Hering · Triemel · Blank, Qualitätsmanagement für Ingenieure

Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH

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Ekbert Hering· Jürgen Triemel · Hans-Peter Blank (Hrsg.)

Qualitätsmanagement für Ingenieure Fünfte, überarbeitete Auflage mit 378 Abbildungen und 116 Tabellen

UHter Mitarbeit von Dipl.-Ing. Johannes Braun, Unternehmensberatung Dipl.-Ing. Wolfgang Dahlem, ZF Zahnradfabrik Friedrichshafen Dipl.-Ing. Gerhard Dobner, Fachhochschule Konstanz Dipl.-Ing. Bemhard Grupp, ZF Zahnradfabrik Friedrichshafen Dipl.-Ing. Timo Kirschner, ZF Zahnradfabrik Friedrichshafen Dipl.-Ing. RolfLutz, ZF Zahnradfabrik Friedrichshafen Dipl.-Ing. Helmut Maul, ehern. Leiter der Qualitätssicherung der Firma Kärcher, Winnenden Dr. Wolfgang Moming, ZF Zahnradfabrik Friedrichshafen Dipl.-Ing. Klaus Schurer, ZF Zahnradfabrik Friedrichshafen Prof. Dr. Günter Dittmar, Fachhochschule Aalen Prof. Dr. Thomas Hellmuth, Fachhochschule Aalen Prof. Dr. Albrecht Kettler, Fachhochschule Aalen Prof. Dr. Jürgen Krapp, Fachhochschule Aalen Prof. Dr. Michael Küchel, Fachhochschule Aalen Prof. Dr. Hans Obermayer, Fachhochschule Aalen

Karikaturen von Wolfgang Tröder, MTU Motoren- und 1\rrbinen-Union, Friedrichshafen GmbH

~ Springer

Professor Dr. Dr. Ekbert Hering FHAalen Hochschule für Technik und Wirtschaft Beethovenstr. 1 73430Aalen

Dr.-Ing. Jürgen Triemel Motoren- und Turbinen-Union Friedrichshafen GmbH Olgastr. 75 88045 Friedrichshafen

Professor Dipl.-Ing. Hans-Peter Blank FHKonstanz FB Maschinenbau Brauneggerstr. 55 78462 Konstanz

Die dritte Auflage ist beim VDI- Verlag, Düsseldorf erschienen.

ISBN 978-3-662-09616-1

Die Deutsche Bibliothek- CIP-Einheitsaufuahme Hering, Ekbert: Qualitätsmanagement für Ingenieure I Ekbert Hering: Jürgen Triemel; Hans-Peter Blank. -5.Aufl.

ISBN 978-3-662-09616-1 ISBN 978-3-662-09615-4 (eBook) DOI 10.1007/978-3-662-09615-4

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© Springer-Verlag Berlin Beideiberg 2003

Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 2003

Softcover reprint of the bardeover 5th edition 2003

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Satzherstellung: Fotosatz-Service Köhler GmbH, 97084 Würzburg SPIN: 10787557 7/3020- 5 4 3 2 I 0- Gedruckt auf säurefreiem Papier

Vorwort zur fünften, erweiterten und ergänzten Auflage

Das vorliegende Werk wird sowohl als Lehrbuch an Hochschulen, als auch als Nach­schlagewerk für Praxis sehr geschätzt. Es hat sich in den letzten Jahren zu einem Standardwerk entwickelt, das jetzt in der fünften, erweiterten und verbesserten Auflage vorliegt. Es wurden die neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet des Qualitätsmanage­ments berücksichtigt.

Optische Meß- und Prüfmittel spielen eine immer wichtigere Rolle. Aus diesem Grund wurde in Abschnitt C5 ein spezielles Kapitel über Optische Meßtechnik und Sensorik eingefügt. Das rechnergestützte Qualitätsmanagement (CAQ: Computer Aided Quality Management) wird in größeren Unternehmen mit SAP/R3 unterstützt. Auswahl der Module und die Vorgehensweise bei der Einführung von SAP/R3 im Bereich des CAQ wird in Abschnitt G 10 aufgezeigt.

Qualitätsmanagement ist ein ganzheitlicher Vorgang im Unternehmen, der alle Funktio­nen und alle Personen im Sinne des Total Quality Management (TQM) umfaßt. Im Vor­dergrund stehen dabei die Kunden- und Mitarbeiterzufriedenheit sowie die Prozesse. Im neu konzipierten Abschnitt N werden die Weiterentwicklungen der Qualitätsnormen im deutschen und internationalen Sektor behandelt. Speziell werden die QS 9000, VDA 6 sowie die Selbstbewertung nach dem Modell der EFQM (European Foundation of Quality Management) vorgestellt und eine Übersicht über nationale und internationale Qualitätspreise gegeben. Die Möglichkeiten der Integration aller Managementsysteme im Unternehmen (z. B. Qualitätsmanagement, Umweltmanagement, Zuverlässigkeits­und Sicherheitsmanagement (Zis) und andere) werden aufgezeigt.

