Wie Sie Qualitätsmängel in der Fertigung verfolgen und verhindern können

Um eine angemessene Investitionsrendite zu gewährleisten und die Kunden zufrieden zu stellen, müssen Fertigungsunternehmen sicherstellen, dass Qualitätsprodukte vom Band laufen. Daher müssen die Hersteller die Qualität von den ersten Phasen des Produktionsprozesses bis hin zum ausgelieferten Produkt im Auge behalten.

Daher leiten die meisten Fertigungsunternehmen ihre Qualitätskontrollmaßnahmen ein, noch bevor die Produktionslinie richtig zu laufen beginnt. Die Unternehmen bestehen auch darauf, von ihren Lieferanten Qualitätsmaterialien zu erhalten, um sicherzustellen, dass die in den Fertigungsprozess eingespeisten Teile keine Qualitätsmängel verursachen.

In einem zunehmend wettbewerbsorientierten Geschäftsumfeld ist die Verfolgung von Qualitätsmängeln für die meisten Hersteller zu einer unerlässlichen Initiative geworden, um Abfall zu reduzieren, Gewinne zu maximieren und zufriedene und treue Kunden zu behalten.

In diesem Beitrag gehen wir näher darauf ein, warum die Verfolgung von Qualitätsmängeln so wichtig ist und wie Hersteller die Qualitätsmanagement Prozesse verbessern, um sich einen ernsthaften Wettbewerbsvorteil zu verschaffen und zu erhalten.

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Qualitätsmängel bei der Herstellung sind Unzulänglichkeiten bei den Anforderungen und Spezifikationen von Rohstoffen und Endprodukten. Geringfügige Mängel zu Beginn des Herstellungsprozesses können zu erheblichen Qualitätsunterschieden in späteren Phasen der Produktion führen.

In den meisten Fällen werden Herstellungsfehler in drei Kategorien eingeteilt:

• Kleinere Mängel: Diese Art von Produktmängeln bleibt oft unbemerkt und fällt den Herstellern nur deshalb auf, weil sie wissen, worauf sie achten müssen. Geringfügige Mängel beeinträchtigen weder die Funktion noch die Ästhetik des Produkts und machen es für den Endverbraucher nutzbar.

• Wesentliche Mängel: Das sind Mängel, die ein Produkt leicht unbrauchbar machen, weil sie die Funktion eines Objekts beeinträchtigen. Infolgedessen wird ein Kunde mit seinem Kauf nicht zufrieden sein und den Artikel wahrscheinlich an den Verkäufer oder Hersteller zurückgeben.

• Kritische Mängel: Artikel mit dieser Art von Defekt haben die Produktfunktionalität erheblich beeinträchtigt, was oft zu Ausfällen führt. Diese Art von Qualitätsmängeln bei der Herstellung kann dem Endverbraucher sogar schaden. Dies wirft ein schlechtes Licht auf den Hersteller und hat erhebliche negative finanzielle und rufschädigende Auswirkungen.

Was passiert mit den Berichten von Mitarbeitern, die Qualitätsprobleme in Ihrer Produktion melden?

In vielen Betrieben werden die Berichte in einem Stapel von Papieren abgelegt, die nie in einen Computer eingegeben werden. Oder wenn sie protokolliert werden, landen sie in einer Excel-Tabelle, die unmöglich zu analysieren ist.

Der Bericht zur Fehlerverfolgung sieht normalerweise so aus:

Dabei handelt es sich um eine Reihe von Teilen und eine Liste möglicher Probleme, wobei die häufigsten Probleme pro Teil aufgeführt sind. Es handelt sich eigentlich nur um eine Liste von Kombinationen zwischen Teilen und Problemen, und dieses Muster lässt sich auch in anderen Herstellungsprozessen beobachten.

Wenn Sie die Daten aus diesen Berichten nicht analysieren können, sind Sie gezwungen, sich auf Anekdoten und Vermutungen zu verlassen, um Entscheidungen zu treffen. Vielleicht müssen Sie entscheiden, ob ein bestimmter Mitarbeiter umgeschult werden muss oder ob ein Teil neu konstruiert werden muss, um Fehler zu reduzieren.

