Digitale Brandbekämpfung mit einem Qualitätsmanagementsystem

Wenn die Feuerwehr ausrückt, um einen Brand zu bekämpfen, geschieht dies immer aus einer aktuellen Notsituation heraus. Im Nachhinein wird Ursachenforschung betrieben, über die Auswirkungen nachgedacht und welche Erkenntnisse aus den Geschehnissen gezogen werden können. Zumindest möchten wir das gerne glauben. Häufig wird allerdings dieser letzte Schritt dadurch ersetzt, dass wir stattdessen versuchen müssen, das nächste Feuer in den Griff zu bekommen und es zu löschen. Die digitale Fabrik gibt uns die Möglichkeit, “Hot Spots” bezüglich der Qualität zu priorisieren, welche unmittelbares Handeln erfordern. In erstklassigen Unternehmen reicht es allerdings beileibe nicht, die Flammen lediglich zu löschen; hier müssen zwingend auch die zusätzlichen Schritte gegangen werden.

Wenn wir die Montagefertigung mit einem Gehirn vergleichen, wäre die “bipolare” Region das Qualitätsmanagement. Am wichtigsten ist heutzutage, dass die Qualität an erster Stelle steht. Dies gilt sogar für die einfachsten Produkte. Da beinahe alles, was wir so benutzen, in irgendeiner Form von Elektronik abhängig ist, ist es im Hinblick auf Qualität und Sicherheit längst nicht mehr ausreichend, wenn diese Kriterien ausschließlich auf geschäftskritische Anwendungen beschränkt sind. Standardmäßig wird in der Fertigung die Managementdirektive ausgegeben, dass in Bezug auf die Produktqualität keinerlei Kompromisse eingegangen werden dürfen. Qualitätsmanagement war schon immer sehr teuer und man könnte dagegen einwenden, dass aus sämtlichen Aktivitäten rund um Qualität keine direkten Vorteile erwachsen. Wenn in der Produktion schon beim ersten Mal alles glattlaufen würde, bräuchte man keine Tests und Inspektionsprozesse, einschließlich AOI, ICT eingehender Materialinspektion, Qualitätssicherungsverfahren, Stichprobenkontrollen an Maschinen und fertiggestellten Produkten etc. In vielen Fällen könnte man 50% der Herstellungskosten einsparen, wenn eine präzise Fertigung garantiert wäre.

Auf Grund dieses Konflikts, hat sich der Denkansatz in Bezug auf das Qualitätsmanagement im Laufe der Jahre gewandelt. Statt sämtliche eingehende Materialien zu prüfen, entwickelten sich zuverlässige Lieferantenprogramme, die ein ausreichendes Maß an Sicherheit bieten. Die Verlagerung möglicher Probleme sowie die Verwaltung und Regulierung einer Ursache, führen zu einer wirtschaftlicheren Qualitätssicherung und ist daher die bessere, da weniger schädliche, Option. Ebenso können, statt Leiterplatten nach jedem wichtigen Prozessschritt zu testen und zu prüfen, die digitalisierten Fabrikdaten hergenommen werden, um festzustellen, bei welcher Produktion einer Leiterplatte irgendeine Ausnahme aufgetreten ist. Denn am Ende rühren Defekte von diesen Ausnahmen her. Wenn eine Leiterplatte genauso wie die vorherige hergestellt worden ist, ohne dass es dabei zu einer Abweichung, beispielsweise einem Maschinenstopp, Materialwechsel, einer Unterbrechung, Berührung durch einen Menschen, gekommen ist, dann wird erwartet, dass jedes Testergebnis genau wie die vorherige Leiterplatte ist, so dass die Bedeutung dieses Tests abnimmt. Können wir uns wirklich zuverlässig auf das Testergebnis verlassen und uns die Tests sparen?