Alle Normen wurden aktualisiert, Unstimmigkeiten bereinigt sowie einige Ände­rungswünsche und Verbesserungsvorschläge seitens der Fachkollegen, der Studieren­den, der Praktiker in der Industrie und anderer aufmerksamer Leser sind berücksichtigt.

Wir sind sicher, daß für unsere Leser auch die neue Auflage eine Hilfe ist, um in der täglichen Praxis erfolgreich Qualitätsmanagement zu beherrschen oder es zu erlernen. Wir freuen uns sehr, wenn Sie uns weiterhin mit Verbesserungsvorschlägen und mit positiver Kritik unterstützen würden.

Aalen, Friedrichshafen und Konstanz, August 2002 Ekbert Hering Jürgen Triemel Hans-Peter Blank

V

Revidiertes Vorwort zur ersten Auflage

Qualitätssicherung ist einer der wichtigsten Wettbewerbsvorteile einer Industrienation wie der Bundesrepublik Deutschland. Als Qualitätsmanagement umgreift dabei die Qualitätssicherung alle Teile eines Unternehmens: von der Entwicklung, vom Einkauf, der Arbeitsvorbereitung, der Fertigung bis hin zum Vertrieb, ferner die Phase der Be­treuung der Produkte beim Kunden nach dem Kauf. Qualitätsmanagement darf sich nicht auf das Prüfen der Qualität am Ende eines Fertigungsprozesses beschränken, son­dern es müssen vor allem vorbeugende Maßnahmen ergriffen werden, damit Qualität am Ort der Entstehung von Produkten bzw. Dienstleistungen produziert und geleistet wird. Dann wird es möglich, Fehler, Kosten und Entwicklungs- bzw. Fertigungszeit zu verringern.

Dieses Lehrbuch umfaßt, in sich geschlossen, als Qualitätsmanagement alle bedeu­tenden Gebiete des Qualitätsmanagements (einschließlich des Qualitätsmanagements von Software). Immer mehr wird erkannt, daß die Inhalte der Qualitätssicherung nicht erst in der Praxis erworben werden sollten, sondern möglichst schon im Studium. Das Lehrbuch eignet sich vorzüglich, um die Ausbildung an den Hochschulen in diesem wichtigen Bereich praxisorientiert vornehmen zu können. Ferner dient es zur Aus- und Weiterbildung in den Industrieunternehmen sowie fiir die Praktiker im Qualitätswesen als fundiertes Nachschlagewerk.

Im Abschnitt A werden die Begriffe Qualität und Qualitätsmanagement definiert und ihre Bedeutung beschrieben. Im Abschnitt B sind die wesentlichen mathematischen Grundlagen aufgefiihrt, die fiir das Qualitätsmanagement unverzichtbar sind. Der Ab­schnitt C behandelt die Meß- und Prüfmittel als Voraussetzung fiir die Feststellung der Qualität.

Der Abschnitt D ist besonders ausfiihrlich, weil er das Handwerkszeug des Qualitäts­Ingenieurs vermittelt. Es sind dies vor allem die Werkzeuge der vorbeugenden Qua­litätssicherung: Quality Function Deployment (QFD, systematische und ganzheitli­che Qualitätsplanung), Fehlermöglichkeits- und Einfluß-Analyse (FMEA, Failure Mode and Effects Analysis), statistische Versuchsplanung (DOE, Design of Experiments), Fehlerbaumanalyse (FTA, Failure Tree Analysis), Maschinenfähigkeitsuntersuchung (MFU), Prozeßfähigkeitsuntersuchung (PFU), statistische Prozeßregelung (SPC, Sta­tistical Process Control) Poka Yoke (narrensichere Produktion), Audit und wissensba­sierte Systeme fiir das Qualitätsmanagement

Qualitätsmanagement kann nur effizient sein, wenn seine Organisation richtig im Un­ternehmen verankert ist (Abschnitt E). Die Erfassung und Zuordnung der Qualitäts­kosten wird im Abschnitt F behandelt. Welche Ansätze und welches Vorgehen es bei

VI

der Einführung eines rechnergestützten Qualitätsmanagements ( CAQ) gibt, wird im Abschnitt G vorgestellt.

Besonders für Klein- und Mittelbetriebe, die nur begrenzte personelle und finanzielle Mittel besitzen und häufig Zulieferer von Großunternehmen sind, wird im Abschnitt H gezeigt, wie dort ein Qualitätsmanagement wirkungsvoll aufgebaut werden kann.

In den meisten Unternehmen wird Software eingesetzt. Mit welchen Methoden die Erstellung von Software in ihrer Qualität gesichert werden kann, beschreibt der Ab­schnitt I. Im Abschnitt K werden die Möglichkeiten der Qualitätsforderung in Unter­nehmen vorgestellt, und im Abschnitt L wird der rechtliche Rahmen für das Qua­litätsmanagement aufgezeigt.

Abschnitt M befaßt sich mit Zertifizierung, Öko-Audit, der EG-Maschinenrichtlinie und CE-Kennzeichnung. Im Abschnitt N sind die nationalen und internationalen Orga­nisationen des Qualitätsmanagements mit ihren Zertifikaten zusammengestellt. Das Glossar (Abschnitt 0) bietet dem Leser die Möglichkeit, die im Qualitätsmanagement verwendeten Begriffe nachzuschlagen. Im Anhang (Abschnitt P) sind die Lösungen der Übungsaufgaben zu finden.