Eine Lösung für dieses Problem wäre die Verwendung eines "automatisierten Fehlerberichts", um Produktionsprobleme in Echtzeit zu erfassen. Ein automatischer Qualitätsbericht funktioniert am besten, wenn Sie einen Mitarbeiter haben, der sich mit der Verfolgung von Mängeln im Laufe des Tages beschäftigt, z. B. einen Qualitätsspezialisten. Der Mitarbeiter kann seine Daten in ein robustes Tablet (oder einen Laptop an einem Arbeitsplatz) eingeben, während er seine Inspektionen durchführt. Diese Daten können in eine zentrale Datenbank übertragen werden, wo Vorgesetzte die Informationen leicht abrufen und analysieren können, um Erkenntnisse zu gewinnen und gegebenenfalls Korrekturmaßnahmen zu ergreifen.

Als produzierendes Unternehmen istQualitätsmanagement ein wichtiger Bereich, in den Ihr Unternehmen investieren sollte. Andernfalls können Unternehmen erhebliche Rückschläge erleiden, die zu Produktrückrufen und letztlich zu einer negativen Wahrnehmung der Marke führen.

Qualitätsmängel in der Produktion sind mehr als nur ein Ärgernis am Ende der Fertigungslinie bei der Verpackung. Sie haben weitreichendere, nachteilige Auswirkungen auf das Unternehmen als Ganzes. Nachfolgend finden Sie einige Bereiche, in denen Produktionsfehler den Betrieb kosten können.

• Verlust der Kundentreue: Wenn Kunden weniger gute Produkte erhalten, werden sie wahrscheinlich nicht mehr mit Ihrem Hersteller zusammenarbeiten wollen. Tatsächlich verlieren Hersteller aufgrund von Qualitätsproblemen oft Folgeaufträge und potenzielle Neukunden, die von früheren Käufern empfohlen worden wären.

• Erhöhtes Haftungsrisiko: Kritische Herstellungsfehler setzen ein Unternehmen dem Risiko aus, für Schäden haftbar gemacht zu werden. Wenn solche Defekte durch die Qualitätskontrolle schlüpfen, ist es wahrscheinlich, dass sie bei den Anwendern und dem Endkunden Schaden verursachen. Wenn also ein Kunde durch ein fehlerhaftes Produkt geschädigt wird, kann er das Unternehmen auf Schadenersatz verklagen.

• Geschädigter Ruf der Marke: Mit dem Verlust von treuen Kunden und dem Ruf einer minderwertigen Produktqualität kann eine Herstellermarke das Vertrauen potenzieller Kunden verlieren. Außerdem kann Ihre Konkurrenz diese Chance nutzen, um sich als bessere Alternative auf dem Markt zu positionieren. Wenn Sie erfolgreich sind, können konkurrierende Marken Ihrem Unternehmen die Marktposition wegnehmen und Ihre Marke zu einem nachrangigen Unternehmen machen.

• Erheblich geringere Einnahmen: Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Auswirkungen von Qualitätsmängeln die Fähigkeit eines Fertigungsunternehmens zur Steigerung seiner Einnahmen beeinträchtigen können. Wie bei vielen anderen Unternehmen auch, fließt ein erheblicher Teil des Betriebsbudgets der Hersteller in den Umgang mit Rechtsstreitigkeiten, die Markenwahrnehmung und die Marktpositionierung. Letztendlich hat der Verlust von Kundeneinnahmen erhebliche Auswirkungen auf das Endergebnis des Unternehmens.

Daher ist es ratsam, die Qualitätskontrolle im Auge zu behalten, um die negativen finanziellen Auswirkungen von Qualitätsmängeln in der Fertigung zu vermeiden. Die meisten Unternehmen stellen auf moderne Qualitätskontrollverfahren um, um im Zeitalter der modernen Fertigung die Kontrolle über die Fehler zu behalten.