Die Datenerfassung in der digitalen Fabrik erweist sich als ein notwendiges Qualitätswerkzeug. Wenn früher ein einmaliger Defekt in einem Arbeitsauftrag über eintausend Einheiten auftrat, war das ein riesengroßes Problem, das man nicht mehr korrigieren konnte. Dieser Defekt würde sofort eine große Unsicherheit im ganzen Prozess hervorrufen, da nicht klar wäre, ob nicht andere Produkte ähnliche Fehler aufweisen würden. Aktuell erfassen wir unsere digitalen Fabrikdaten, um bestimmen zu können, was genau sich während der Fertigung dieser fehlerhaften Einheit abgespielt hat. Wir erkennen die unterschiedlichsten Umstände, welche die Ursache für diesen einzigartigen Defekt waren. Dies ist außerdem der Nachweis, dass andere Produktionseinheiten des Arbeitsauftrags nicht unter ähnlichen Bedingungen gefertigt wurden und es völlig in Ordnung geht, diese zu versenden. Ein exzellentes Qualitätswerkzeug ist die digitale Rückverfolgbarkeit. Da Fertigungsdaten in Echtzeit bereitgestellt werden, stellt dieser Prozess ein höchst effektives Warnsystem dar. Sollte ein Fehler erneut auftreten, wird ein Alarm ausgelöst, um anzuzeigen, das möglicherweise ein größeres Problem vorliegt und sofort Maßnahmen ergriffen werden sollten, ehe er zu weiteren ähnlichen Fehlern kommt. Rückverfolgungsdaten aus digitalen Fabrikprozessen zu generieren, ist ausgesprochen günstig, erfordert weniger Personal und verkürzt die Zeiten für Tests und Inspektionen, was in Summer Geld spart, sobald Qualität digital kontrolliert wird. Auf Grundlage dessen erscheint es, als verkörpere die digitale Fabrik die aktuellste Form des Qualitätsmanagements.

Leider ist das nicht der Fall. Feuerwehrleute löschen nicht nur Brände. Sie decken Risiken auf, klären Leute auf, empfehlen feuerfeste Materialien in Hochrisikobereichen und schaffen Verfahren, die das Brandrisiko reduzieren oder gänzlich beseitigen. Es gibt vergleichbare Werkzeuge in der Fertigung bereits seit geraumer Zeit und diese gehen bei Hot Spots hinsichtlich der Qualität ähnlich vor. Die bekanntesten sind CAPA (Corrective and Preventive Action) und FRACAS (Failure Reporting, Analysis, and Corrective Action System), obwohl eine Vielzahl an Variationen mit ähnlichen Namen existieren. Jede dieser Methoden bietet eine sehr detaillierte Analyse eines Defektereignisses oder einer Ausnahme, um sicherzustellen, dass Auslöser, Messungen, Ursachen, Aktionen und Vorsichtsmaßnahmen genau beschrieben, geordnet, abgeschlossen und mit Sicherheit nicht vergessen werden. In den digitalen Fabriken von heute werden Daten zu beinahe allen erfassten Ausnahmen und Fehlern in dem digitalen Fabrikverwaltungssystem gespeichert. Daher ist es ein logischer Schritt, CAPA / FRACES Management in der digitalen Fabrikplattform zu integrieren. Digitale Links und Tags können erstellt werden und durch die CAPA / FRACAS Verfahren ersetzt werden, welche sicherstellen, dass beide Aspekte des Qualitätsmanagements verbunden sind und synchronisiert werden. Wenn man einem vollständig beschriebenes CAPA / FRACAS Verfahren folgt, ist es sehr wahrscheinlich, dass neue oder überarbeitete betriebliche Richtlinien und Strategien bestimmt werden, die dann in vielen Fällen in die Konfiguration des digitalen Fertigungsbetriebs aufgenommen werden, wodurch Fehler vermieden werden, unabhängig davon, ob es sich um einmalige Fehler handelt, bei denen besondere Umstände vermieden werden müssen, oder um den richtigen Prozess, um ein weit verbreitetes Problem zu verhindern. CAPA / FRACAS Fälle können alle Aspekte der Fertigung beeinflussen, einschließlich der Lieferkette, des Engineerings und der Fertigungsausführung selbst.

Wenn man eine Fabrik als “feuerfest” einstuft, bedeutet das, dass die gesamte Anlage digitalisiert und sichergestellt ist, dass das vollständige digitale Rückverfolgbarkeitsprotokoll im Einklang mit Level 4 der Rückverfolgbarkeitsspezifikation 1782 des IPC ist. Dazu sollten alle Daten aus den Prozessen automatisch gesammelt werden, z.B. über die IPC-CFX-Anforderung. Das Verständnis des digitalen Produktdesigns sollte mit IPC-2581 vervollständigt werden. Wenn all diese Faktoren auf einer digitalisierten modernen Plattform kombiniert werden, welche für diese neue Technologie entwickelt wurde, wird eine Umgebung geschaffen, in der digitale CAPA / FRACAS vollständig integriert werden können.