QUALITÄTSMANAGEMENT IM RAHMEN INDUSTRIE 4 · • Prüfplanung ist auf zentrale Steuerung des...

© 2015/TQU GROUP

QUALITÄTSMANAGEMENT IM RAHMEN INDUSTRIE 4.0

Impulsveranstaltung

Marcel FerberTQU GROUPMagirus-Deutz-Straße 1889077 UlmTel.:+49 731 [email protected]

© 2015/TQU GROUP/Seite 2

1. Qualität im Rahmen Industrie 4.0• Qualitätsmanagement Historie• Qualitätsmanagement Heute• Was kommt auf das Qualitätsmanagement zu?

2. Operatives Qualitätsmanagement 4.0• Operatives Qualitätsmanagement Heute• Wie wir in Zukunft Produktqualität sicherstellen• Was kommt auf die Qualitätssicherung 4.0 zu?

3. Zusammenfassung• Chancen und Herausforderungen• Annäherung an Qualität 4.0

Agenda

MODERNES QM IN DER INDUSTRIE 4.0

© 2015/TQU GROUP

QUALITÄT IM RAHMEN INDUSTRIE 4.0


Qualitätsmanagement Historie


Früher Ab etwa1970 (AQL)

Ab etwa 1980(ppm)

Ab etwa 1985 (SPC)

Ab etwa 1990(ISO-9000-Familie)

Aktuell(TQM)

Sortieren Fehleranteilbegrenzen

Null Fehleranstreben

FähigeProzesse beherrschen

Prozess-fähigkeit und Prozessbe-herrschung nachweisen

System darlegen

Beherrschung aller Unternehmens Prozesse praktizieren

produktorientiert Prozess- und systemorientiert Unter-nehmens-orientiert

Operatives Qualitätsmanagement StrategischesQualitätsmanagement

Beschreiben, messen Verbessern und beherrschen: planen, sichern, lenken

Die Qualitätsarbeit ist:

In Anlehnung an: Junghans (Masing Handbuch Qualitätsmanagement 2014)


Smarte Organisation - Produktlebenszyklus


Kunden-bedarf

Produkt-design Entwicklung Prozess-

planung Produktion Service Recycling

Kernaufgabe: Befähigung des operativen Qualitätsmanagements für Industrie 4.0

DatenbankPLM – CAQ – MES – ERP

In Anlehnung an: Siemens AG

Kundenanforderungen, Felddaten, Remotebearbeitung, Produktweiterentwicklung

Q-Planung Q-Planung Q-Planung Q-Planung Q-Sicherung

Q-LenkungQ-Planung Q-Lenkung

Q-PolitikQ-Strategie

Managementsysteme


Managementsysteme

Lieferant Kunde


Smarte Prozesse, Produkte und Organisationen


Quelle:https://omeka.colorado.edu/hist4546/files/original/e8c69cb26a38b1ba2767dfd38d541103.jpg

Quelle: https://i.ytimg.com/vi/RJMvmVCwoNM/maxresdefault.jpg

Quelle: http://www.wittenstein.de/de-de/produktion-der-zukunft/


Smarte Organisation - Produktlebenszyklus


Kunden-bedarf

Produkt-design Entwicklung Prozess-

planung Produktion Service Recycling

Kernaufgabe: Befähigung des operativen Qualitätsmanagements für Industrie 4.0


In Anlehnung an: Siemens AG

Kundenanforderungen, Felddaten, Remotebearbeitung, Produktweiterentwicklung

Q-Planung Q-Planung Q-Planung Q-Planung Q-Sicherung

Q-LenkungQ-Planung Q-Lenkung


Managementsysteme


Managementsysteme

Lieferant Kunde

Digitaler Zwilling


Smarte Prozesse - Jedes Stück hat einen individuellen Wertstrom


Arbeitsplan im ERP /

MES

Bahnhof

Puffern?

