Six Sigma+Lean Toolset

Stephan Lunau (Hrsg.)

Renata MeranAlexander John Christian StaudterOlin Roenpage

Six Sigma+Lean ToolsetMindset zur erfolgreichen Umsetzung von Verbesserungsprojekten

3., vollständig überarbeitete und erweiterte Aufl age

1 C

Herausgeber:

Dipl.-Kfm. Stephan LunauUMS (Consulting) GmbHFrankfurt

Autoren:

Dipl.-Vw. Renata MeranDr. Alexander JohnDipl.-Bw. Christian StaudterMag. Olin Roenpage

UMS (Consulting) GmbHFrankfurt

ISBN 978-3-642-27331-5 ISBN 978-3-642-27332-2DOI 10.1007/978-3-642-27332-2Springer Heidelberg Dordrecht London New York

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Gedruckt auf säurefreiem Papier

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V

INHALT

Inhaltsverzeichnis

Vorworte ____________________________________________________________________________________________________ 1

Einführung ________________________________________________________________________________________________ 5

– Six Sigma+Lean eine weltweite ErfolgsgeschichteSind 25 Jahre genug? __________________________________________________________________________ 7

– Six Sigma versus Lean Management – eine Konkurrenz? __________________ 8

– Vom Toolset zum Mindset: was bedeutet das in der unternehmerischen Praxis? __________________________ 9

– Business Excellence als Schlüssel für nachhaltigen Erfolg ________________ 10

– Vom Toolset zum Mindset: was bedeutet das in der Praxis?______________ 14

DEFINE – Was ist das Problem? ____________________________________ 17

– Zusammenfassung DEFINE-Phase ____________________________________________________ 19

– Roter Faden DEFINE-Phase ______________________________________________________________ 20

– Werkzeugübersicht DEFINE-Phase ____________________________________________________ 21

– Project Charter ____________________________________________________________________________________ 23

– Nutzenrechnung __________________________________________________________________________________ 28

– Projektrahmen ____________________________________________________________________________________ 31

– Multigenerationsplan __________________________________________________________________________ 33

– SIPOC ________________________________________________________________________________________________ 35

– Abhängigkeitsbetrachtung __________________________________________________________________ 37

– Projektmanagement ____________________________________________________________________________ 38

VI

INHALT

– Projektstrukturplann ____________________________________________________________________________ 40

– Netzplan ______________________________________________________________________________________________ 42

– Zeitplanung__________________________________________________________________________________________ 44

– Ressourcenplanung ____________________________________________________________________________ 46

– RACI-Chart __________________________________________________________________________________________ 48

– Budgetplanung ____________________________________________________________________________________ 50

– Risikomanagement______________________________________________________________________________ 52

– Stakeholder-Management __________________________________________________________________ 54

– Kick-off-Meeting __________________________________________________________________________________ 57

– Projektkommunikation ________________________________________________________________________ 59

– Kundenbedürfnistabelle ______________________________________________________________________ 61

– Kano-Modell ________________________________________________________________________________________ 63

– Tool 1_CTC- /CTB-Matrix ____________________________________________________________________ 66

– Gate Review ________________________________________________________________________________________ 69

– Gate Review DEFINE__________________________________________________________________________ 71

MEASURE – Wie groß ist das Problem? __________________ 73

– Zusammenfassung MEASURE-Phase________________________________________________ 75

– Roter Faden MEASURE-Phase __________________________________________________________ 76

– Werkzeugübersicht MEASURE-Phase________________________________________________ 77

– Tool 2 __________________________________________________________________________________________________ 79

– Daten sammeln __________________________________________________________________________________ 82

– Operationale Definition ________________________________________________________________________ 83

VII

INHALT

– Datenquelle ________________________________________________________________________________________ 86

– Datenart ______________________________________________________________________________________________ 87

– Erfassungsformulare __________________________________________________________________________ 89

– Stichprobenstrategie____________________________________________________________________________ 91

– Messsystemanalyse (MSA) ________________________________________________________________ 97

– Gage R&R für diskrete (binäre) Daten ______________________________________________ 101

– Messsystemanalyse Typ I ________________________________________________________________ 104

– Messsystemanalyse Typ II ________________________________________________________________ 10

