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Kapitel 1: Zielsetzung und Aufbau der Arbeit 3
Kapitel 2: Instandhaltung und Qualitätsmanagement im Zusammenspiel 4
Was ist Instandhaltung? 4
Begriffe und Umfang der Instandhaltung 4
Wartung 5
Inspektion 5
Instandsetzung 6
Ziele der Instandhaltung 7
Qualitätsmanagement/ -sicherung 7
Ziele des QM 7
Organisation des QM 8
Elemente des QM 8
Qualitätsplanung 8
Qualitätsprüfung 8
Qualitätslenkung 9
Qualitätsförderung 10
Instandhaltung als Partner des QM 10
Zusammenhang zwischen QM und IH in der Produktion 11
Zusammenhang zwischen QM und IH in der Entstehungsphase von Produktionsmaschinen 12
Kapitel 3: TPM- Umsetzung des QM- Gedankens in der Instandhaltung 12
Geschichte des TPM 12
TPM als eigenständiges Managementkonzept 13
Ziele des TPM 13
Bedeutung von "Total" 14
Werkzeuge des TPM 14
Sieben Stufen zur "autonomen" Instandhaltung 14
Die fünf "S" des TPM 15
Kennzahlen des TPM 16
OEE (objective equipment effectiveness) 16
TEEP (Total Effective Equipment Productivity) 16
Kapitel 4: TPM anhand eines Fallbeispiel 18
Beschreibung der Anlage bzw. Produktionsprozess 18
Beschreibung des Problems 18
Ermittlung der Störung 18
Analyse der Störung 19
Umsetzung des TPM 19
Bewertung der Verbesserungsmaßnahme 19
Kapitel 5: Schlussbetrachtung 20
d.h. das heißt
DIN Deutsches Institut für Normung
DKIN Deutsches Komitee Instandhaltung e.V
et al. et alii
etc. et cetera
IH Instandhaltung
JIT Just- in- time
OEE Objective Equipment Effectiveness
PM Preventive Maintenance
QM Qualitätsmanagement
QS Qualitätssicherung
TPM Total Productive Maintenance
TEEP Total Effective Equipment Productivity
u.a. unter anderem
usw. und so weiter
z.T. zum Teil
Durch wachsende Automatisierung und Anlagenverkettung steigt die Komplexität des Maschinenparks. Damit die kostenintensiven Anlagen einen entsprechend Kapitalrückfluss gewährleisten, ist sowohl die ständige Auslastung als auch Verfügbarkeit zu sichern. Dies ist u.a. durch entsprechende Instandhaltung zu realisieren, die sich zunehmend an den Kriterien Verfügbarkeit und Kosten zu orientieren hat. Nicht Instandhaltung im Sinne von Störungsbeseitigung sondern geplante, vorbeugende Instandhaltung ist erwünscht.[1] Hierdurch kann oftmals ein entscheidender Beitrag zur Qualitätssicherung gewährleistet werden, da Qualitätsprobleme eines Produktes u.a. in der Produktion entstehen (z.B. Abnutzung der Betriebsmittel). Neben dem Produktionsfaktor Mensch spielt die Maschine und deren Zustand als Produktionsmittel eine wesentliche Rolle bei der qualitätsorientierten Fertigung. Die Gewährleistung eines qualitätsorientierten Zustands der Maschinen ist Thema dieser Arbeit: "QM in der Instandhaltung".
Im weiteren Verlauf dieser Ausarbeitung soll zunächst die Instandhaltung sowie das Qualitätsmanagement begrifflich und inhaltlich dargestellt werden. Hierbei wird versucht, die Abhängig- bzw. Vereinbarkeit zwischen der Instandhaltung und des QM herauszuarbeiten.
Nach dem die Instandhaltung und QM gegenübergestellt wurden, soll anhand von TPM die Umsetzung des QM- Gedankens in der Instandhaltung dargelegt werden. Ein entsprechendes Fallbeispiel soll den Einfluss und die Funktion des TPM erläutern.
Es sei darauf verwiesen, dass die Funktion Instandhaltung sich in der Regel nicht nur auf Produktionsanlagen, sondern auf das gesamte Sachanlagevermögen eines Unternehmens bezieht. Im Mittelpunkt dieser Arbeit bezieht sich der Begriff "Instandhaltung" jedoch hauptsächlich auf Produktionsanlagen und -maschinen.