Produktions-datenCAQ

Bearbeitungsschritt A

Bearbeitungsschritt B

„Smartes Werkstück“

Bearbeitungsschritt C


Qualitätsmanagement 4.0 – Was kommt auf das Unternehmen zu


1. Losgröße 1 vom Kundenwunsch zum Recycling• Detaillierte Produktspezifikationen, Verfahrens-

oder Arbeitsanweisungen• Jeder Teilschritt im Produktlebenszyklus muss

genau beschrieben sein2. Analyse von großen Datenmengen um die

Prozesse zu verbessern• Reproduzierbarkeit• Anlagenverfügbarkeit und geringe Rüstzeiten

3. Datenqualität für Tracking und Tracing in der gesamten Wertschöpfungskette

• Verknüpfung aller Messpunkte • Dezentrale und standortunabhängige

Bereitstellung der Informationen• Jedes Werkstück hat seinen individuellen

digitalen Qualitätsabdruck4. Erfüllung (zusätzlicher) gesetzlichen und

normativen Anforderungen• z. B. Sicherstellen der Rückverfolgbarkeit

(Bearbeitungsschritte)

Produktqualität treibt Prozessqualität


Regelkreise für Smarte Unternehmen


InformationSteuerung

• Echtzeitfähigkeit• Datenmenge• Datengeschwindigkeit• Datenverfügbarkeit• Datenintegrität• Datensicherheit

• Echtzeitfähigkeit• Verarbeitet und Verdichtet• Vorlage für automatisierte oder manuelle

Entscheidung (Datenschnittstelle)

Smarte Produkte, Prozesse und

Organisationen

• Echtzeitfähigkeit• Präventive

Entscheidungen• höheres intellektuelles

Niveau mit verstärktem IT-Hintergrundwissen

• Funktionsübergreifende, entscheidende und kontrollierende Aufgaben

Konsolidierung und

Interpretation

© 2015/TQU GROUP

OPERATIVES QUALITÄTSMANAGEMENT 4.0


Wie wir heute in der Fertigung Produktqualität sicherstellen


• Prüfplanung ist auf zentrale Steuerung des Produktflusses ausgerichtet• Prüfplan ist teilweise nicht aktuell und heuristisch („Das haben wir schon immer so gemacht“) • Festgelegte Messungen (Messpunkte) ob Spezifikationen am Produkt eingehalten worden sind• Manuelle Qualitätsdatenerfassung und Informationsfluss auf Zuruf • Prüfschritte sind nicht im Takt der Fertigung• Arbeiten mit Stichproben und Rückschluss auf das komplette Los• Reaktive Maßnahmen, wie:

• Nacharbeit einleiten• Ursachenanalyse• Prozessparameter anpassen• …

Mess-punkt

Mess-punkt

MesspunktUrsachenort

Mess-punkt

Reaktion


Qualitätssicherung 4.0 – Erste Schritte


Qualitätssicherung mit Smart Glasses „Smarter Prozess“

https://www.qz-online.de/news/uebersicht/nachrichten/bmw-qualitaetssicherung-mit-google-brille-976281.html

Qualitätskontrolle durch Fingerzeig „Smarter Prozess“

http://www.automobil-produktion.de/2014/06/industrie-4-0-bmw-ueberprueft-qualitaet-mit-virtuellem-fingerzeig/

http://www.openautomation.de/fileadmin/user_upload/Stories/PDFs/oa_1_2__14_Eaton.pdf

Qualitätssicherung durch Standardisierung und „Smarte Produkte und Prozesse“

• Weltweit einheitliche Standards und Systeme über den kompletten Produktlebenszyklus

• Produkte sind mit RFID-Chips versehen• Wann und Wie ein Produkt hergestellt wird• Ergebnisse der QS werden vor Ort und zentral

gespeichert

• Echtzeitkommunikation zwischen Prüfern und Entwicklungsingenieuren über Fotos und Videos

• Einblenden von z.B Prüfplänen in die Brille• Detailliertere Problembeschreibung• Direktes Feedback und Möglichkeit zur direkten

Diskussion

• Berührungsloses System zur Gestenerkennung, Prüfung über zwei 3D Kameras:

• durch einen „Fingerzeig“ registrieren die Kameras die Geste

• ein „Wischen“ signalisiert einwandfreie Qualität



Wie wir in Zukunft Produktqualität sicherstellen


• Geänderte Produktspezifikationen vom Kunden können in Echtzeit berücksichtigt werden• Produktspezifische Prüfpläne als Basis für die dezentrale Steuerung des Produktflusses• Die Messung ist integraler Bestandteil des Bearbeitungsschrittes = „Smarte Messtechnik“• Das Produkt kennt jederzeit seinen Zustand und steuert sich autonom im Wertstrom• Echtzeitkommunikation zwischen Produkt und Maschine über Assistenzsysteme