– Untersuchung von Linearität und systematischen Messabweichungen __ 107

– Prüfung der Qualität vorhandener Daten __________________________________________ 109

– Datensammlungsplan ________________________________________________________________________ 111

– Variation verstehen __________________________________________________________________________ 113

– Tortendiagramm ________________________________________________________________________________ 114

– Balkendiagramm ________________________________________________________________________________ 115

– Paretodiagramm ______________________________________________________________________________ 116

– Punktdiagramm__________________________________________________________________________________ 118

– Histogramm ______________________________________________________________________________________ 119

– Box Plot ____________________________________________________________________________________________ 122

– Verlaufsdiagramm______________________________________________________________________________ 124

– Regelkarten ______________________________________________________________________________________ 127

– Streudiagramm __________________________________________________________________________________ 129

– Wahrscheinlichkeitsnetz ____________________________________________________________________ 130

– Lageparameter Mittelwert __________________________________________________________________ 131

VIII

INHALT

– Lageparameter Median______________________________________________________________________ 133

– Streuungsparameter Varianz ____________________________________________________________ 135

– Streuungsparameter Standardabweichung ______________________________________ 136

– Streuungsparameter Spannweite ______________________________________________________ 138

– Streuungsparameter Span ________________________________________________________________ 139

– Prozessleistung ________________________________________________________________________________ 140

– Defects per Million Opportunities (DPMO) ________________________________________ 141

– Parts per Million (ppm) ______________________________________________________________________ 143

– Defects per Unit (DPU)______________________________________________________________________ 144

– Yield __________________________________________________________________________________________________ 145

– Span/Perzentilabstand ______________________________________________________________________ 147

– Datentransformation __________________________________________________________________________ 149

– Prozessfähigkeit und Prozessstabilität______________________________________________ 151

– Cp- und Cpk-Werte ____________________________________________________________________________ 153

– Gate Review MEASURE __________________________________________________________________ 156

ANALYZE –Was sind die Kernursachen des Problems?________ 157

– Zusammenfassung ANALYZE-Phase________________________________________________ 159

– Roter Faden ANALYZE-Phase __________________________________________________________ 160

– Werkzeugübersicht ANALYZE-Phase ______________________________________________ 161

– Ursache-Wirkung-Diagramm ____________________________________________________________ 163

– FMEA ________________________________________________________________________________________________ 166

– TOOL 3______________________________________________________________________________________________ 173

– Prozess analysieren ________________________________________________________________________ 176

– Spaghettidiagramm __________________________________________________________________________ 181

– Prozessflussdiagramm ____________________________________________________________________ 183

– PFD __________________________________________________________________________________________________ 185

– Wertstromdiagramm ______________________________________________________________________ 187

– Wertanalyse ______________________________________________________________________________________ 190

– Zeitanalyse ________________________________________________________________________________________ 194

– Prozesseffizienz ______________________________________________________________________________________ 198

– Kapazitätsanalyse ____________________________________________________________________________ 199

– Prozessflussanalyse ________________________________________________________________________ 201

– Daten analysieren ____________________________________________________________________________ 203

– Datenschichtung ______________________________________________________________________________ 205

– Konfidenzintervall ______________________________________________________________________________ 207

– Hypothesentests ______________________________________________________________________________ 210

– ANOVA/einfaktorielle Varianzanalyse ______________________________________________ 216

– ANOVA/zweifaktorielle Varianzanalyse ____________________________________________ 221

– Korrelationskoeffizient ______________________________________________________________________ 225

– Einfache lineare Regression ____________________________________________________________ 227

– Multiple lineare Regression ____________________________________________________________ 232

– Logistische Regression ____________________________________________________________________ 234

– DOE __________________________________________________________________________________________________ 238

– DOE/vollfaktorielle Versuchspläne ____________________________________________________ 243

IX

INHALT

– DOE/teilfaktorielle Versuchspläne ____________________________________________________ 247

– Variationsreduktion ____________________________________________________________________________ 251

– Response Surface Methoden____________________________________________________________ 253

– Weitere Versuchspläne______________________________________________________________________ 254

– Hauptursachen ableiten ____________________________________________________________________ 257

– Gate Review ANALYZE ____________________________________________________________________ 260