Der hohe Automatisierungsgrad der Produktionsmaschinen führt zu komplexen Fertigungsprozessen. Gleichzeitig nehmen Sicherheit und Zuverlässigkeit als Voraussetzung technischer Systeme zu. Zudem wird der Hersteller mit den Wünschen seines Kunden nach nachweisbarer Sicherheit konfrontiert, die in allen Phasen des Produktionsprozesses u.a. Qualität und Einhaltung des Liefertermins gewährleistet. Diese und andere Anforderungen verlangen von den einzelnen Unternehmensbereichen ein flexibles Zusammenarbeiten. Im Hinblick auf die Sicherung der Produktion bzw. Produktionsprozesses, sollen die Instandhaltung und das QM näher betrachtet werden.
Nachdem im vorhergehenden die Bedeutung der Instandhaltung im Kontext Wirtschaftlichkeit und Qualität angeschnitten wurde, soll zunächst der Begriff Instandhaltung näher erläutert werden.
In der DIN 31 051 steht die Instandhaltung als Obergriff für die Maßnahmen bzw. Funktionen "Wartung", "Inspektion" und "Instandsetzung".
Dieses Maßnahmenpaket ordnet technische Einrichtung nach eigentlicher und tatsächlicher Funktionsfähigkeit; dem Soll- und dem Ist- Zustand zu.
Dieser Zuordnung führt je nach Zustand der Maschine zur Durchführung von entsprechenden Maßnahmen.
Der Sollzustand charakterisiert den optimalen Funktionszustand der Anlage. Dieser optimale Zustand verändert sich im Lauf der Zeit. In Abhängigkeit vom Nutzungsgrad, Bedienungsfehlern, Intensität der Wartung sowie Umgebungseinflüssen wie Schwingungen, Wechselbeanspruchung (Ermüdung), Korrosion etc. nimmt die Funktionsfähigkeit, langfristig gesehen irreparabel ab (bis zur Entnahme aus dem Produktionsprozess und Austausch der Maschine).
Die Instandhaltung umfasst bestimmte Maßnahmen die sowohl inhaltlich als auch begrifflich im Folgenden geklärt werden sollen.
Die Wartung ergreift Maßnahmen "zur Bewahrung des Sollzustandes von technischen Mitteln eines Systems."[2] Sie soll dazu führen, dass sich die Abnutzungsgeschwindigkeit einer Anlage verlängert. Dies erhöht nicht nur die Lebensdauer der technischen Einheit, sondern auch deren Arbeitssicherheit.
Wartungsmaßnahmen lassen sich u.a. in folgende Teilmaßnahmen gliedern (laut DIN 31051):
Die Wartung kann u.a. intervall- oder zustandsabhängig, kontinuierlich oder diskontinuierlich sowie manuell oder maschinell durchgeführt werden.
Die Inspektion beinhaltet Maßnahmen zur "Feststellung und Beurteilung des Istzustands von technischen Mitteln eines Systems" [3]. Hierzu ist u.a. ein "Messen und Prüfen" notwendig, um den Zustand der Maschine zu beschreiben.
Damit ein aussagefähiger Soll- Ist- Vergleich zustande kommt, sollten stets die gleichen Betriebs- und Umweltbedingungen, Maßstäbe und Toleranzen usw. eingehalten werden. Ein alltägliches Beispiel ist hier die Ölstandskontrolle beim KFZ, welche nur bei warmen Motor und somit bei entsprechender Öl- Temperatur aussagekräftig ist.
Laut DKIN zählen Aktivitäten, die durch Gesetze oder Vorschriften ausgelöst werden und nur einen bestimmten Zustand bestätigen (Abnahme durch den TÜV usw.), sowie gleichzeitige Befundaufnahme während der Instandhaltung nicht zur Inspektion.
Auch die Inspektion lässt sich in verschiedene Teilmaßnahmen gliedern. Im Sinne der Instandhaltung kann folgende Unterteilung vorgenommen werden:
Ziel der Inspektion sollte es u.a. sein, Informationen für die Planung und Steuerung der Instandhaltungsmaßnahmen in bezug auf:
bereitstellen[4].
Die Instandsetzung, auch als Reparatur bezeichnet, beinhaltet Maßnahmen zur "Wiederherstellung des Sollzustandes von technischen Mitteln eines Systems"[5]. Die DIN 31 051 nimmt eine einfache Einteilung der Instandsetzungsmaßnahmen in:
Eine ergänzende Einteilung bietet hier das DKIN an. Statt nach Teilmaßnahmen wird die Instandsetzung nach Art der Durchführung wie folgt unterteilt:
Aufgabe der Instandhaltung ist der reibungslosen Ablauf bzw. die Sicherung des Produktionsprozesses. Hierzu werden folgende Ziele verfolgt:
Die Qualitätssicherung im weiteren Sinne umfasst alle Maßnahmen zur Erreichung von Qualität. In ihren Auswirkungen berührt sie die meisten betrieblichen Funktionsbereiche, von der Beschaffung über die Produktion bis hin zur Finanzierung und Organisation. Sie schließt technische, wirtschaftliche, mathematisch-statistische und - bedingt durch die Produkthaftung - juristische Aspekte ein. Auch psychologische und ergonomische Überlegungen spielen in der QS eine Rolle. Heute wird diese in der Regel als Qualitätsmanagement definiert.
