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Hersteller von Elektronikprodukten erwarten immer häufiger Fehlerquoten im niedrigen ppm-Bereich. Allein mit herkömmlichen Tests und Prüfverfahren lassen sich solche Werte nicht erreichen. Es bedarf einer Qualitätsstrategie, die den gesamten Wertschöpfungsprozess im Auge behält.

Die Ihlemann AG fertigt für das Unternehmen WAGO über 300 verschiedene elektronische Baugruppen. „Wir haben die Fehlerquote innerhalb von 10 Jahren von anfangs 2 Prozent (20.000 ppm) auf heute durchschnittlich 0,005 Prozent (50 ppm) reduziert“, berichtet Andreas Monke, Leiter Qualitätsmanagement bei der Ihlemann AG. Um diesen Standard zu erreichen, haben beide Unternehmen ihre internen Qualitätssicherungsprozesse eng aufeinander abgestimmt. „Wir orientieren uns dabei an Verfahren wie der IATF 16949 aus der Automobilindustrie und der ISO 13485 für Medizinprodukte. Dabei überprüfen wir mindestens einmal pro Woche in einer Telefonkonferenz die Entwicklung unserer Kennzahlen und die Einhaltung der vereinbarten Maßnahmen“, ergänzt der QS-Manager von Ihlemann.

SMD-Fertigung, Qualität, Fehlerquote
Bei Ihlemann wurde die Fehlerquote innerhalb von 10 Jahren von anfangs 2 Prozent (20.000 ppm) auf heute durchschnittlich 0,005 Prozent (50 ppm) reduziert
SMD-Fertigung, Qualität, Wareneingang
Verbesserte Qualitätssicherungsprozesse mit festen Regelschleifen stellen sicher, dass bei der Wareneingangsprüfung und allen Fertigungsschritten immer alle vordefinierten Arbeits- und Prüfschritte eingehalten werden.

Die Qualität steht immer stärker unter Druck

Die Ergebnisse von Wago und Ihlemann laufen gegen den allgemeinen Trend, denn die Qualitätsprobleme haben in den vergangenen 10 Jahren zugenommen und werden noch weiter zunehmen. Das sagen laut der Studie „Qualität 4.0“ des Beratungsunternehmens A.T. Kearney fast die Hälfte der befragten Führungskräfte. Als Gründe nennen sie komplexere Produkte mit mehr Elektronik und Software, ein fehlendes einheitliches Qualitätsniveau bei verzweigten globalen Produktionsketten und zunehmend kürzere Produktlebenszyklen. Die Berater sehen einen großen Handlungsbedarf: „Um die Herausforderungen zu meistern, müssen Unternehmen daher in drei Bereichen handeln: bei präventiver Qualität (also bereits bei der Produktentwicklung), reaktiver Qualität (Reparatur- und Serviceleistungen) und in der Qualitäts-Governance und -Kultur (Strategie und Gewohnheiten im Unternehmen).“

Die Erfahrungen der Ihlemann AG bestätigen diesen Handlungsansatz, gewichten aber die Anpassung bisheriger Gewohnheiten besonders hoch: „Wir sehen an erster Stelle ein verändertes Qualitätsbewusstsein im Unternehmen. Fehler dürfen nicht als Makel gebrandmarkt werden, sondern sie sind eine Chance, Prozesse zu verbessern“, beschreibt Andreas Monke das veränderte Verständnis. Demnach wissen die Mitarbeiter, gefördert durch die Lean-Philosophie, selbst am Besten, wo Verbesserungen ansetzen müssen. „Hier hat sich die Unternehmenskultur grundlegend verändert. Die Mitarbeiter warten nicht auf Anweisungen von Vorgesetzten oder Qualitätsbeauftragten, sondern übernehmen selbst mehr Verantwortung“, so Monke. Dabei müsse das Qualitätsmanagement sicherstellen, dass der Blick dabei immer auf den Gesamtprozess und die gesamte Wertschöpfungskette gerichtet werde.

Andre Schlesiger, Leiter Einkauf bei WAGO, bestätigt die Schlüsselfunktion der einzelnen Mitarbeiter: "Die Mitarbeiter sind sich ihrer Handlungen sehr bewusst. Die Prozesse werden permanent hinterfragt und alle Beteiligten lernen ständig dazu. Dadurch wird ein Mehrwert generiert und Potenziale gehoben, die sonst nicht im Fokus gewesen wären. Als Kunde profitieren wir davon, denn die höhere Qualität und das angemessene Preis-Leistungs-Verhältnis sind sozusagen die Mitnahmeeffekte der KATA-Philosophie.“

 

SMD-Fertigung, Qualität, IATF 16949
Softwaremodule im CAQ-System bilden die geforderten Methoden der Automotive- und Medizintechnik-Norm ab und unterstützen die Mitarbeiter bei der Einhaltung der geforderten Prozessschritte.