IMPROVE –Was sind die Lösungen zur Behebung derUrsachen?______________________________________________________________________________________ 263

– Zusammenfassung IMPROVE-Phase ______________________________________________ 265

– Roter Faden IMPROVE-Phase ________________________________________________________ 266

– Werkzeugübersicht IMPROVE-Phase ______________________________________________ 267

– Lösungen ableiten ____________________________________________________________________________ 269

– 5 S ____________________________________________________________________________________________________ 270

– Poka Yoke ________________________________________________________________________________________ 274

– Arbeitsplatzlayout ______________________________________________________________________________ 278

– Theory of Constraints ________________________________________________________________________ 280

– Rüstzeitreduzierung __________________________________________________________________________ 282

– Total Productive Maintenance (TPM) ________________________________________________ 286

– Generisches Pull-System (GPS) ______________________________________________________ 292

– Replenishment Pull-System (RPS) __________________________________________________ 295

– Zwei Behälter Replenishment Pull-System ______________________________________ 298

X

INHALT

– Losgrößenbestimmung______________________________________________________________________ 299

– Prozessfluss und Prozesslogik__________________________________________________________ 300

– Brainstorming __________________________________________________________________________________ 301

– Anti-Lösung-Brainstorming ________________________________________________________________ 303

– Brainwriting________________________________________________________________________________________ 305

– SCAMPER ________________________________________________________________________________________ 307

– Analogie-Brainstorming ____________________________________________________________________ 309

– Affinitätsdiagramm ____________________________________________________________________________ 311

– Musskriterien ____________________________________________________________________________________ 312

– Aufwand-Nutzen-Matrix ____________________________________________________________________ 314

– N/3-Methode______________________________________________________________________________________ 315

– Platzzifferverfahren____________________________________________________________________________ 317

– Pugh-Matrix ______________________________________________________________________________________ 319

– Tool 4 ________________________________________________________________________________________________ 321

– Soll-Prozessdarstellung ____________________________________________________________________ 324

– Kosten-Nutzen-Analyse ____________________________________________________________________ 326

– Prozesssteuerung vorbereiten __________________________________________________________ 328

– Reaktionsplan __________________________________________________________________________________ 330

– Pilot____________________________________________________________________________________________________ 332

– Implementierungsplan ______________________________________________________________________ 335

– Risikoanalyse ____________________________________________________________________________________ 337

– Rollout ______________________________________________________________________________________________ 338

– Gate Review IMPROVE ____________________________________________________________________ 339

XI

INHALT

CONTROL –Wie wird die Nachhaltigkeit der Verbesserungsichergestellt? ____________________________________________________________________________ 341

– Zusammenfassung CONTROL-Phase ______________________________________________ 343

– Roter Faden CONTROL-Phase ________________________________________________________ 344

– Werkzeugübersicht CONTROL-Phase______________________________________________ 345

– Prozessdokumentation ______________________________________________________________________ 347

– Visuelles Management ______________________________________________________________________ 351

– Control Charts/Regelkarten ______________________________________________________________ 354

– Dashboard ________________________________________________________________________________________ 363

– Prozesssteuerungsteam____________________________________________________________________ 366

– Glass Wall Management __________________________________________________________________ 368

– Audits ________________________________________________________________________________________________ 370

– Projektdokumentation________________________________________________________________________ 373

– Projektabschluss ______________________________________________________________________________ 375

– Gate Review CONTROL __________________________________________________________________ 378

– Kontinuierlicher Verbesserungsprozess ____________________________________________ 379

– Lean Workout ____________________________________________________________________________________ 381

XII

INHALT

– Erratum ____________________________________________________________________________________ E1

ANHANG__________________________________________________________________________________________ 385

– Abkürzungen ____________________________________________________________________________________ 38

– Stichwortverzeichnis ________________________________________________________________________ 389

– Sigmawert Tabelle ____________________________________________________________________________ 397

– Literaturliste ______________________________________________________________________________________ 398

XIII

INHALT

Vorwort zur dritten Auflage

In den vergangenen fünf Jahren, also seit Erscheinen der zweiten Auflage, haben sich Ein -satz und Umfang von Six Sigma+Lean kontinuierlich weiterentwickelt. Dies und auch die zahl-reichen Erfahrungen und Anregungen von Nutzern der Methode haben uns zu einer Reihevon inhaltlichen Ergänzungen und Erweiterungen, vor allen Dingen aber auch zu einem Para -digmenwechsel inspiriert: vom Toolset zum Mindset.