Technologische Weiterentwicklung und zunehmend Komplexität der Produkte führen zu einem immerstärker steigenden Stellenwert der QM- Aufgaben in den Unternehmen. Obwohl steigender Kostendruck und kürzere Produktlebenszykluszeiten in den letzten Jahren für Abstriche bei den hohen Qualitätsansprüchen sorgen, ist Qualität heute das wichtigste Kaufargument.
Aufgabe der Qualitätssicherung bzw. des Qualitätsmanagement ist die Erfüllung bzw. Sicherstellung der Qualität, dabei aber Kostendenken mit einzubeziehen.
Einige der Ziele für eine moderne QM- Strategie sollen der Vollständigkeit halber erwähnt werden:
Präventives QM: Qualität wird bereits im Produkt- Entstehungsprozess gesichert ("Qualität wird konstruiert")
Ganzheitliches Qualitätsdenken: funktionsübergreifend und in allen Phasen des Produktlebenszyklus
Motivation der Mitarbeiter: Qualitätsbewusstsein jedes einzelnen Mitarbeiters und dessen Bereitschaft zu Verbesserungen
Kennzeichen eines modernen QM- Systems sind eine funktionierende Ablauforganisation mit einer, den Aufgaben entsprechend angepassten Aufbauorganisation. Die Ablauforganisation orientiert sich am Produktlebenszyklus, von der Planung bis zum Kundendienst. Dabei ist die Übertragung von Qualitätsverantwortung an den Leistungsersteller, sprich jedes einzelnen Mitarbeiters und/ oder Teams ein wichtiger Gesichtspunkt bei der Organisation.
Wesentlich bei der Festlegung der Aufbauorganisation ist eine eindeutige Kompetenz- Zuordnung, damit ein Schieben von Zuständigkeiten vermieden und einzelne Mitarbeiter und/oder Teams durch Verantwortung zusätzlich motiviert werden.
Die Qualitätsplanung umfasst die Gesamtheit der planerischen Tätigkeit vor Produktionsbeginn. In deren Verlauf wird die Qualität eines Produktes bestimmt wird durch:
Aufgrund von Untersuchungen hat sich folgendes gezeigt: Die Kosten zur Beseitigung von Fehlern steigen um das Mehrfache von Phase zu Phase im Produktlebenslauf.
Die Qualitätsprüfung stellt fest, inwieweit eine Einheit die Qualitätsforderungen erfüllt.
Die Prüfung gliedert sich u.a. in folgende Schwerpunkte:
Ziel der Qualitätslenkung ist, bei Abweichung vom Sollwert Maßnahmen am Prozess zum Abschaffen der Fehler zu veranlassen.
Die Qualitätslenkung erfolgt im geschlossenem Qualitätsregelkreis. In einem Regelkreis werden die Messergebnisse mit den Sollwerten verglichen, und bei Abweichung mittels Regler in den Prozess eingegriffen.
Die 7M-Störgrössen beeinflussen den Prozess, indem sie die Streuung der Merkmalswerte (Messwerte) verursachen. Ziel der Qualitätslenkung ist es, diese Streuung in Grenzen zu halten.
Die 7M-Störgrössen sind[6]:
Wird der Einfluss der Störgrößen verringert, verkleinert sich auch die Streuung der Merkmalswerte. Eine verringerte Streuung wirkt sich auf die Qualität und Lebensdauer eines Produktes positiv aus.
Die Aufgaben der Qualitätslenkung ergeben sich aus den Vorgaben der Qualitätsplanung in Verbindung mit den Ergebnissen der Qualitätsprüfung; d.h. im Rahmen des Abgleichs der Qualitätsforderung mit der in der Praxis ermittelten Qualitätserfüllung.
Die Qualitätslenkung analysiert die Qualitäts- Maßnahmen und veranlasst Maßnahmen zur Abstellung der festgestellten Fehler.
Qualitätslenkung wird immer mehr zum Aufgabenschwerpunkt des QM, nachdem die Qualitätsprüfung durch die Selbstprüfung in die Produktion verlagert.