Die Anwendung der Automobilnorm IATF 16949

Präventive Maßnahmen und Werkzeuge wie das FMEA-Risikomanagement (Failure Mode and Effects Analysis) sorgen im Fertigungsprozess dafür, dass für jeden einzelnen Prozess, jedes System und für jedes Produkt untersucht und bewertet wird, wo Fehler auftreten können, welche Bedeutung sie für den Kunden haben und wie groß die Entdeckungswahrscheinlichkeit ist. Daraus wird eine Risiko-Prioritätskennzahl ermittelt und in einem systematischen, strukturierten Verfahren angewendet. Risikomanagement wurde bei Ihlemann zunächst in der Medizintechnik und schließlich für alle Prozesse umgesetzt. Dieses präventive Vorgehen kennzeichnet auch die Automotive-Norm IATF 16949 mit weiteren Maßnahmen wie PPAP (Production Part Approval Process) und PPF (Produktionsprozess- und Produktfreigaben).

Diese Methoden definieren allerdings sehr hohe Anforderungen an Bemusterungen, Abnahmen und Freigaben und deren Dokumentation. Dabei wird die gesamte Lieferkette in die strengen Verfahren einbezogen. Auch andere Methoden wie die 8D-Systematik, das Ishikawa-Diagramm (Ursache-Wirkungs-Diagramm) oder die Fünf-Warum-Methode dienen dazu, Fehler systematisch zu analysieren und die Fehlerbehebung methodisch abzuarbeiten. „Für die Einhaltung der hohen formalen Voraussetzungen aus der IATF 16949 haben wir zehn interne Auditoren ausgebildet, die in der Lage sind, die Standards normgerecht zu überwachen“, so Monke.

Um die Automotive-Norm anwenden zu können, mussten die internen Prozesse angepasst werden. Die Prozessbeschreibungen wurden neu erstellt und alle Prozessschritte werden jetzt automatisch dokumentiert. Auch der Prüfmittelbereich unterliegt einer strengeren Messsystemanalyse (MSA). So wird sichergestellt, dass die Messsysteme immer die geforderten Ergebnisse liefern. Dabei werden Kriterien wie Genauigkeit, Richtigkeit oder Wiederholpräzision durch Messingenieure systematisch überprüft und die beteiligten Mitarbeiter für die neuen Anforderungen weiterqualifiziert.

SMD-Fertigung, Qualität, CAQ-System
Die Mitarbeiter müssen die Produkt-spezifischen Details nicht im Kopf haben, weil die einzelnen Arbeitsschritte vom CAQ-System vorgegeben werden

Der Nutzen für Nicht-Automotive-Kunden

„Jeder unserer Kunden kann von den sehr hohen Anforderungen der Automotive- und der Medizintechnik-Norm profitieren“, benennt der QS-Manager den größten Nutzen aus den Verfahren. Ein CAQ-System (Computer-aided Quality Assurance) zur rechnerunterstützten Qualitätssicherung sorgt dafür, dass der damit zusammenhängende erhöhte interne Aufwand begrenzt wird. Softwaremodule bilden die geforderten Methoden der Automotive- und Medizintechnik-Norm ab und unterstützen die Mitarbeiter bei der Einhaltung der geforderten Prozessschritte.

Als Beispiel nennt Monke die Fertigung einer Baugruppe mit einem häufig fehlerhaften Bauteil: „Dieses Bauteil wird speziell für einen Kunden gefertigt und unterliegt sehr starken Qualitätsschwankungen. Das führte bei der Baugruppe anfangs zu Fehlerquoten von bis zu 10 Prozent. Jetzt erreichen wir durchschnittlich 0,6 Prozent.“ Ermöglicht wurde dies vor allem durch verbesserte Prozesse mit festen Regelschleifen. Sie stellen sicher, dass bei der Wareneingangsprüfung und bei den Fertigungsschritten immer alle kunden- und produktspezifischen Arbeits- und Prüfschritte eingehalten werden, einschließlich des elektrischen Flying-Probe-Tests. Dabei können die kundenspezifischen Anforderungen auch von den Normvorgaben abweichen. „Die Mitarbeiter müssen die spezifischen Vorgaben nicht im Kopf haben, weil die einzelnen Arbeitsschritte vom CAQ-System vorgegeben werden“, beschreibt der QS-Manager den Vorteil.

Je größer das Verständnis für den gesamten Wertschöpfungsprozess ist, umso besser sind die Ergebnisse aus den Qualitätssicherungsprozessen, so die Erfahrungen der Ihlemann AG. „Die Fehlerquote lässt sich um mindestens 50 Prozent reduzieren, wenn es zwischen Entwicklung und Fertigung feste Regelschleifen gibt und erprobte Verfahren angewendet werden“, so Monke.

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