Zum Hintergrund: Wir erkennen zunehmend die Gefahr, dass Tools und Templates häufigdie Projektarbeit dominieren, wobei Musswerkzeuge und abzuarbeitende Checklisten nichtzwangs läufig für gute Projektergebnisse bzw. Akzeptanz in der Organisation sorgen. Auchdie Tendenz zu einer gewissen Überorganisation der Projektarbeit ist nicht von der Hand zuweisen. Denn nicht jedes Problem rechtfertigt den organisatorischen Aufwand, den wir häufigbeobachten. Aus diesen Gründen haben wir das toolbasierte Vorgehen zu einem fragenba-sierten Ansatz weiterentwickelt.

Es hat sich nämlich gezeigt, dass systematisches Hinterfragen der beste Filter für die Wahlder geeigneten Werkzeuge ist. Das führt erfahrungsgemäß zu schnelleren und besserenErgebnissen. Werkzeuge sind Mittel zum Zweck der Problemlösung. Nicht mehr und nichtweniger.

Auch die Akzeptanz bei den Stakeholdern lässt sich durch den fragenbasierten Ansatz we -sentlich steigern. Diese Zielgruppe wird nicht mit Tools und entsprechenden Detail infor ma -tionen konfrontiert, sondern mit Erkenntnissen und Antworten bedient.

In der Konsequenz stellen wir Ihnen hiermit einen über das klassische Toolset hinausgehen-den Optimierungsansatz zur Verfügung. Nichtsdestotrotz haben wir darauf verzichtet, dasBuch in ein Mindset umzubenennen. Ebenso haben wir den bekannten und bewährten chro-nologischen Aufbau beibehalten, diesen jedoch um die beschriebenen Fragen erweitert undum weitere praxisrelevante Anwendungstipps ergänzt.

Herausgekommen ist ein Werk, das unserer Überzeugung nach noch besser geeignet ist, denAnforderungen der praktischen Arbeit gerecht zu werden. Wir freuen uns auf Ihr Feedback.

Ich möchte an dieser Stelle neben den Autoren, die wieder zahllose Nächte und Wochen -enden in die Realisierung dieses Buches investiert haben, auch dem gesamten UMS-Teamdanken. Liebe Kollegen, ihr habt kontinuierlich eure geballten Erfahrungen hier einfließen

1

lassen. Danke dafür. Beispielhaft seien hier die Kollegen Martin Funk, Felix Reble und MarcTörök genannt, die insb. bei den Lean-Werkzeugen, Statistik und Messsystemanalyse her-vorragende Unterstützung geleistet haben. Ein großer Dank gebührt auch Frau MarianaWinterhager, die wie schon bei den Auflagen zuvor die gestalterische Umsetzung rund umdie Uhr praktiziert hat.

Ich wünsche viel Erfolg bei der Anwendung und Weiterentwicklung dieses „Best Practice“-Ansatzes.

Frankfurt am Main, Januar 2012Ihr Stephan Lunau

2

Vorwort zur zweiten Auflage

Um im weltweiten Wettbewerb bestehen zu können, ist jedes Unternehmen auf Innova -tionen angewiesen. Damit aus diesen Innovationen auch kommerzielle Erfolge werden, reichen kreative Ideen und Erfindungen alleine jedoch nicht aus. Immer wichtiger ist auch die Fähigkeit, das neue Produkt oder den neuen Prozess möglichst schnell auf den Markt zu bringen.

Um auf der Grundlage von Kundenbedürfnissen und Marktgegebenheiten kostengünstig und erfolgreich Produkte zu entwickeln, ist ein systematisches Management notwendig. Dies gilt insbesondere für die mittlerweile intensiv diskutierte und umgesetzte offene Inno-vation; nur ein sinnvolles Schnittstellen- und Informationsmanagement generiert aus vielenguten Ideen einen gemeinsamen Erfolg.