Ziel der Qualitätsförderung ist es, über ein wirksames Qualitätsmanagement hinaus die Mitarbeiter in den Arbeitsprozessen zu qualitätswirksamen Eigeninitiativen bei der Erzeugung der Qualität zu ermutigen und zu motivieren. Die Qualitätsförderung soll ein Bewusstsein in der Unternehmung schaffen, indem jeder Mitarbeiter an seinem Arbeitsplatz qualitätsorientiert denkt und so handelt, als ob von ihm die Qualität des ganzen Produktes abhängig wäre.
Hauptziel jedes Unternehmens ist es, die in der betrieblichen Planung festgelegten Sollvorgaben (Gewinnsteigerung, neue Käuferschichten erschlissen etc.) zu erreichen, um auch weiterhin die Existenz und den Erfolg des Unternehmens zu sichern. Dieser Grundsatz zählt auch für den Produktionsbereich. Um Ausfallkosten zu vermeiden, Lieferzeiten einzuhalten usw. muss u.a. die Produktion gesichert sein. Diese Sollvorgaben der Produktion bzw. -Produktionsplanung werden von einer Vielzahl von externen und interner Einflüsse bzw. Störgrößen (siehe 7M- Störgrößen) nicht erreicht.
Während sich die Instandhaltung als solches bei der Beseitigung von Störgrößen auf die Faktoren Maschine und Material konzentriert, bietet das QM eine ganzheitliche Systembetrachtung zur Produktionssicherung. Das Bedienpersonal, die Konstruktion und Herstellung der produzierenden Anlage usw. sind potentielle Fehlerquellen, die zwar durch Wartung, Inspektion und Instandsetzung behoben, jedoch kaum beeinflusst werden. Diesem Umstand wird u.a. unter Einbindung des QM- Gedankens Rechnung getragen.
Abbildung 1:
Produktionssicherung; Instandhaltung und Qualitätssicherung[7]
Der Instandhaltungsbereich spricht von der Funktionsfähigkeit einer Anlage und betrachtet keine externen Einflüsse durch das Produkt. "Der Qualitätssicherungsbereich hingegen differenziert zwischen Maschinenfähigkeit und Prozessfähigkeit."[8] Die Untersuchung der Maschinenfähigkeit untersucht 50 bis 100 hintereinander gefertigte Produkte auf dessen Zustand, und beurteilt demnach die Maschinenfähigkeit. Dies kommt dem Instandhaltungsbegriff Funktionsfähigkeit nahe, da trotz unterschiedlichem Prüfobjekt (Produkt statt Anlage) Aussagen über den Zustand der Anlage gemacht werden können. Die Prozessfähigkeit hingegen betrachtet nicht nur den Zustand der Anlage, sondern zusätzlich den Einfluss der Anlage auf den Produktionsprozess. So ist z.B. die Prozessqualität und -stabilität abhängig vom Abnutzungs- und Verschleißverhalten der Maschinenelemente. Anhand von Prozessfähigkeitsuntersuchung konnte festgestellt werden, dass zum einen Maschinenstörungen zu einer schlechteren Produktqualität führen, und zum anderen, dass oftmals vor dem Eintreten der Maschinenstörungen eine Abnahme der Produktqualität auftrat.
Somit belegen Qualitätswerte und Störungsgrößen einen direkten Zusammenhang.
Die Qualität bzw. Zuverlässigkeit einer Produktionsmaschine wird nicht nur durch deren Instandhaltung, sondern bereits bei dessen Herstellung beeinflusst. Durch den Einsatz von Qualitätssicherungsmethoden im Konstruktionsprozess, wie zum Beispiel Konstruktions- FMEA (Fehler- Möglichkeiten und Einfluss- Analyse) oder anderer Methoden wird die Qualität, und damit nachhaltig die auftretenden Instandhaltungsarbeiten beeinflusst (Wartungsfreundlichkeit, Schutz einzelner Baugruppen etc.).
Letztendlich müssen auch die Fehler des Qualitätssicherungsbereiches des Anlagenhersteller vom Instandhaltungsbereich des Anlagenbetreibers wieder aufgefangen werden.
Es zeigt sich, dass Instandhaltung und QM zwar eine unterschiedliche Sprachen sprechen, sich aber durchaus ergänzen. Hierzu ist jedoch ein gesamtheitliches Konzept unabdingbar, welches Informationsfluss, Sprache sowie Ziele beider Bereiche miteinander verbindet.