Bei der Fehlerverfolgung geht es nicht nur darum, fehlerhafte Teile zu finden. Es geht darum, den Kreislauf zu schließen, d.h. Probleme schnell genug zu erkennen, zu dokumentieren, zu verfolgen und zu beheben, um Wiederholungen zu vermeiden und langfristige Verbesserungen in Ihren Prozess einzubauen.

Hier sehen Sie, wie der Prozess aussieht, wenn er auf dem Boden richtig funktioniert:

1. Erkennung
Der erste Schritt ist die Identifizierung des Problems. In vielen Betrieben verlassen sich die Bediener immer noch auf die manuelle Inspektion. Das funktioniert gut in Umgebungen mit geringem Volumen oder hoher Variabilität, wo menschliches Urteilsvermögen gefragt ist.

Automatisierte Kontrollen erweitern den Erfassungsbereich. Sensoren, die mit Drehmomentwerkzeugen, Überwachungskameras oder Inline-Messgeräten verbunden sind, können Bedingungen anzeigen, die auf ein Teil hinweisen, das nicht den Spezifikationen entspricht.

Die maschinelle Bildverarbeitung mit KI geht noch einen Schritt weiter, indem sie Anomalien in jeder Schicht in Echtzeit und ohne Ermüdung aufspürt. Der Hauptvorteil ist die Konsistenz, denn sie beseitigt Abweichungen von einem Bediener zum nächsten.

2. Berichterstattung und Protokollierung
Sobald Sie einen Fehler gefunden haben, kommt es darauf an, die Details sofort und auf strukturierte Weise zu erfassen.

Digitale Berichtswerkzeuge helfen bei der Standardisierung von Daten. Die meisten enthalten Felder für Fehlertyp, Ort, mögliche Ursache und Schweregrad. Fotos oder kommentierte Bilder sorgen für mehr Klarheit, wenn die Probleme später überprüft werden.

Wenn die Berichterstattung in Apps oder Stationen an der Frontlinie integriert ist, vermeiden Sie zwei häufige Probleme: verlorene Papierprotokolle und Missverständnisse zwischen Bedienern und Technikern.

3. Rückverfolgung
Einen Fehler zu finden ist eine Sache. Die Rückverfolgbarkeit zahlt sich aus, wenn Sie seinen Ursprung und sein Ausmaß verstehen. Die Chargen- und Losverfolgung verbindet jedes Produkt mit seinen Rohstoffen, Maschinen und Bedienern. Mit Genealogie-Systemen können Sie sowohl zurück zur Ursache als auch vorwärts zu allen Teilen verfolgen, die das gleiche Problem haben könnten.

Dies ist nicht nur für die Ursachenanalyse wertvoll, sondern oft auch für die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und für die schnelle Eindämmung von Rückrufaktionen erforderlich.

4. Auflösung
Aufdeckung und Rückverfolgung sind nur von Bedeutung, wenn sie zu echten Korrekturmaßnahmen führen.

CAPA-Workflows bieten einen strukturierten Weg zur Untersuchung, Behebung und Vermeidung von Wiederholungen. Sie schaffen auch Verantwortlichkeit, indem sie Aktionen und Fälligkeitstermine zuweisen.

Wenn Sie Defektdaten über einen längeren Zeitraum verfolgen, können Sie nicht nur einzelne Ereignisse, sondern auch Trends erkennen. Diese Erkenntnisse fließen in Prozessänderungen, Designaktualisierungen und Bedienerschulungen ein.

Die digitale Erfassung dieses Zyklus stellt sicher, dass nichts durchrutscht und dass sich Verbesserungen auf alle Teams ausbreiten, anstatt nur auf eine Linie oder Schicht beschränkt zu bleiben.

Verschiedene Systeme handhaben die Fehlerverfolgung auf unterschiedliche Weise. Die Wahl fällt in der Regel auf drei Kategorien: Unternehmensplattformen, an die Produktion gebundene Ausführungssysteme oder spezielle Qualitätstools. Jedes hat seine Stärken, aber auch seine Grenzen, die Sie in der Praxis spüren werden.