Zu danken haben wir vor allem den Firmen ZF Friedrichshafen und MTU Motoren­und Turbinen-Union Friedrichshafen GmbH, deren Mitarbeiter mit ihrem großen prak­tischen Fachwissen dieses Buch gestaltet haben. Besonders erwähnen möchten wir hierbei Herrn Karl-Heinz Erbacher von der ZF Friedrichshafen sowie Herrn Dr.-Ing. Gerd-Michael Wolters und Herrn Blödt von der Motoren- und Turbinen-Union Fried­richshafen GmbH, die dieses Werk maßgeblich unterstützten. Von vielen Firmen, wie Carl Zeiss, Ford-Werke Köln AG, Mercedes-Benz AG, Kärcher u.a., haben wir wich­tige praktische Hilfe erfahren, wofür wir sehr dankbar sind.

Ganz besonderer Dank gilt dem VDI-Verlag, speziell Herrn Dr. Borchert, der dieses Werk mit großem persönlichen Einsatz und fachlicher Kompetenz begleitete und seiner Mitarbeiterin, Frau Raschke, die das Manuskript kritisch überprüfte. Nicht vergessen möchten wir, unsere Mitarbeiter, Kollegen, Ehefrauen und Kinder in den Dank ein­zuschließen, die uns mit viel Unterstützung und Verständnis bei der Arbeit begleitet haben.

Wir hoffen, daß dieses Werk den Ingenieurstudenten einen vertiefenden Einblick in das Gedankengut modernen Qualitätsmanagements vermitteln kann und eine gute Hilfe bei der Erarbeitung des Wissens und beim Umgang mit den Methoden und Werkzeugen des Qualitätsmanagements bietet. Ferner den Ingenieuren in der Praxis hilft, sich in das Gebiet des Qualitätsmanagements schnell einzuarbeiten und den Praktikern in den Betrieben ein nützlicher Ratgeber und Nachschlagewerk ist. Gerne nehmen wir Kritik und Verbesserungsvorschläge entgegen.

Heubach, Friedrichshafen, Konstanz Februar 1993/Mai 1996

Ekbert Hering Jürgen Triemel Hans-Peter Blank

VII

Inhalt

A Qualität und Qualitätsmanagement

Al Qualität ........

A2 Qualitätsmanagement 1 A 2.1 Definitionen 1 A 2.2 Prämissen und Aufgaben 4 A 2.3 Gründe für das Qualitätsmanagement 6 A 2.4 Ziele für das Qualitätsmanagement 7 A 2.5 Total Quality Management (TQM) 11

B Mathematische Grundlagen 16

Bl Auswerten einer Stichprobe 16 Bl.l Merkmale von Daten und Klassieren 16 B 1.2 Häufigkeits- und Summenhäufigkeitsverteilung 20 B1.3 Grafische Darstellung von Daten 20 B 1.4 Kennwerte von Stichproben 21

B2 Wahrscheinlichkeitsrechnung ... 23 B 2.1 Grundbegriffe . . . . . . . . 23 B 2.2 Formeln fiir Wahrscheinlichkeiten 24 B2.3 Verteilungsfunktionen ••• 0 •• 25 B2.4 Parameter von Verteilungsfunktionen 26

B3 Spezielle Verteilungsfunktionen 26 B 3.1 Binomialverteilung 27 B 3.2 Poisson-Verteilung 28 B 3.3 Normalverteilung 28 B 3.4 Weibull-Verteilung 31 B 3.5 Wahrscheinlichkeitsnetz 32

B4 Statistische Prüfverfahren ... 32 B 4.1 Grundbegriffe . . . . . . 32 B 4.2 Schätzen von Parametern der Grundgesamtheit 33

B 4.2.1 Vertrauensbereiche fiir den Erwartungswert 34 B 4.2.2 Vertrauensbereich für die Varianz 35

B 4.3 Prüfen von Hypothesen . . . . . . . . . . . . . . . . 36

IX

B 5 Fehlerrechnung . . . . . B 5.1 Fehlergrößen ... B 5.2 Fehlerfortpflanzung

B 6 Ausgleichsrechnung . . . B 6.1 Problemstellung und Normalgleichungen B 6.2 Lineare Ausgleichsprobleme und Ausgleichsgerade B 6.3 Nichtlineare Ausgleichsprobleme B 6.4 Korrelationsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . .

C Meß- und Prüfmittel

C 1 Einleitung

C 2 Grundlagen der Meß- und Prüftechnik C 2.1 Abbescher Grundsatz . . . . . . C 2.2 Taylorscher Grundsatz . . . . . C 2.3 Bezugstemperatur und Temperatureinfluß C 2.4 Meßunsicherheit . . . . . . . C 2.5 Fehlergrenzen ........ . C 2.6 Meß- und Prüfmittelfähigkeit

C 3 Einteilung der Meß- und Prüfmittel der Längenmeßtechnik

C 4 Ausgewählte Beispiele des Einsatzes von Meß- und Prüfmitteln in der Praxis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C 4.1 Handprüfmittel für Bohrungen und Gewinde C 4.2 Vielstellenmeßgeräte . . . . . . . . C 4.3 Wellenmeßgeräte . . . . . . . . . . . . . . . C 4.4 Mehrkoordinatenmeßgeräte (KMG) .....

