im Laufe der Zeit als ungenügend erwiesen. Zunehmend wurden weitere Produktfehler entdeckt, die vorher noch nicht bekannt bzw. nicht notiert waren.

In Kalenderwoche 10 lag die Anzahl der möglichen Kettenfehler bei 43. Es hat sich herausgestellt, daß seitdem keine weiteren, absolut neuen Produktfehler mehr aufgetreten sind.

20

6 Analyse der Fehlerursachen

Für die betriebliche Praxis stellen die im letzten Kapitel aufgezeigten Klassifizierungsansätze eine eher wissenschaftliche, theoretische

Herangehensweise dar, die zwar eine umfassende Erklärung menschlichen Fehlverhaltens bietet, eine unmittelbare Übertragbarkeit auf die tatsächlich existierenden Fehlerursachen aber nur bedingt zuläßt.

6.1 Erfassungstechniken zur Ursachenanalyse

Um eine konkrete, praxisbezogene Verbindung zwischen den

arbeitswissenschaftlichen Grundlagen und den genauen Ursachen der Produktfehler bei iwis-ketten herzustellen, sollen spezielle Erfassungstechniken angewandt werden, die Aufschluß über die fehlerauslösenden Bedingungen und den potentiellen Folgen der Produktfehler geben.

Vorerst sollen jedoch mittels der ABC-Analyse die Fehlerschwerpunkte ermittelt werden.

6.1.1 Ermittlung der Fehlerschwerpunkte nach der ABC-Analyse

Der Grundgedanke der ABC-Analyse “weniges ist wichtig, vieles ist unwichtig” stammt von dem italienischen Volkswirt und Soziologen Vilfredo Pareto (1848 -1923).

Prinzipiell zieht man mit dieser Methode die Grenzen zwischen dem “Wichtigen” und dem “Unwichtigen”, die man in der Praxis folgendermaßen eingeteilt hat:

21

• A-Bereich: Alle Untersuchungsobjekte, die bereits 80% des

Untersuchungskriteriums auf sich vereinen.

• B-Bereich: Alle Untersuchungsobjekte, die zusätzliche 15% des

Untersuchungskriteriums auf sich vereinen.

• C-Bereich: Alle Untersuchungsobjekte, die die restlichen 5% des Untersuchungskriteriums auf sich vereinen.

Die Untersuchungsobjekte sind in diesem Fall die Kettenfehler, die mit Hilfe des Erfassungsformulars ermittelt werden, das Untersuchungskriterium ist deren Gewichtungsfaktor (bestimmt durch das Risiko beim Kunden), basierend auf der von A. Schäfer (1998) erstellten Gewichtungsmatrix, die im Rahmen der Diplomarbeit um aktuellere Daten ergänzt wurde.

Die Häufigkeit, mit der die Fehler auftreten, ergibt, multipliziert mit dem Gewichtungsfaktor, die Gewichtung. Prozentual ausgedrückt bezeichnet man sie als Gewicht. Anhand der Summe der Gewichte lassen sich nun die Fehler in die einzelnen Bereiche einteilen (A, B und C).

Abb. 9: Rangliste der Fehlermerkmale nach der ABC-Analyse (Erhebungszeitraum: KW 40 1997 bis

KW 25 1998)

Abb. 10: Summenkurve der ABC-Analyse mit Bereichen (Erhebungszeitraum: KW 40 1997

bis KW 25 1998)

23

Sechs von insgesamt 43 verschiedenen Fehlermerkmalen vereinen bereits 81,52% der Gesamtfehlerrate auf sich, weitere zehn repräsentieren mit 13,99% den B-Bereich und 27 Fehlermerkmale sind die “vielen Unwichtigen”, die die restlichen 4,49% einnehmen (Erhebungszeitraum: KW 40 1997 bis KW 25 1998). Ziel ist es nun, die Ursachen der Fehler aus dem A-Bereich zu erforschen, um geeignete Abstellmaßnahmen einzuleiten. Die Fehler des B- und C-Bereichs mit ihrer eher geringen Bedeutung für die Gesamtfehlerrate werden hier nicht in Betracht gezogen. Ihre Reduzierung ist durch Beseitigung der A-Fehler sowieso zu erwarten, da einige Fehler miteinander vernetzt sind (siehe Vernetzungsmatrix im folgenden Kapitel).

6.1.2 Fehlervernetzung

Fehlermerkmale, die Ursache für weitere Produktfehler sind bzw. sich auf sie auswirken (z.B. “Innenlasche fehlt” als Ursache für “Rolle fehlt”), können in einer sogenannten Vernetzungsmatrix ermittelt werden und somit Aufschluß über das Maß ihrer Wechselwirkung untereinander geben.

Dazu werden alle erfaßten Produktfehler in einer Matrix gegenübergestellt, ihre Vernetzung untereinander geprüft und mittels eines Kreuzes (X) in der Matrix vermerkt. Wobei die Frage “beeinflußt Fehler A Fehler B, C, D...?” gestellt werden muß, um mit dem vorausgesetzten Fachwissen und den Erfahrungen eine konkrete Aussage über die Fehlerabhängigkeiten zu machen. Die Summe der gesetzten Kreuze pro Matrixzeile spiegelt dann das Vernetzungsmaß einzelner Produktfehler wider. Die Anzahl der Quellen der Produktfehler läßt sich den Spalten entnehmen.

Die mit Hilfe der ABC-Analyse erstellte Prioritätenliste der Fehlermerkmale kann nun auf die ermittelten Fehlervernetzungen hin untersucht werden. Hierdurch können Interdependenzen zwischen Fehlern des A-Bereichs und denen des B- und C-Bereichs festgestellt werden.

Die Ergebnisse der Vernetzungsmatrix werden in einer MDA (Matrix-Daten-Analyse) graphisch dargestellt (siehe Abb. 12 u. 13).

Abb. 11: Vernetzungsmatrix der Produktfehler bei iwis-ketten (Quelle: IfA, 1998)

Die Gegenüberstellung der Produktfehler liefert zusätzlich wichtige Informationen bezüglich der Zuverlässigkeit einzelner Prozesse. So läßt sich z.B. der Fehler “Kette zu lang” unter anderem auf fehlende Innenlaschen, Rollen und Hülsen zurückführen, was folglich auf Mängel im Prozeß “Innengliedmontage” hinweist. Die vorgeschlagenen Gestaltungsmaßnahmen zur Reduzierung von Produktfehlern können also bereits aus einer durch die Vernetzungsmatrix ermittelten Prozeßschwachstelle resultieren.

6000

5000

Häufigkeit

4000

3000

2000

1000

0

Abb. 12: Matrix-Daten-Analyse der Produktfehler, ermittelt nach ihrer Häufigkeit

MDA

0,050

0,045 0,040 0,035

Gewichtungsfaktor

^{0,030 0,025 0,020 0,015 0,010 0,005 0,000} Fehlervernetzung

Abb. 13: Matrix-Daten-Analyse der Produktfehler, ermittelt nach ihrem Gewichtungsfaktor (Risiko beim

Kunden)