ERP
ERP ist auf die Bereiche Finanzen, Inventar und Beschaffung ausgerichtet. Einige Pakete enthalten zusätzliche Qualitätsmodule, aber diese sind selten tief genug für die alltägliche Fehlerverfolgung. Die Protokollierung einer Abweichung erfordert oft eine Umgehung oder ein Add-On, was die Reaktionszeit verlangsamt und es den Mitarbeitern erschwert, schnell zu handeln.

MES
Da MES näher an der Produktion angesiedelt sind, können sie Fehler natürlich besser erfassen als ERP. Die meisten MES umfassen Prozessdurchsetzung, Rückverfolgbarkeit und Fehlerprotokollierung. Der Nachteil ist die Starrheit. Herkömmliche MES können schwer zu ändern sein, wenn sich die Produktlinien ändern, und Änderungen sind teuer.

Eigenständige Qualitätssysteme
Management-Software ist stark in der Fehlerverfolgung, CAPA und Compliance-Aufzeichnungen. Aber wenn sie nicht mit ERP und MES verknüpft ist, besteht die Gefahr, dass sie zu einem weiteren Silo wird. Die Teams müssen dann Daten erneut eingeben oder Informationen in verschiedenen Systemen suchen.

Herkömmliche Verfahren zur Verfolgung und Vermeidung von Qualitätsmängeln lassen bei Produktionsentscheidungen viel zu wünschen übrig. Sie sind nicht nur ineffizient und zeitaufwändig, sondern erfordern auch mehr finanzielle und personelle Ressourcen.

Immer mehr Hersteller setzen auf fortschrittliche Qualitätsmanagement Systeme, um Fehler effizient zu vermeiden. Dabei müssen die Unternehmen ihre Qualitätskontrollmaßnahmen standardisieren und ihre Mitarbeiter in den neuesten Systemen und Geräten schulen und ausbilden.

Hier erfahren Sie, wie Sie den Prozess der Qualitätskontrolle automatisieren können:

Automatisieren Sie Prozesse in der Produktion

Wenn sich ein Unternehmen mehr auf den direkten Einsatz von Menschen in der Produktion verlässt, wird der Herstellungsprozess aufgrund unvermeidlicher menschlicher Fehler immer variieren. Dadurch steigt die Wahrscheinlichkeit, dass Qualitätsmängel die Produktionslinie verlassen.

Automatisierte Maschinen und Arbeitsabläufe ermöglichen jedoch eine wesentlich einheitlichere Arbeitsweise, so dass Unternehmen ihre Effizienz in allen Bereichen verbessern können. Folglich bekommen Sie mehr als nur das, was Sie wollen, wenn Sie die richtigen Anforderungen und Spezifikationen festlegen.

Und apropos...

Definieren Sie Standardanforderungen

Ein entscheidendes Element des Qualitätskontrollprozesses eines Fertigungsunternehmens ist die Festlegung von Grenzwerten und Referenzparametern für das jeweilige Produkt. Außerdem ist es in der Regel hilfreich, eine sogenannte "goldene Probe" anzufertigen.

Ein goldenes Muster stellt das ideale Produkt dar, von dem ein Hersteller erwartet, dass es die Produktionslinie verlässt und den Weg zum Kunden findet. Alle nachfolgenden Produkte sollten die perfekte Vorlage widerspiegeln.

Qualitätsfachleute sollten auch eine Standard-Checkliste mit verschiedenen produktbezogenen und sicherheitsrelevanten Parametern erstellen, die sich auf die Qualitätsfähigkeit einer Anlage auswirken.

Prüfen Sie die Materialien und Waren

Das Aufkommen von Qualität 4.0 ermöglicht eine kontinuierliche Bewertung der Produkte in allen Fertigungsstufen. Hochwertige Instrumente und Software haben dies erleichtert und veranlassen technisch fortschrittliche Hersteller dazu, sich weniger auf Mitarbeiter zu verlassen, die Qualitätsmängel mit Papier und Tabellenkalkulationen erfassen.

Stattdessen sind in modernen Fabrikmaschinen Prüfgeräte oder -module installiert, die jedes einzelne Teil analysieren, das die Maschine bearbeitet. Anschließend vergleicht eine Qualitätskontrollsoftware die Anforderungen jedes Teils mit der Norm.

