Warum die Qualitätskontrolle wichtig ist

Vereinzelt kann es bei der Produktion zu Fehlern kommen und die Waren Ihrer Zulieferer weisen Mängel auf. Sollten die ursprünglich festgelegten Kriterien an den Quality Gates nicht erreicht werden können, gerät der Produktionsprozess ins Stocken, da die nächste Projektphase nicht gestartet werden kann. Damit der Worst Case eines Produktionstopps erst gar nicht eintritt, muss die Qualitätsprüfung Ihrer Produkte direkt ablaufen.

Sortierarbeiten helfen dabei, auch die geringsten Mängel ausfindig zu machen, um ausschließen zu können, dass diese in die Produktion gelangen. Der Prozess der Sortierung beruht auf der Unterscheidung von Produkten nach attributiven oder maßlichen Kriterien, um diese im nächsten Schritt entlang zuvor definierter Eigenschaften zu ordnen.

Ziel eines Unternehmens ist das Erreichen bzw. die Erhaltung der Null-Fehler-Politik, die im Automotive-Bereich regelmäßig vertraglich gefordert wird. Jene Fehler, auch „defects“ genannt, können durch standardisierte Prozesse minimiert und bestenfalls komplett eliminiert werden. Fehlerraten bzw. -quotienten beschreiben das Verhältnis von mangelhaften Waren zum fehlerfreien Rest und dienen als Veranschaulichung der Qualität der Produktion. Jene können entweder in „parts per million“ (ppm) oder „defects per million opportunities“ (dpmo) bestimmt werden. So beträgt die gewöhnliche Fehlerrate in der Unterhaltungselektronik 1000 ppm, in der Automobilindustrie 20 ppm oder wie bereits erwähnten manchen Branchen sogar 0 ppm.

Sortieraufträge, die komplexere Unterscheidungsprozesse erfordern, darunter beispielsweise Farberkennung in Kombination mit Metalldetektion, sind mit der Installation spezifischer Sensoren maschinell realisierbar. Als Alternative wäre ein visueller/manueller Sortierprozess ratsam, bei welchem geeignete bzw. ungeeignete Gegenstände per Hand ordnen. So stellt sich Frage, welche Vor- bzw. Nachteile eine vollautomatische Sortierung von branchenüblichen Gegenständen, darunter beispielsweise Spritzgussteile oder Stanzteile, gegenüber der manuellen Variante vorweisen kann.

Die vollautomatische Sortierung bietet sich gerade bei kleinen Teilen mit einer hohen Stückzahl von mehreren Millionen an, beispielsweise Gummi- oder Silikonformteile. Um in Ordnung (i.O.) von nicht in Ordnung (n.i.O.) unterscheiden zu können, bedarf es eines anfänglichen Arbeitsaufwandes, um die Maschine mit dem Fehlerbild anzulernen, bzw. sie darauf einzustellen, welche Teile denn als gut/funktionsgeeignet bzw. schlecht/fehlerhaft definiert werden. Als weiteres Merkmal der maschinellen Sortierung lässt sich ihre Stabilität vermerken. Im Vergleich zur visuellen/manuellen Sortierung spielt nämlich hierbei die Verfassung des prüfenden Menschen keine Rolle. Faktoren wie Tagesform, Müdigkeit, Tagesschwankungen, etc. sind bei der maschinellen Sortierung keine potenziellen Fehlerquellen und können daher ausgeschlossen werden. Auch in diesem Fall ist dies Fluch und Segen zugleich, da der Sortierungsprozess mit Hilfe von Sensoren einerseits so objektiv wie möglich abläuft, andererseits die Starrheit der Kameras auch Teile ausschließt und als nicht in Ordnung identifiziert, die bei der manuellen Sortierung potenziell noch hätten toleriert oder ggf. ausgebessert werden können.

Zunächst muss jedoch immer davon ausgegangen werden, dass Teile, die als nicht in Ordnung klassifiziert wurden, nicht unbedingt automatisch als Ausschuss gelten müssen.  Die Maschine gibt lediglich das Signal, dass ein Teil nicht den vorher definierten Charakteristika entspricht. Hierbei eröffnen sich dem Unternehmen zwei Optionen, um die Ausschussmenge der kontrollierten Waren zu minimieren. Einerseits können die als Ausschuss klassifizierten Waren einen weiteren Sortierungsprozess durchlaufen, um etwaige maschinelle Fehler auszuschließen und noch genauer funktionierende Teile von defekten zu trennen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Ausschuss auf Teile zu überprüfen, die durch leichte Handgriffe nachbearbeitet werden können, um somit letztendlich doch in der späteren Produktion genutzt werden zu können.