Ein Konzept zur Verbindung des QM- Gedanken und der Instandhaltung bietet TPM (Total Productive Maintenance - totale produktive Instandhaltung). TPM umschreibt im wesentlichen einen Prozess, durch den die Produktion zuverlässiger gestaltet werden soll. Ein wichtiges Merkmal hierbei ist, dass dieser Mitarbeiter- orientiert ist und Mitarbeiter - gesteuert ablaufen soll. Schlüsselgedanke ist die Vermeidung jeglicher Form von Verschwendung durch unnütze Tätigkeiten, falsch und/ oder zuviel eingesetzte Ressourcen. Kosten sollen hierdurch reduziert und Abläufe bzw. Prozesse reibungsloser gestaltet werden.
Der Ansatz stammt ursprünglich aus Japan. Er entwickelte sich aus der Methode der "vorbeugenden Wartung" (Preventive Maintenance), der in den 50 Jahren von der General Electric Corporation praktiziert wurde. Die Japaner übernahmen und entwickelten dieses Konzept weiter, um effektiver produzieren zu können. Dort wird es bereits seit ca. 20 Jahren erfolgreich praktiziert. Der stellvertretende Vorsitzende des Japan Institute of Plant Maintenance wurde als Vater des TPM bekannt. In den restlichen Länder gilt TPM heute als relativ neues Herstellungstechnik bzw. Managementkonzept.[9]
Auch wenn das TPM gewisse Parallelen zum QM aufweißt, ist es doch ein eigenständiges Managementkonzept.
TPM befasst sich hauptsächlich mit Anforderungen aus dem Produktionsbereich. Alle Wirkungsverluste sind in zeitlicher, kapazitiver und mengenmäßiger Hinsicht zu vermeiden. Dies bedeutet, dass nicht nur die Instandhaltung sondern alle Unternehmensbereiche sich dem Ziel widmen, die Anlageneffizienz zu steigern.
Es entstehen dadurch Schnittpunkte zu anderen Konzepten wie u.a.:
Just- in- time (Abhängigkeit von zuverlässigen Betriebsanlagen), DIN ISO 9000: (Qualität der Betriebsmittel), Ansatz der Zyklus- (weniger Verzögerungszeiten durch vorbeugende Wartung) und Rüstzeitenverringerung (betragen z.T. 50% der gesamten Produktionszeit), Umweltmanagement (Energie- und Stoffeinsparung durch ständige Wartung).
Grundsätzlich unterscheidet sich TPM nicht großartig von anderen Ansätzen, geht es hier doch um Kostenreduktion und die reibungslose Gestaltung von Abläufen. Ausschlaggebend sind die Betriebsanlagen, durch Verfügbarkeits- und Leistungssteigerung sowie eine erhöhte Leistungsrate. Umgekehrt gesagt sind die Ziele des TPM folgende:
Das erste und schwierigste Ziel, der ungeplante Stillstand soll durch "geplante" Wartung, Reinigung, Schmierung, Inspektion und Justierung erreicht werden. Hier rät zum Beispiel Hartmann Stillstandszeiten zu nutzen bzw. einzuplanen, um diese vorbeugenden Wartungsarbeiten durchzuführen. Er und verspricht dafür langfristig geringere Kosten, als durch ungeplante Stillstandszeiten, die z.B. durch die Zeit während Benachrichtigung und tatsächlichem Einsatz des Instandhaltungspersonals weitaus höher sind.
Das zweite TPM- Ziel bezieht sich auf Kosten, die durch fehlerhafte Produkte auf das Unternehmen zukommen (Garantieleistungen, Produkthaftung etc.). Der ständige, optimale Zustand der Anlagen soll dies vermeiden; "Perfekte Qualität verlangt perfekte Betriebsanlagen."[10]
Der Verlust der Produktions- bzw. Maschinengeschwindigkeit beträgt laut Hartmann bei Fertigungsanlagen häufig bis zu 10 Prozent. Durch TPM und dessen langfristige Beobachtung der Produktionsprozesse lassen sich Taktzeiten der einzelnen Maschinen ohne zusätzlichen Aufwand ermitteln. Prozesshemmende Maschine können so ausfindig gemacht und optimiert werden.
"Total" schließt alle Aspekte des IH- Systems ein. Nicht nur vorbeugende und vorausschauende Instandhaltung, sondern u.a. auch computergesteuerte IH, IH- Kontrolle und alle anderen IH- Methoden, die zur Verfügung stehen. "Total" bedeutet zudem eine vollständige Beteiligung aller betroffenen Mitarbeiter, nicht nur der IH- Bereichs. Um richtig zu funktionieren, müssen alle beteiligten Mitarbeiter TPM kennen und soweit wie möglich umsetzen.