C 4.4.1 Meßsystem mit schaltendem Tastkopf C 4.1.2 Meßsystem mit messendem Tastkopf C 4.4.3 Meßsystem mit optischem Tastkopf .

C 4.5 Formprüfgeräte ............. . C 4.5.1 Geradheitsprüfung von Zylindern C 4.5.2 Gewindeprüfung ... C 4.5.3 Nockenwellenprüfung

C 4.6 Oberflächenprüfgeräte C 4.7 Optische Meßgeräte

C 5 Optische Messtechnik und Sensorik

X

C 5.1 Abstandsmessung ..... C 5.1.1 Triangulation C 5.1.2 Inkrementalgeher C 5.1.3 Interferometer ..

C 5.2 Formmessung ...... . C 5.2.1 Schattenwurfverfahren

39 39 40

42 42 43 44 44

47

47

49 49 49 49 51 52 52

54

55 55 57 59 59 62 62 63 66 69 69 69 74 76

78 78 78 80 82 83 83

C 5.2.2 Streifenprojektion . . . . C 5.2.3 Weißlichtinterferometrie

C 5.3 Schwingungsmessung ..... . C 5.3.1 Laser-Doppler-Vibrometer C 5.3.2 Holographische Interferometrie und

Speckle-Pattern-Interferometrie C 5.4 Farbmessung .... C 5.5 Temperaturmessung ......... . C 5.6 Verformungsmessung ......... .

C 5.6.1 Holographische Interferometrie C 5.7 Spannungs-, Dehnungs- und Kraftmessung

C 5. 7.1 Spannungsoptische Verfahren . . . C 5.7.2 Speckle-Pattern-Interferometrie (ESPI) C 5.7.3 Faseroptische Sensorik (FOS) zur Spannungs­

und Dehnungsmessung C 5.8 Feuchtemessung

C 6 Trends ........ .

84 86 88 88

90 91 93 96 96 99 99

100

100 102

103

D Werkzeuge des Qualitätsmanagements 106

D 1 Quality Function Deployment (QFD) 108 D 1.1 Ursprung . . . . 109 D 1.2 Methode . . . . . . . . 110 D 1.3 Voraussetzungen . . . . 111

D 1.3.1 Qualitätsbegriff 111 D 1.3.2 Zusammenstellung des Teams 111 D 1.3.3 Organisation . . . . . . . . . 112 D 1.3.4 Start des Projektes . . . . . . 112 D 1.3.5 Einsatzgebiete . . . . . . . . 112 D 1.3.6 Informationen über die Kundenwünsche 113 D 1.3.7 Informationen über den Wettbewerber 113

D 1.4 Durchfiihrung der Methode . . . . . . . 114 D 1.4.1 Weitere Planungsschritte . . . . . . . 121 D 1.4.2 Vorteile beimArbeiten mit QFD 122

D 1.5 Beispiel fiir QFD fiir ein mechanisches Schaltgetriebe 123

D 2 Fehlerbaumanalyse (FTA) und Fehler-Möglichkeites- und Einfluß-Analyse (FMEA) . . . . . . . . . . . . . . . 134 D 2.1 Situationsanalyse . . . . . . . 134

D 2.1.1 Entwicklungsqualität 134 D 2.1.2 Produktqualität 135 D 2.1.3 Aufgabe des Managements 135

D 2.2 Fehlerbaumanalyse (FTA) und FMEA 137 D 2.2.1 FMEA . . . . . . . . . . . . 137 D 2.2.2 Fehlerbaumanalyse (FTA nach DIN 25424) 137

D 2.3 Systemanalyse als Voraussetzung . . . . . . . . . . 138

XI

D3

D4

XII

D 2.3.1 Systemdenken .............. . D 2.3.2 Auswahl kritischer Elemente (Teilsysteme) D 2.3.3 Auswahl kritischer Betriebszustände

D 2.4 Fehlerbaumanalyse (DIN 25 424) . . . . . D 2.4.1 Darstellung . . . . . . . . . . . D 2.4.2 Methodik der Fehlerbaumanalyse D 2.4.3 Analyse des Fehlerbaums . . .

D 2.4.3.1 Qualitative Analyse D 2.4.3.2 Quantitative Analyse

D 2.5 Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) D 2.5.1 Grundlagen ....... . D 2.5.2 Erstellen einer FMEA ...... .

D 2.5.2.1 Potentielle Fehler ... . D 2.5.2.2 Potentielle Folgen des Fehlers D 2.5.2.3 Dokumentationspflicht D D 2.5.2.4 Potentielle Fehlerursachen .. D 2.5.2.5 Zusammenfassung ..... . D 2.5.2.6 Vergleich der System-, Konstruktions­

und Prozeß-FMEA D 2.5.2.7 Praxistips

D 2.6 Praxisbeispiel . . . . . . . . D 2.6.1 Fehlerbaumanalyse D2.6.2 FMEA

D 2. 7 Trends . . . . . . . . . . . .