Werksleiter und das zuständige Personal werden dann über etwaige Defekte an der Fertigungslinie informiert. In einigen fortschrittlichen Betrieben kann die Qualitätskontrollsoftware die Prozesse in allen Systemen optimieren, um sicherzustellen, dass das fehlerhafte Teil nicht zur nächsten Station gelangt.

Fehlerhafte Teile und Produkte zurückverfolgen

Die Produktverfolgung ermöglicht es Herstellern, fehlerhafte Produkte in der Fertigungslinie zu lokalisieren. Vernetzte Tools wie Barcode-Scanner können Teile und Produkte in der Fertigungslinie identifizieren und die Daten in Echtzeit an Qualitätsmanager weiterleiten, so dass ein rechtzeitiges Eingreifen möglich ist.

Darüber hinaus ermöglicht die Echtzeitverfolgung den Unternehmen, Fehler bereits vor der Produktion auf der Ebene der Zulieferer zu erkennen. Dadurch hat der Fabrikleiter mehr Kontrolle über den Produktionsprozess und kann die Anzahl der Produktionsfehler verringern.

Die praktischsten Systeme haben ein paar gemeinsame Merkmale:

• Defekte werden zum Zeitpunkt der Entdeckung protokolliert, nicht erst Stunden später

• Die Rückverfolgbarkeit von Chargen und Losen verbindet Probleme mit Materialien und Maschinen

• Integration mit ERP, MES und Betriebsdaten vermeidet Doppelarbeit

• Die Schnittstellen sind einfach genug für Bediener unter Druck

• CAPA-Workflows sind integriert und unterstützen die Einhaltung von Vorschriften.

• Systeme können von einer Linie auf mehrere Standorte skaliert werden, ohne dass Sie neu anfangen müssen

Tulip bietet ein anderes Modell: modulare, app-basierte Tools, die direkt für die Werkstatt entwickelt wurden. Anstatt einen festen Arbeitsablauf vorzuschreiben, können Ingenieure die Apps an ihren Prozess anpassen.

Typische Anwendungsfälle sind:

• Digitale Fehlerprotokollierung mit Bildern und Notizen

• Dashboards, die Fehler mit Chargen, Partien oder Maschinen verbinden

• CAPA-Workflows direkt mit Produktionsdaten verknüpft

• Offene API-Verbindungen zu ERP und PLM
  
  

Da die Anwendungen modular aufgebaut sind, können Betriebe mit einer einzigen Station beginnen und diese schrittweise erweitern. Dadurch werden die Kosten einer vollständigen MES und die Isolierung eines eigenständigen Qualitätstools vermieden.

Vergleich der Systeme zur Fehlerverfolgung

Sobald Sie die Grundlagen der Fehlerverfolgung beherrschen, besteht die nächste Herausforderung darin, Probleme zu erkennen, bevor sie auftreten. Hier kommen neuere Tools wie KI-Vision, prädiktive Analytik und IoT ins Spiel.

1. KI-Vision-Inspektionen
In der Produktion ersetzen KI-gestützte Vision-Systeme viele manuelle Kontrollen. Eine Kamera schaut sich jedes Teil an und vergleicht es mit erlernten Mustern. Wenn es einen Kratzer, ein leicht falsch ausgerichtetes Teil oder eine fehlende Schraube gibt, wird dies sofort angezeigt.

Der wirkliche Unterschied zu regelbasierten Systemen ist die Flexibilität. Sie müssen nicht jede Fehlerregel fest programmieren. Das System lernt. Wenn eine neue Produktvariante auftaucht, kann es sich anpassen, anstatt die Ingenieure zurückzuschicken, um die Prüflogik neu zu schreiben. Die Bediener erhalten von Schicht zu Schicht konsistentere Ergebnisse.