• Richtige Information zum richtigen Zeitpunkt auf einem Shop Floor Tablet• Prozessunregelmäßigkeiten werden im Prozess berücksichtigt• Kontinuierliche Optimierung der Prozesse• Produkte sortieren sich selbst aus

Mess-punkt

Meldet Zustand (Produktionsdaten, Messwerte

und Spezifikationen)

Mess-punkt

Mess-punkt

Mess-punkt

Anpassung der Prozessparameter bei

Prozessunregelmäßigkeiten


Was kommt auf die Qualitätssicherung im Rahmen 4.0 zu?


1. Der Umgang mit Big Data als Grundlage für die Qualität 4.0• Beherrschen einer Vielzahl von neuen Wechselbeziehungen (Qualitätsabdruck)• Das Auswerten, Verstehen und Interpretieren von Qualitätskennzahlen

2. Mitarbeiter übernimmt funktionsübergreifende, entscheidende und kontrollierende AufgabenVerständnis der Assistenzsysteme und Prozesse (Eingabe- und Ausgabegeräte)

3. Entwicklung einer „Smarte Messtechnik“• Erhöhung der Prüfgeschwindigkeit (Gut / Schlecht)• Definition der Prüfmaße „So viel wie nötig“• Auswahl der Daten• Integration von geeigneten Messsystemen (Medienbrüche) • Offline vs. Inline-Messung

4. Produktqualität fordert Prozessqualität• Statistische Prozesskontrolle der Inputparameter• Vernetzung der Ergebnisse und ableiten neuer KPI• Qualitätssicherer wird Prozess Verbesserer

5. Digitalisierung diverser Methoden wie z. B. FMEA, 8D, SPC

© 2015/TQU GROUP

ZUSAMMENFASSUNG


Chancen und Herausforderungen


WAS WIE

Aufgaben im QM Chancen Herausforderungen

Qualitätspolitik • Zusammenführung mit der Unternehmenspolitik • Differenzierungsmerkmal Qualität

Qualitätsstrategien • Zusammenführung mit der Unternehmensstrategie • Beitrag und Nachweis für das einzelne Produkt

über gesamte Wertschöpfungskette

• Ad hoc Lösungen• Ironie der Automatisierung• Einheitliche Konsensbildung und Definitionen• Qualitätsrelevanten Datenströme realisieren• Datengenerierung, Konsolidierung,

Weiterleitung, Interpretation und Entscheidungsfindung

Managementsysteme • Automatische Rückverfolgbarkeit und Dokumentation

• Veralterung des QMH

Qualitätsplanung • Risikoreduktion durch Datenanalysen und Prognosen

• Reduzierung von Verschwendung• Vernetzung mit den Kunden

• Integration des CAQ / APQP in die IT-Landschaft

Qualitätssicherung • Geringere Durchlaufzeiten• Reduzierung von Verschwendung• Komplexe Probleme werden lösbar • Effiziente und präventive Fehlererkennung• Qualitätssicherer als Entscheider

• Integration der Messsysteme in die IT-Landschaft

• Integration der Messdaten• Auswahl der relevanten Messdaten

Qualitätslenkung • Reduzierung des administrativen Aufwandes• Beschleunigung der Methoden

• Weiterentwicklung / Digitalisierung vorhandener Methoden

• Vernetzung mit den Lieferanten


Annäherung an Qualität 4.0


Abstrahieren und zerlegen der Produktionsvorgänge in Teilschritte

Anlagenverfügbarkeit der Messsysteme

Messungen im Takt

Zuordnung im Prüfplan von Teilschritten zu Produktmerkmalen

Zuordnung von Prüfverfahren zu unsicheren

Bearbeitungsschritten

Übersetzung von Big Data in Smart Data

Kundenanforderungen in Produktmerkmale

übersetzen (Prüfplanung)Schnittstellenmanagement der Messsysteme (ID)

Reproduzierbare Prozesse (Cp, Cpk)

Basis:Einheitliche interdisziplinäre ZielsetzungDefinierte Standards zum Austausch von