Design of experiments (DOE) (Statistische Versuchsplanung zum Optimieren von Produkten und Prozessen) D 3.1 Einleitung .............. . D 3.2 Klassische Versuchsplanung .... .

D 3.2.1 Einfaktorieller Versuchsplan D 3.2.2 Vollfaktorieller Versuchsplan D 3.2.3 Faktorielle Versuchspläne mit Wechselwirkungsspalte D 3.2.4 Teilfaktorielle Versuchspläne ... . D 3.2.5 Quadratische Versuchspläne .... . D 3.2.6 Versuchspläne nach Placket Burman

D 3.3 Modeme Versuchsplanung ......... . D 3.3.1 Versuchsplanung nach Shainin .. .

D 3.3 .1.1 Ablauf eines DOE nach Shainin D 3.3 .1.2 Praxisbeispiel . . . . . . . . . .

D 3.3.2 Versuchspläne nach Taguchi ...... . D 3.3.2.1 Ablauf eines DOE nach Taguchi D 3.3.2.2 Praxisbeispiel: Schmiernutoptimierung

Maschinenfahigkeitsuntersuchung (MFU) und statistische Prozeßregelung (SPC) ................. . D 4.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . D 4.2 Grundlagen der Prozeßsicherheit . .

138 140 142 145 145 145 156 157 159 164 164 165 169 169 170 170 175

175 177 183 183 183 183

187 187 188 189 189 191 191 192 192 193 193 193 198 203 206 212

221 221 223

D 4.3 Voraussetzungen . . . . . . . . . . . . . . . D 4.4 Ermittlung der statistischen Prozeßkennwerte

D 4.4.1 Maschinenfähigkeit . . . . . . . . . D 4.4.2 Prozeßfähigkeit . . . . . . . . . . .

D 4.5 Bewertung von Maschinen- und Prozeßfähigkeiten D 4.6 Statistische Prozeßregelung (SPC) .

D 4.6.1 Qualitätsregelkarten (QRK) D 4.6.2 Prozeßregelung mit QRK D 4.6.3 Einführung von SPC

D 4.7 SPC in der Praxis ......... . D 4.7.1 Aufbereiten von Meßwerten . D 4. 7.2 Ermittlung statistischer Prozeßkennwerte D 4.7.3 Führen einer Qualitätsregelkarte (QRK)

D 4.8 Trends bei SPC

D 5 Poka-Yoke . .

D 6 Qualitätsaudit D 6.1 Einleitung D 6.2 Audit-Arten D 6.3 Voraussetzungen D 6.4 Ablaufvon Qualitätsaudits (QA)

D 6.4.1 Systemaudit .. D 6.4.2 Verfahrensaudit D 6.4.3 Produktaudit

D 6.5 Trends . .

D 7 Expertensysteme D 7.1 Aufbau und Funktionsweise von Expertensystemen D 7.2 Entwicklung von Expertensystemen D 7.3 Einsatzgebiete für Expertensysteme D 7.4 Trends . . . . . . . . . . . . . . . .

E Organisation des Qualitätsmanagements

E 1 Einleitung

226 229 230 232 234 235 235 240 244 245 245 247 249 251

264

268 268 270 271 272 274 276 284 287

289 289 291 292 293

294

294

E 2 Grundlagen des Qualitätsmanagements 295 E 2.1 Qualitätsbegriffe und Organisation 295 E 2.2 Ablauforganisation des Qualitätsmanagements 298 E 2.3 Aufbauorganisation des Qualitätsmanagements 301 E 2.4 Qualitätsmanagementhandbuch (QMH) · 304

E 3 Funktionen des Qualitätsmanagements . 308 E 3.1 Qualitätsplanung . . . . . . . . . 310

E 3 .1.1 Zuverlässigkeits-Planung 312 E 3.1.2 Zuverlässigkeits-, Instandhaltungs- und Sicherheits-

management (ZIS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313

XIII

E 3.2 Qualitätsprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 E 3.2.1 Prüfplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 E 3.2.2 Prüfausführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322

E 3.2.2.1 Prüfausführung im Ablauf der Produkterstellung 322 E 3.2.2.2 Meßtechnik . . . . . . . . . 328

E 3.2.3 Prüfdatenerfassung und -Verarbeitung 334 E 3.3 Qualitätslenkung . . . . . . . . . . . . . . 340

E 3.3.1 Qualitätslenkung bei Zulieferungen . . 346 E 3.3.2 Qualitätslenkung Hausfertigung 354

E 4 Aufbau der Qualitätsmanagement-Organisation nach Betriebsabläufen 356 E 4.1 Eingangsprüfung . . . . . . . . . . . . . . 356 E 4.2 Fertigungsprüfung . . . . . . . . . . . . . 358

E 4.2.1 Selbstprüfung in der Fertigung . . 359 E 4.2.2 Organisation der Prüfdurchführung 3_60