Zur Umsetzung dieser Ziele bietet das TPM verschiedene Bausteine, die nicht als Vorgabe sondern als Vorschläge zu verstehen sind. Sie sind der jeweiligen Struktur des Unternehmens anzupassen. Motto bei der Umsetzung des TPM- Ansatzes dabei ist: Trainieren, Motivieren und Unterstützen.
Ein Schlüsselelement von TPM ist die "autonome Instandhaltung". Dies wird interpretiert als eine Gruppe von gut ausgebildeten Arbeiter, die die gesamte routinemäßige Instandhaltung ihrer Betriebsanlagen und alle Inspektionen sowie kleinere Instandsetzungsarbeiten selbst ausführen.
Der Produktionsmitarbeiter bedient nicht nur seine Maschine, sonder ist für einfache Instandhaltungsaufgaben selbst zuständig. Sein durch täglichen Umgang erworbenes Wissen, die ihm bekannten Macken und Besonderheiten der Maschinen machen den Bediener, verbunden mit der entsprechenden Einweisung/ Schulung durch die Instandhaltungsabteilung zum Spezialisten an seiner Maschine. Einfache Wartungsarbeiten und Reparaturen durch den Bediener werden möglich, die nicht nur dessen Motivation (Stichwort: "Meine Maschine") steigern, sondern auch das Instandhaltungspersonal entlasten. Folgende sieben Stufen sind zu durchlaufen:
1. Stufe: Durch Einführung von Maschinenmanagement, Arbeitsplänen und Teamarbeit ein zielgerichtetes Arbeitsumfeld schaffen
2. Stufe: Die Mitarbeiter bekommen durch Schulungen ein genaues Wissen bezüglich Ihrer Maschinen
3. Stufe: Instandhaltungs- und kostenreduzierende Konstruktion unter Einbeziehung der Mitarbeiter
4. Stufe: Vermeidung von Produktfehlern durch zuverlässige Produktionsanlagen
5. Stufe: ständige Verbesserung der Produktionsprozesse
6. Stufe: Vermeiden von Prozess- und Arbeitsausfällen durch geplante Instandhaltung
7. Stufe: Autonome Instandhaltung unter Anerkennung der fünf "S" (des TPM) durch motivierte Mitarbeiter
Die fünf "S" des TPM resultieren aus der japanischen Kultur, in der Ordnung und Disziplin eine wichtige Rolle spielen. Es sind Verhaltensgrundsätze für den täglichen Umgang am Arbeitsplatz[11]:
Seiri (Organisation): Entfernen und Zurücklegen nicht benötigter Gegenstände
Seiton (Ordnung): Unnötiges Suchen durch entsprechende Vorbereitung und Gestaltung des Arbeitsumgebung vermeiden
Seiso (Reinheit): Darlegen und Beheben von Fehlern und Abweichungen an Maschinen, Werkzeugen etc.
Seiketsu (Reinlichkeit): Einen sauberen, rostfreien und unbelasteten Arbeitsplatz schaffen und erhalten
Shitsuke (Disziplin): Immer die Regeln befolgen!
Ausdruck und Ergebnis des TPM- Ansatzes ist die Erhöhung der Anlageneffizienz, gemessen an u.a. zwei wesentlichen Kennzahlen (im Folgenden dargestellt). Mit ihnen ist ein Wandel in der strategischen Ausrichtung der IH verbunden: Der technische Fokus der Instandhaltung auf die Verfügbarkeit der Anlagen wird ausgeweitet auf alle Einflüsse im Produktionsprozess. Im Mittelpunkt der IH steht die Anlageneffektivität statt nur die Anlagenverfügbarkeit.
OEE bedeutet übersetzt die Reduzierung des Abnutzungsvorrats zur Erhöhung der Anlageneffektivität. Es zeigt an was die Anlagen leisten, wenn sie betrieben werden. Da u.a. Rüstzeiten und Einstellarbeiten mit einbezogen werden, beschreibt diese Kennzahl nicht die eigentliche Leistung der Anlage, sondern dessen Effektivität.
Produktionsgeschwindigkeit und Qualität werden zusammen mit der Anlagenverfügbarkeit multipliziert. Ergebnis ist die Anlageneffektivität, die durch Reduzierung u.a. der Rüstaufwendungen, Anlagenstörungen und Ausschussrate und Erhöhung der Taktzeiten bzw. Produktionsgeschwindigkeit.
TEEP (zu deutsch: Totale effektive Anlagenproduktivität) ist eine Erweiterung der Kennzahl OEE. Sie ist laut Hartmann das wirkliche Maß für die Produktivität der Anlagen, da sie die "geplanten Stillstandzeiten" des TPM- Ansatzes mit berücksichtigt. Der gesamte Zeithorizont einer Anlage wird erfasst.