2. Predictive Quality Analytics
Anstatt darauf zu warten, dass fehlerhafte Teile auftauchen, durchsuchen prädiktive Modelle die Produktionsdaten und erkennen Probleme. Vielleicht driften die Drehmomentwerte ab. Vielleicht geben die Bediener ungewöhnliche Einstellungen ein. Vielleicht liegen Temperatur und Luftfeuchtigkeit außerhalb des zulässigen Bereichs. Diese Muster zeigen sich oft schon Stunden, bevor ein Defekt auftritt.

Wenn Sie es früh erkennen, können Sie es korrigieren, bevor sich Schrott ansammelt. Das spart Nacharbeit, hält den Fluss konstant und nimmt dem Team den Druck.

3. IoT und Edge-Integration
All dies hängt von Daten ab. Sensoren an Maschinen und in der Umgebung liefern ununterbrochen Parameter. Edge devices verarbeiten diese Daten direkt vor Ort. Das bedeutet, dass Sie bei einem Schluckauf im Netzwerk nicht den Überblick verlieren.

Für das Team, das die Produktion betreibt, liegt der Vorteil in der Geschwindigkeit. Sie werden rechtzeitig benachrichtigt, um reagieren zu können, ohne darauf warten zu müssen, dass ein Cloud-System irgendwo anders Zahlen auswertet.

Selbst gute Fehlerverfolgungssysteme stoßen auf Probleme, sobald sie auf dem Boden aufschlagen. Einige wenige tauchen immer wieder auf.

1. Datenintegration
Die meisten Fabriken haben bereits ERP, MES, SPS, vielleicht noch ein paar alte Systeme. Sie dazu zu bringen, miteinander zu kommunizieren, ist chaotisch. Wenn die Daten nicht sauber fließen, wird der Defect Tracker einfach zu einem weiteren Silo.

2. Bedieneranpassung
Wenn sich das System langsam oder klobig anfühlt, werden die Bediener es nicht benutzen. Sie notieren sich Dinge auf Papier oder versuchen, sich zu erinnern. Das schadet der Datenqualität. Die Lösung liegt nicht in mehr Regeln, sondern darin, das System während der Schicht einfach zu benutzen und den Mitarbeitern einen Grund zu geben, ihm zu vertrauen.

3. Ausfallzeiten während der Einführung
Ein Systemwechsel mitten in der Produktion kann zu Chaos führen. Der bessere Weg ist, klein anzufangen - mit einer Linie zu starten, die Fehler zu beheben und dann zu expandieren. Andernfalls vergeuden Sie Zeit und frustrieren das Team.

4. Compliance-Anforderungen
In der Pharmaindustrie, der Medizintechnik oder der Luft- und Raumfahrt benötigen Sie Prüfprotokolle, elektronische Signaturen und Versionskontrolle. Wenn das System dies nicht sauber erledigt, werden Sie in Papierkram ertrinken, anstatt Qualitätsprobleme zu lösen.

Profis

• Weniger Ausschuss und Nacharbeit

• Stärkere Audit-Bereitschaft

• Mehr Transparenz über Schichten und Standorte hinweg

• Eine Basis für zukünftige Vorhersagetools
  

Nachteile

• Die Digitalisierung und Verknüpfung von Daten erfordert einen gewissen Aufwand im Vorfeld

• Ein schlechtes Design macht den Betreibern das Leben schwer

• Erfordert einen kulturellen Wandel ebenso wie einen technischen Wandel

Tulip bietet ein anderes Modell: modulare, app-basierte Tools, die direkt für die Werkstatt entwickelt wurden. Anstatt einen festen Arbeitsablauf vorzuschreiben, können Ingenieure die Apps an ihren Prozess anpassen.

Typische Anwendungsfälle sind:

• Digitale Fehlerprotokollierung mit Bildern und Notizen

• Dashboards, die Fehler mit Chargen, Partien oder Maschinen verbinden

• CAPA-Workflows direkt mit Produktionsdaten verknüpft

• Offene API-Verbindungen zu ERP und PLM
  
  

Da die Anwendungen modular aufgebaut sind, können Betriebe mit einer einzigen Station beginnen und diese schrittweise erweitern. Dadurch werden die Kosten einer vollständigen MES und die Isolierung eines eigenständigen Qualitätstools vermieden.