E 4.3 Montage- und Endprüfung 362 E 4.4 Werkstoffprüfung . . . . . . . . . . . . . . 364 E 4.5 Abnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365

E 5 Tendenzen in der Entwicklung des Qualitätsmanagements im modernen Industriebetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368

F Qualitätskosten 375

F 1 Einleitung . . . 375

F 2 Definition und Übersicht 375

F 3 Kostenarten . . . . . . . 377 F 3.1 Fehlerverhütungskosten 377

F 3.1.1 Kosten der Qualitätsplanung 377 F 3.1.2 Kosten der Lieferantenbeurteilung 377 F 3.1.3 Kosten der Qualitätsfähigkeitsuntersuchung . 378 F 3.1.4 Kosten der Leitung des Qualitätswesens 378 F 3.1.5 Kosten der Prüfplanung . . . . . 378 F 3.1.6 Kosten der Qualitätslenkung . . . . 378 F 3.1.7 Kosten fiirdas Qualitätsaudit . . . . 378 F 3.1.8 Kosten fiir die Qualitätsförderung . . 378 F 3.1.9 Sonstige Kosten der Fehlerverhütung 378

F 3.2 Qualitätsprüfkosten . . . . . . . . . . . . . . . . 378 F 3.2.1 Prüfkosten in Wareneingang, Fertigung und Endprüfung 379 F 3.2.2 Abnahmeprüfung . 379 F 3.2.3 Laboruntersuchung . . . . . . . . . . . . . . . 379 F 3.2.4 Dokumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . 379 F 3.2.5 Prüfmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379 F 3.2.6 Instandhaltung und Überwachung der Prüfmittel 379 F 3.2.7 Sonstige Prüfkosten . . . . . . . . . . . . . . . 379

XIV

F 3 .3 Interne Fehlerkosten . . . . . F 3.3.1 Ausschuß ..... . F 3.3.2 Mehr- und Nacharbeit F 3.3.3 Sortierprüfung .... F 3.3.4 Wiederholungsprüfung F 3.3.5 Untersuchung zur Fehlerursachenfindung F 3.3.6 Wertminderung F 3 .3. 7 Sonstige Kosten

F 3.4 Externe Fehlerkosten .. F 3.4.1 Gewährleistung F 3.4.2 Kulanz ..... F 3.4.3 Ausschuß- und Nacharbeitskosten F 3.4.4 Produkthaftung F 3.4.5 Sonstige Kosten ...... .

F 4 Erfassung und Zuordnung . . . . . . . . . . F 4.1 Erfassung der Fehlerverhütungskosten F 4.2 Erfassung der Kosten der Qualitätsprüfung

F 4.2.1 Erfassung der Prüfkosten für Personal (Erfassungsart P) . . . . . . . . . . .

F 4.2.2 Erfassung der Prüfkosten nach Zeiten und Mengen (Erfassungsart ZM) . .

F 4.3 Interne und externe Fehlerkosten

F 5 Auswertung . . . . . . . . . . . . . F 5.1 Qualitätskosten-Organigramm F 5.2 Trend der Qualitätskosten F 5.3 Technischer Ausstattungsgrad F 5.4 Prüfkostenanteil an den Werkskosten .

F 5.4.1 Prüfkostenanteil der Qualitätssicherung bezogen auf die Werkskosten . . . . .

F 5.4.2 Prüfkostenanteil der Fertigung bezogen auf die Werkskosten . . . . .

F 5.4.3 Mehr- und Nacharbeitskosten

F 6 Berichtswesen . . . . . . . . . . . . . . . .

G Rechnerunterstütztes Qualitätsmanagement (CAQ- Computer Aided Quality Management)

G 1 Aufgaben des CAQ

G 2 Konzeption eines CAQ-Systems

G 3 CAQ-Systemelemente . G 3.1 Qualitätsplanung G 3.2 Qualitätsprüfung

G 3.2.1 Prüfplanung

379 380 380 380 380 380 380 380 380 380 381 381 381 381 381 381 382

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384 384 387 388 392

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392 392

393

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396

396

397 398 399 400

XV

G 3.2.2 Dynamisierung von Prüfanweisungen G 3.2.3 Erfassen der Qualitätsdaten .... . G 3.2.4 Wareneingangsprüfung ....... . G 3.2.5 Statistische Prozeß-Regelung (SPC) G 3.2.6 On-Line-Anbindung von Meßmaschinen G 3.2.7 Prüf- und Meßmittelüberwachung G 3.2.8 Informationen vom Kunden

G 3.3 Qualitätslenkung . . . . . . . . . . . . . . G 3.3.1 Qualitätsanalysen . . . . . . . . . G 3.3.2 Regelkreise der Qualitätsinformation

400 400 400 400 401 402 402 403 403 403

G 4 Systemarchitektur . . . . . . . . . . 403

G 5 Datenbanken und ihre Verknüpfungen 407

G 6 Planung und Einführung eines CAQ-Systems 407 G 6.1 Vorstudie . . . 408 G 6.2 Problemanalyse . . . . . . . . . 409 G 6.3 Pflichtenheft . . . . . . . . . . 410