Im Gegensatz dazu sind bei der visuellen bzw. manuellen Sortierung die haptischen Sinneseindrücke als Vorteil zu betrachten. So können Mitarbeiter durch Fühlen und Tasten selbst abschätzen und überprüfen, ob ein Teil noch in Ordnung ist oder es aussortiert werden muss. Hierbei können Sie auch Verformungen durchführen, schütteln oder klappen um weitere Qualitätskriterien anzuwenden.  Darüber hinaus kann bei Unklarheiten die Meinung der Vorgesetzten bzw. Teamleiter zurate gezogen werden. So wird gleichzeitig der individuelle Lerneffekt gefördert, da die Mitarbeiter anhand von grenzwertigen Waren lernen und ihre Sortierfähigkeit sukzessive optimieren. So wird das Fehlerbild durch die Intelligenz des Menschen quasi konstant geupdatet und Teile, die von der Maschine als nicht in Ordnung eingestuft wurden, können nun doch wieder in die Kategorie der geeigneten Waren zurückkehren. Für dieses Szenario sind als Praxisbeispiele Spritzguss- oder Metallgussteile zu nennen, die vereinzelt einen überstehenden Rand bzw. Grat aufweisen, der nicht automatisch abgefallen ist. Während die Maschine dies als vermeintliches Fehlerbild erkennt, kann der Mensch die mangelhafte Ware ganz einfach per Hand ausbessern. Bei Baugruppen, bei welchen potentielle Fehlerquellen kameratechnisch nicht einsehbar sind, können durch Kombination von Öffnen und Schließen oder akustischen Störkriterien die manuellen Sortierverfahren überzeugen.

Generell lässt sich sagen, dass die Fehlerhäufigkeit bei kleinen Mengen stets sehr niedrig ist, bei kleinen Losen immer gegen Null geht und daher die manuelle Sortierung durch die Mitarbeiter präferiert werden kann. Ein weiterer Vorteil ist hierbei, dass eine Vielzahl von Fehlern in einem Arbeitsschritt erkannt werden kann, da beispielsweise Passgenauigkeit, Funktionsfähigkeit und Oberflächenmerkmale kombiniert geprüft werden können.

Daraus lässt sich ableiten, dass sich aufgrund der erhöhten Quantität die Fehler bei größeren Stückmengen potenzieren und somit eine automatisierte bzw. maschinelle Sortierung zu empfehlen ist. Prüfungen, die jedoch in Kombination mit Messgeräten durchgeführt werden können, sind wiederum zur manuellen Prüfung zu empfehlen. Aufgrund unserer Engineering-Kompetenzen ist es uns natürlich auch möglich, komplexere Prüfverfahren, darunter beispielsweise nach dem Poka Yoke-Prinzip, durchzuführen und so den einwandfreien Zustand der Produkte gewährleisten zu können.

Schließlich stellt sich weiterhin die Frage, ob eine strenge Fehlerrate von 0 ppm, eine gebräuchliche Vorgabe der Automobilindustrie, nicht nur sinnvoll, sondern auch realisierbar ist. Im Sinne der Qualitätssteigerung ist eine Verbesserung in Richtung Null-Fehler-Quote stets erstrebenswert, da dies in einer erheblichen Reduzierung der Fehlerkosten samt gesteigerter Kundenzufriedenheit resultiert. Jedoch hat auch das ppm-Modell seine Schwächen, da ein Teil direkt als defekt klassifiziert wird, sobald nur ein einziger Mangel vorhanden ist. Ob es sich dabei um lediglich einen oder ggf. auch mehrere Fehlerquellen handelt, bleibt dabei irrelevant. Als Gegenstück zur ppm-Vorgehensweise hat sich die „defects per million opportunities“-Maßeinheit, kurz dpmo, etabliert. Sie betrachtet die tatsächliche, beobachtete Anzahl von Mängeln bei einer Stückzahl von einer Million und kann somit genauere Infos über die Art und Anzahl der Fehler vorzeigen.

Als Fazit lässt sich zusammenfassen, dass bei jedem Sortierungsprozess aufs Neue entschieden muss, ob sich der Vorgang besser manuell oder maschinell durchführen lässt. Hier beraten wir mit unseren Kunden gemeinsam.

Wichtig ist dabei die Frage, wie viele Fehler innerhalb eines Sortiervorgangs zu verkraften sind bzw. ob die relativ hohe Rüstzeit der Sortiermaschine, deren Parameter anfangs genauestens definiert werden müssen, verglichen mit der visuellen/manuellen Sortierleistung der Mitarbeiter schlussendlich bessere Resultate bringt. Dabei muss immer bedacht werden, dass, sobald man einen Fehler auf eine Million Teile auf das zehn- oder hundertfache hochskaliert, die theoretische Fehlerzahl exponentiell steigt.

Darüber hinaus müssen Spezialfälle berücksichtigt werden. So kam es einst bei einem Sortierauftrag bei WTA vor, dass sich Grafit von Gummiteilen löste und letztendlich die Maschine irreparabel verschmutzten könnte. Bei solchen „Grenzfällen“ lohnt sich trotz der hohen Stückzahl gelegentlich die Sortierung per Hand, um höhere Reinigungs-/Rüstzeiten oder womöglich den Ausfall einer Maschine zu vermeiden.