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Kennzahlen des TPM |
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OEE (Brutto- Anlageneffektivität) = Anlagenverfügbarkeit (EA) x Leistungseffizienz (PE) x Qualitätsrate (RQ) TEEP (Totale effektive Anlagenproduktivität) = Nutzungsgrad der Anlagen (EU) x Brutto- Anlageneffektivität (OEE) |
Abbildung 2: Kennzahlen des TPM
Der TPM- Gedanke verlagert die Instandhaltung in die Produktion. Dies funktioniert dann, wenn jeder einzelne Mitarbeiter sich für den funktionsfähigen Zustand der Maschinen bzw. des Arbeitsplatzes einsetzt. Wie dies im Einzelfall aussieht, soll am Beispiel eines Zigarettenwerkes dargestellt werden.
Bei der Anlage handelt es sich um Produktionslinie, zusammengesetzt aus einer Vielzahl von Hochgeschwindigkeitsmaschinen. Durchschnittlich werden 7.000 Zigaretten pro Minute in einem hochautomatisierten Massenproduktionsprozess hergestellt.
Der Produktionsprozess gestaltet sich folgendermaßen: Ein Endlosstreifen Papier wird von einer großen Rolle in die Maschine eingespeist, und zu einem U- Rohr geformt, in welche Tabak gefüllt wird. Das Papier wird zu einem offenen O geformt, Klebstoff auf einer Seite des Papiers aufgebracht und ein "rod" (eine unendlich lange Zigarette) geformt. Im nächsten Produktionsschritt wir der "rod" in Stücke der doppelten Länge einer Zigarette geschnitten und, nachdem an beiden Enden ein Filter eingesetzt wurde, in der Mitte getrennt.
Es kommt zu unerwarteten Störungen der Maschinen beim Klebe- und Trennprozess, dessen Ursachen nicht ersichtlich sind. Insbesondere beim Auftragen des Klebstoffs kommt es häufig zu Fehlern. Der Klebstoff wird in diesen Fällen entweder gar nicht oder nur unzureichend aufgebracht, so dass der "rod" auseinander fällt. Dies führt in beiden Situationen zum Stillstand. Daraufhin wird das Instandhaltungspersonal benachrichtigt, um das Problem festzustellen und zu beseitigen. Wegen der Zufälligkeit der Ausfälle ist zunächst freies Wartungspersonal zu organisieren, was zu Verzögerungen und übermäßigen Ausfallzeiten führt.
Nach Gesprächen mit dem Instandhaltungspersonal wurde in beiden Fällen Schmutz als Grund für den Ausfall der Maschine ermittelt; obwohl die Maschine in bestimmten Intervallen vorschriftsmäßig gewartet wurde. Die nicht ersichtlichen Störungen wurden durch Schmutz hervorgerufen, der sich z.T. in offenen Baugruppen der Maschinen ansetzte. Auch das Problem der Klebstoffzufuhr wurde durch Schmutzpartikel in der Zuleitung, einer kleinen Röhre verursacht.
Nach Analyse der Störung kam man zudem Schluss, dass der Tabak der Grund für die übermäßige Verschmutzung der Anlage sei. Zu einem entstanden bei jedem Schneidvorgang kleine Tabakteile, die in die Maschine fielen und sich auch an anderen Stellen, wie etwa dem Motorgehäuse, elektrischen Schalttafeln usw. ansammelten. Zusammen mit dem Staub aus den Filtereinsätzen, führten diese Partikel zur Stauung oder anderen technischen Störungen. Zum anderen nahm die Klebstoffzufuhr beim Klebeprozess Tabakpartikel auf, die bei entsprechender Menge die Zuleitung verstopften. In solchen Fällen fiel der Tabak aus dem "rod", was zu einer zusätzlichen Verschmutzung führt.
Um der Störung zu begegnen, wurde zusammen mit der Instandhaltung und dem Bedienpersonal eine Lösung entwickelt. Das Bedienpersonal kannte die kritischen Stellen der Maschine, wo Verstopfen und andere Probleme (wie das mit dem Klebstoff) häufig auftraten. Das Instandhaltungspersonal untersuchte diese Stellen, um die notwendigen Instandhaltungsmaßnahmen und das dafür benötigte Werkzeug festzulegen. Dementsprechend wurde ein Trainingsprogramm entworfen, welches das Bedienpersonal befähigte, Reinigungs- und kleinere Wartungsarbeiten nach entsprechender Schulung selbst durchzuführen. Eine Gruppe von Arbeitern waren die ständigen Unterbrechungen leid, und nahmen an den Schulungen teil. Sie begannen, ihre Maschine regelmäßig zu reinigen und beseitigten kleinere Probleme selber (siehe autonome Instandhaltung/ Seiketsu- Reinlichkeit).