Einen Ansatz für ein solches systematisches Innovations-Management bietet Design for Six Sigma (DFSS). Um Innovationen zielgerichtet umzusetzen, wurde neben dem weltweitangewandten Konzept von Six Sigma+Lean zur Optimierung bestehender Prozesse, einKonzept entwickelt, das u. a. auf die Einbindung der Mitarbeiter, eine kundenorientierteEntwicklung, Komplexitätsreduktion durch Produktordnungssysteme und Innovations-controlling im Sinne einer standardisierten Vorgehensweise baut.

Das vorliegende Toolset stellt den von der UMS praktizierten Ansatz dieses Konzeptes dar.Seine einzelnen Werkzeuge sind in einer klaren und übersichtlichen Struktur den PhasenDefine, Measure, Analyze, Design und Verify zugeordnet. Dieser rote Faden erleichtert es,die Tools in der Praxis anzuwenden und eine innovative Produkt- bzw. Prozessentwicklungzielgerichtet und effizient zu gestalten.

Mein Dank gilt neben dem gesamten UMS-Team insbesondere den Autoren, die nebenFachwissen und Erfahrung auch eine Menge Engagement in dieses Buch eingebrachthaben. Weiterhin danke ich Rike Bosselmann für ihre unermüdliche Geduld in der sprach-lichen Ausgestaltung des Buches und Mariana Winterhager für die grafische Umsetzung der Inhalte.

Ich wünsche Ihnen viel Erfolg bei der Umsetzung Ihrer Innovationen.

Frankfurt am Main, Januar 2007Stephan Lunau

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Vorwort zur ersten Auflage

Six Sigma hat sich über die letzten 20 Jahre global als Best Practice Konzept zur Opti mie -rung von Prozessen etabliert. Viele namhafte Unternehmen aus unterschiedlichsten Bran chensetzen Six Sigma für die Optimierung erfolgreich ein und profitieren vom signifikanten, er -geb niswirksamen Nutzen der Projekte. Kundenfokussierung und Messbarkeit stehen dabeiim Vordergrund.

In der langen Geschichte von Six Sigma hat es viele Entwicklungen und Erweiterungen desAnsatzes gegeben, die in das Konzept eingeflossen sind. Ein sehr wichtiger Schritt ist dieIntegration der "Lean Production" Werkzeuge in das Six Sigma Konzept. Diese tragen maß-geblich dazu bei, dass neben der Reduktion der Prozessvariation – die durchklassischeQualitätswerkzeuge und statistische Analysen erreicht wird – auch eine signifikante Beschleu - nigung der Prozesse und die Reduktion von Beständen und Durchlauf zei tenmöglich sind.Damit vereint der von der UMS GmbH praktizierte Six Sigma+Lean Ansatz in seinem Vor -gehen die erprobten Werkzeuge beider Welten, die in dem bewährten DMAIC Regelkreissystematisch verbunden sind. Für jedes Problem sind die richtigen Werkzeuge vorhanden;so werden gute und nachhaltige Projektergebnisse sicherstellt. Das vorliegende Six Sigma+Lean Toolset trägt der beschriebenen Entwicklung Rechnung, in -dem es als Nach schlagewerk für den ausgebildeten Master Black Belt, Black Belt und GreenBelt in der Praxis dient. Es enthält alle wichtigen Six Sigma+Lean Werkzeuge, die in einer kla-ren und übersicht lichen Struktur abgebildet und mit einem Beispiel hinterlegt sind. Das Buchfolgt dem Vorge hen in einem Projekt und bildet alle Werkzeuge, nach DMAIC Phasen sor-tiert, ab. Es ver setzt den Praktiker somit in die Lage, mit dem Toolset als Hilfe, sein Projektchronologisch, im Sinne eines roten Fadens, durchzuarbeiten.

Mein Dank gilt dem gesamten UMS Team, das mit seinem fundierten Fachwissen und demreichen Schatz an Erfahrungen an der Realisierung dieses Toolsets mitgewirkt hat, insbeson -dere den als Autoren genannten Kollegen: Alexander John, Renata Meran, Olin Roenpageund Christian Staudter. Weiterhin danke ich Mariana Winterhager, die uns mit unermüdlichemEngagement bei der gestalterischen Umsetzung dieses Buches unterstützt hat. Ich wünsche Ihnen viel Erfolg im Projekt!

Frankfurt am Main, September 2005

Stephan Lunau

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