G 6.3.1 Beschreibung der Ziele 411 G 6.3.2 Funktionen . . . . . . 411

G 6.3.2.1 Erfassung der Stammdaten zu Prüfplänen 412 G 6.3.3 Schnittstellen 414

G 6.4 Probeinstallation 414 G 6.5 Systemauswahl . . . . 414 G 6.6 Installation . . . . . . 415

G 6.6.1 Vorbereitungen 415 G 6.6.2 Pilotinstallation 415 G 6.6.3 Firmenweiter Einsatz von CAQ 416

G 7 Wirtschafltichkeit von CAQ . . 417 G 7.1 Kosten-Nutzen-Vergleich 417

G 8 Grenzen eines CAQ-Systems 418

G 9 Ausblick . . . . . . . . . . . 418

G 10 Beispiel eines Standard-CAQ-Systems auf Basis SAP R/3 419 G 10.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419 G 10.2 Argumente zur Entscheidung fiir ein Standard-CAQ-System

am Beispiel SAP R/3 . . . . . . . . . . . . . . 419 G 10.3 Module des R/3-Systems . . . . . . . . . . . . 419 G 10.4 Qualitätsmanagement in der logistischen Kette 420 G 10.5 Qualitätsmeldung . . . . . . . . . . . . . . . . 424 G 10.6 Elektronische Abwicklung von Geschäftsprozessen 427 G 10.7 Customizing 428 G 10.8 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431

XVI

H Qualitätsmanagement im Klein- und Mittelbetrieb

H 1 Eigenschaften des Klein- und Mittelbetriebes . . . . .

H 2 Qualitätsmanagement während des Produktentstehungsprozesses H 2.1 Planung und Projektierung . . . . . . . . H 2.2 Entwicklung, Konstruktion und Versuch H 2.3 Arbeitsvorbereitung und Qualitätsplanung

H 2.3.1 Arbeitsvorbereitung H 2.3.2 Qualitätsplanung

H 2.4 Beschaffung . . . . . . . . H 2.5 Fertigung und Montage . . .

H 2.5.1 Materialidentifikation H 2.5.2 Maschinenfähigkeitsuntersuchung H 2.5.3 Statistische Prozeßregelung (SPC) H 2.5.4 Selbstprüfung H 2.5.5 Prüfstatus ...... .

H 2.6 Transport und Lagerung . . . . H 2.6.1 Artgerechte Verpackung H 2.6.2 Artgerechte Lagerung H 2.6.3 First in firstout (Fifo)

H 2. 7 Vertrieb und Kundennutzung . H 2. 7.1 Kundenanforderungen H 2.7.2 Schadensfallstatistik H 2.7.3 Ersatzteilverbrauch

H 3 Qualitätsregelkreis . . . . . . . . . H 3.1 Werkerselbstprüfung .... H 3.2 Fertigungsprüfung (Laufkontrolle) H 3.3 Baugruppenzwischenprüfung H 3.4 Endprüfung . . . H 3.5 Geräteaudit ... H 3.6 Lebensdauertest H 3.7 Kunde ..... .

H 4 Qualitätsinformationen

H 5 Qualitätsförderung und Qualitätsmotivation

I Software-Qualitätsmanagement

I 1 Einführung . . . . . . . . . . . .

I 2 Software-Lebenszyklus und Phasenmodell I 2.1 Anforderungen an Software (Qualitätsmerkmale) I 2.2 Software-Lebenszyklus (Phasenmodell) .....

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XVII

I 3 Qualitätsplanung durch Software-Engineering . . . . . . 464 I 3.1 Methoden und Verfahren des Software-Engineering 467

I 3 .1.1 Visualisierung der Aufgabenstellung . . 468 I 3 .1.2 Gliederung . . . . . . . . . . . . . . . . 468 I 3.1.3 Struktogramme nach DIN 66261 . . . . 470 I 3 .1.4 Entscheidungstabellen nach D IN 66 241 4 70 I 3.1.5 Datenstrukturen und Datenflußpläne 472

I 3.2 Pflichtenheft . . . . . . . . 474 I 3.3 Schnittstellen-Beschreibung . . . . . . . . . 475 I 3.4 Dokumentation . . . . . . . . . . . . . . . . 475

I 3.4.1 Programmentwicklungs-Dokumentation (DIN 66231) 475 I 3.4.2 Programm-Dokumentation (DIN 66230) 478

I 4 Qualitätslenkung und Qualitätsprüfung . . . . . . . . . I 4.1 Globale Qualitätslenkung . . . . . . . . . . . . . I 4.2 Prüfpläne für die Software . . . . . . . . . . . .

I 4.2.1 Voraussetzungen für die Produktprüfung I 4.2.2 Prüfung der Produktbeschreibung (PB) I 4.2.3 Prüfung der Dokumentation . . . . . . I 4.2.4 Prüfung der Installationsdurchführung I 4.2.5 Definition der Prüffälle I 4.2.6 Prüfung der Programme

I 4.3 Auswertung der Prüfung

I 5 Qualitätsbegleitung

K Qualitätsf"örderung

K 1 Einführung . . . . .