QualitätsanforderungenEinheitliche Semantik


Zusammenfassung


Werkstück ist die zentrale Datendrehscheibe

Werkstückqualität fordert Prozessqualität

Analysefähigkeit großer Datenmengen

Das „Was“ bleibt, das „Wie“ ändert sich

http://visibleearth.nasa.gov/view_detail.php?id=3451 –http://veimages.gsfc.nasa.gov//3451/landsat_art_lena_lrg.jpg


IT-SICHERHEIT 4.0

Reiner MarquartCDE Management [email protected]

IT-SICHERHEIT 4.0

GRUNDLAGE FÜR INDUSTRIE 4.0


• Industrie 4.0

• IT-Sicherheit

• Cloud Computing

Die drei wichtigsten IT-Themen in 2016 nach BITkom

IT-SICHERHEIT 4.0


Digitales und Vernetztes auf allen Ebenen

IT-SICHERHEIT 4.0

Fabrik (CPS)

Vernetzung mit der Außenwelt

Steuerung


Weltweite Vernetzung der Mitarbeiter & Standorte

IT-SICHERHEIT 4.0


IT-SICHERHEIT 4.0

nach BSI Lagebericht 2015

IT-Security beginnt beim Menschen


IT-SICHERHEIT 4.0

Erpresser-Virus „Locky“ verbreitet sich rasant


Höhere Gewalt: Feuer, Wasser, Blitzschlag, Krankheit, ...

Organisatorische Mängel: Fehlende oder unklare Regelungen, fehlende Konzepte, ...Menschliche Fehlhandlungen: "Die größte Sicherheitslücke sitzt oft vor der Tastatur"

Technisches Versagen: Systemabsturz, Plattencrash, ...

Vorsätzliche Handlungen: Sabotage, Daten-Diebstahl, ……..

Innere Bedrohungslage

IT-SICHERHEIT 4.0


IT-SICHERHEIT 4.0

Grafik: Telekom

Äußere Bedrohungslage

www.sicherheitstacho.eu

http://www.sicherheitstacho.eu/


Top emerging threats to cyber physical systems Jan. 2016

IT-SICHERHEIT 4.0

Quelle: The European Union Agency for Network and Information Security (ENISA)


IT-SICHERHEIT 4.0

Cyber-Angriffe-Umfrage 2015 BSI


STUXNEThttps://youtu.be/TjDulIAF89s

HUAWEI vs. CISCO

IT-SICHERHEIT 4.0

Cyber-War 4 Minuten im Film

https://youtu.be/TjDulIAF89s


• Durch diese neuartigen Kommunikationsbeziehungen und die zunehmende Verlagerung von Intelligenz in die Produktionskomponenten entstehen ungeahnte Risiken durch erhöhte Angriffsfläche und eine Vernetzung über Vertrauensgrenzen hinweg.

• Der Aufbau und Betrieb braucht Standards für die Smart Factory mit integrierter IT-Sicherheit.

• Entwicklung von sicheren Werkzeugen für die Steuerung und Kontrolle der zunehmend komplexer und intelligenter werdenden Systeme inkl. IT-Sicherheitsfunktion.

• Systematische Absicherung von Produktionsanlagen vor Missbrauch und unbefugtem Zugriff.

• IT-Sicherheit bereits in der Konzeptionsphase der neuartigen Infrastruktur-komponenten einfließen lassen.