Durch die Schulung der Mitarbeiter hinsichtlich einfacher Wartungsarbeiten und dessen Motivation, diese selbst zu übernehmen, erhöhte sich nicht nur der Ausstoß der Maschine um ein Vielfaches. Ihre Maschinen benötigten auch weniger Aufmerksamkeit durch das Instandhaltungspersonal. Die Anlageneffektivität wurde gesteigert und Personalkapazitäten im Bereich Instandhaltung freigesetzt.
Zudem kam es durch die Initiative zu einer stärkeren Identifikation und Motivation der jeweiligen Mitarbeiter am Arbeitsplatz.
Anhand dieser Arbeit sollte gezeigt werden, dass sich das Konzept des Qualitätsmanagements mit den Zielen und Aufgaben der Instandhaltung verbinden lässt.
Zunächst wurden in Kapitel 2 die beiden Begriffe hinsichtlich Ihrer Ziele und Aufgaben erläutert und am Ende gegenüber gestellt. Dabei stellt sich heraus, dass die Instandhaltung durch das QM eine Erweiterung erfährt. Während sich die IH auf die Funktionsfähigkeit bzw. Zuverlässigkeit, anders gesagt auf die Qualität der Produktionsanlagen konzentriert, versucht das QM die Qualität des gesamten Produktionsprozess durch gezielte Lenkung und Förderung nicht nur zu sichern, sondern auch kontinuierlich zu verbessern.
Hierbei ist vor allen Dingen der durch das QM favorisierte Ansatz der ganzheitlichen Unternehmensbetrachtung hervorzuheben, der u.a. jeden einzelnen Mitarbeiter des Unternehmens in Punkto Qualität mit einbezieht. In der Instandhaltung bedeutet dies, dass die Qualität der Produktionsanlagen nicht nur beim IH- Personal liegen muss, sondern dass der einzelne Produktionsmitarbeiter in der Lage ist (bei entsprechender Schulung und Motivation) Wartungsarbeiten an seiner Maschinen durchzuführen. Hierdurch lassen sich einige Vorteile, wie zusätzliche Mitarbeitermotivation, Eliminierung von Konstruktionsfehlern, Steigerung der Arbeits- und Produktqualität, Prozesseffektivität usw. realisieren.
Im dritten Kapitel wurde das TPM als Managementkonzept vorgestellt, welches bereits die Umsetzung des QM- Gedankens in der Instandhaltung verfolgt.
Hinter dem TPM- Konzept steckt keine besondere Theorie. Mit einfachen Methoden wie Sauberkeit, Ordnung usw. und der Miteinbeziehung aller Mitarbeiter in den Produktionsprozess soll die Qualität der Anlagen und Produkte verbessert werden. Auch die Kostenseite, bezogen auf Kapitalrückfluss, Personalkapazitäten kommt u.a. durch das Ziel "keine Ausfallzeiten" nicht zu kurz. Die Verwirklichung des TPM ist die "autonome Instandhaltung": des Mitarbeiters, der sich für die Zuverlässigkeit seines eigenen Arbeitsplatzes bzw. Maschine verantwortlich fühlt und macht.
TPM sollte anhand des Fallbeispiels in Kapitel 4 deutlich gemacht werden.
Hartmann, Edward H.: TPM- Effiziente Instandhaltung und Maschinenmanagement; 1. Auflage, Landsberg 2000
Hartung, Peter u.a.: Unternehmensgerechte Instandhaltung- ein Teil der zukunftsorientierten Unternehmensführung; 1. Auflage; Ehningen bei Böblingen 1993
Hering, Ekbert, Triemel, Jürgen, Blank, Hans-Peter (Hrsg.): Qualitätsmanagement für Ingenieure; 4. Auflage; Berlin 1999
Warnecke, Hans- Jürgen: Handbuch Instandhaltung (Band 1); 2. Auflage, Köln 1992
Westkämper, Engelbert/ Sihn, Wilfried/ Stender, Siegfried: Instandhaltungsmanagement in neuen Organisationsformen; 1. Auflage; Berlin, Heidelberg 1999
Zülch, Gert, Vollstedt, Thorsten: Qualitätssicherung durch Instandhaltung; In: VDI- Integrierte Produktion; Heft 5/2000; S. 44-4
Ich versichere hiermit, die Arbeit selbst und nur mit den angegebenen Hilfsmitteln angefertigt zu haben.
Dörpen den 14.06.2001
(Unterschrift)
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