K 2 Methoden der Qualitätsförderung

K 3 Qualitätszirkel (QZ) . . K 3.1 Voraussetzungen K 3.2 Ablauf ..... . K 3.3 Beispiel .... .

K 4 Betriebliches Vorschlagswesen (BVW)

K 5 Verhaltenstraining . .

K 6 Integrationsförderung

L Qualität und Recht

L 1 Einleitung . . . . .

L 2 Sachverhaltsaufklärung bei Qualitätsproblemen .

XVIII

478 479 483 483 483 483 483 483 485 485

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L 3 Schadenspositionen bei Qualitätsproblemen . . . . . . . . . . . 505

L 4 Haftung für mangelhafte beziehungsweise fehlerhafte Produkte 506 L 4.1 Gewährleistungshaftung 506

L 4.1.1 Sachmängel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507 L 4.1.2 Ansprüche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507 L 4.1.3 Fallbeispiele (mit Lösungsansätzen und Ergebnishinweisen) 508

L 4.2 Positive Vertragsverletzung . . 509 L 4.3 Produkthaftung . . . . . . . . . 509

L 4.3.1 Verschuldenshaftung 510 L 4.3.2 Produkthaftungsgesetz 511 L 4.3.3 Fallbeispiele (mit Lösungsansätzen und Ergebnishinweisen) 512

L 5 Fall mit Lösungshinweisen 513

L 6 Abschlußbemerkungen 514

M Zertifizierung, Öko-Audit, EU-Maschinenrichtlinie und CE-Kennzeichnung . . . . . . . . . . . . . 515

M 1 Zertifizierung eines Qualitätsmanagement-Systems 515 M 1.1 Informationsgespräch . . . . . . . . . . . . . 515 M 1.2 1. Phase: Vorbereitung auf das Zertifikataudit 515 M 1.3 2. Phase: Übergabe der QM-Unterlagen und Bewertung

der Qualitätsmanagement-Unterlagen durch die Auditoren 517 M 1.4 3. Phase: Zertifikataudit im Unternehmen . . . . . . . . . 517 M 1.5 4. Phase: Vertragsabschluß, Zertifikaterteilung, Überwachungs-

und Widerholungsaudits . . . . . . . . . . . . . 517

M 2 Umweltzertifizierung nach der EU-Öko-Auditverordung 518

M 3 EG-Maschinenrichtlinie und CE-Kennzeichnung . . . . 519 M 3.1 Phase 1: Technische Dokumente und Maßnahmen für Aktivitäten 522 M 3.2 Phase 2: Informationsphase für den Verkauf, über das Gerät

(Maschine) und Aufbau eines internen Berichtswesens . 522 M 3.3 Phase 3: Gefährdungsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . 522 M 3.4 Phase 4: Konformitätserklärung und CE-Kennzeichnung 522

M 4 Integration der Managementsysteme 523

N Internationale Zertifizierung und Bewertung von Qualitätsmanagementsystemen . . . . . . 527

N 1 Internationale Zertifizierung von Qualitätsmanagementsystemen 531 N 1.1 Verbesserungsmöglichkeiten der Normenreihe ISO 9000 . 531 N 1.2 Qualitätsmanagement-Systemanforderungen nach ISO 9000: 2000 532

N 1.2.1 Anlaß, Ziele und Einführungsfristen 532 N 1.2.2 Inhalt der ISO 9000: 2000 . . . . . . . . . . . . . . . . . 534

XIX

N 1.2.2.0 Einleitung . . . . . . . 536 N 1.2.2.1 Anwendungsbereich . . 538 N 1.2.2.2 Normative Verweisungen 538 N 1.2.2.3 Begriffe . . . . . . . . . 538 N 1.2.2.4 Qualitätsmanagement 539 N 1.2.2.5 Verantwortung der Leitung 541 N 1.2.2.6 Management von Ressourcen 542 N 1.2.2. 7 Produktrealisierung . . . . . 543 N 1.2.2.8 Messung, Analyse und Verbesserung 547

N 1.2.3 Bewertung der Anwendung . . . . . . . . . . . 549 N 1.3 Qualitätsmanagement-Systemanforderungen nach QS 9000 550 N 1.4 Qualitätsmanagement-Systemanforderungen nach VDA 6 553 N 1.5 Vergleich der verschiedenen internationalen Qualitätsmanagement-

Systemanforderungen und Ausblick . . . . . . . . . . . . . . 555

N 2 Bewertung und Fortentwicklung von Qualitätsmanagementsystemen 559 N 2.1 Selbstbewertung nach EFQM 559 N 2.2 Qualitätspreise . . . . . . . . 567

N 3 Zertifizierung nach neuen Standards 571 N 3.1 Überblick über die Managementsysteme 571 N 3.2 Gemeinsamkeiten von Managementsystemen 573 N 3.3 Entwicklungstendenzen bei den Normen zum Qualitätsmanagement 575

0 Glossar . . . . . . . . . . . . . . 578

P Lösungen der Übungsaufgaben 587

Sachwortverzeichnis . . . . . . . . . 591

XX