Bedeutung für Industrie 4.0

IT-SICHERHEIT 4.0


1. Aufbau einer Security-Organisation

2. Etablieren eines Security Managements und erste Risiko-Analyse

3. Risiken aller installierten IT-Systeme und Anwendungen bestimmen

4. Absicherung der Netze

5. Authentisierung und Zugriffskontrollen klären

6. Umfassender Schutz vor Schadprogrammen

7. Härtung der IT-Systeme u.a. durch Simulation

8. Bauliche und physische Absicherung

9. Datensicherungs- und Notfallplan

10. Etablieren eines umfassenden ISMS

Priorisierte Maßnahmen gegen innere und äußere Bedrohung

IT-SICHERHEIT 4.0

Ressourcen

Strategie

Mitarbeiter

Management-Prinzipien

ISMS


• Die Sicherheitslage ist ernst

• Die Bedrohung enorm, permanent und nicht greifbar

• Bedrohungslage wird i.d.R. unterschätzt

• Die Sicherheits-Kette ist nur so stark wie ihr schwächstes Glied

• Lösung kann nur systematisch sein, z.B. ISMS

• Investition ist relativ gering, das Risiko nicht

• Industrie 4.0 bedingt zwingend IT-Security 4.0

Resümee und Ausblick

IT-SICHERHEIT 4.0


Definition einiger Begriffe


Begriff Definition Beispiel

Internet der Dinge • Klassische Computer werden durch intelligente Gegenstände ersetzt

• Kühlschrank der eigenständig Milch und Butter nachkauft

• Waschmaschinen, die genau dann waschen, wenn der Strom gerade günstig ist

CPS - Cyber-Physical Systems (Embedded Systems)

• Ein in sich geschlossenes intelligentes und selbständig arbeitendes Netzwerk, von Cyber(Programme) und Physis (Maschinen/Mensch)

• Bildet die Brücke zwischen physischer und digitaler Welt (drahtgebunden oder drahtlos)

• Navigationssoftware im Fahrzeug,zur verbesserten Routenführung werden über Mobilfunkdaten, Stauinformationen aus aktuellen Bewegungsprofilen gewonnen

Product Lifecycle Management (PLM)

• Software zur Integration aller Informationen die im Laufe des Produktlebenszyklus anfallen

• Konfiguratorlösung für den Kunden• Verwaltung von Service Intervallen

MES - Manufacturing Execution System

• Vergleichbar mit ERP-Systemen, ermöglicht die Führung, Lenkung, Steuerung oder Kontrolle der Produktion in Echtzeit, Bindeglied zwischen ERP und Shopfloor (vertikal als auch horizontal)

• Produktionsleitsystem stelltInformationen auf einem digitalenShopfloor-Board dar

• Assistenzsystem in einem Kampfjet

Big Data • Synonym für den intelligenten Umgang mit solchen großen und gleichzeitig heterogenen Datenmengen

• New York, Rush Hour

1© Steinbeis 2014 www.steinbeis.de

117263-2

014-0

5

Technologie.Transfer.Anwendung.

Digitalisierung und Vernetzung in der Industrie 4.0

Welche Auswirkungen hat die Transformation auf die industrielle

Wertschöpfung?

Prof. Dr. Heiner Lasi | Ferdinand-Steinbeis-Institut der Steinbeis Stiftung


117263-2

014-0

5

Kurzvorstellung Ferdinand-Steinbeis-Institut (FSTI)

„Steinbeis Transfer Tank“ im Kontext der

Digitalisierung, Vernetzung und Konvergenz in der Industrie

Steinbeis Leitfaden

Additive Manufacturingfür KMU


117263-2

014-0

5

Industrie 4.0

Quelle: BMBF


117263-2

014-0

5

Industrie 4.0 – was ist wirklich neu?

Wertschöpfung/Auftragsdurchlauf

Produktentwicklung

Einkauf

Auftragsdurchlauf

Führungsinformation

Kundendienst

Geschäftsprozesse

Forschung sowie Produkt-und Prozessentwicklung

Lagerhaltung

Vertrieb Beschaffung Produktion Versand Kundendienst

Unter-

nehmens-

gesamtplanung

Quelle: Mertens (2006), S.5

Digitale Fabrik Smart FactoryComputer Integrated Manufacturing (CIM)


117263-2

014-0

5

Industrie 4.0 in Europa


117263-2

014-0

5

Industrie 4.0 im internationalen Kontext

Industrial Value Chain Initiative(Industry 4.0 and Industrial Internet)

Industrial Internet

Made in China 2025

Smart Industry

Bildquellen: www.framefutureforever.com, wikipedia, stepmap, cryptocoinsnews.com, technischerillustrator.eu, baden-wuerttemberg.de


117263-2

014-0

5

Industrie 4.0

Industrie 4.0 Forschung

Pictures: 123rf.com

ProduktlebenszyklusVorphase

Produktnutzung / Service /

Wartung

Produkt- / Produktions-

prozessentwicklungProduktion Vertrieb Recycling

Industrie 4.0 in der Praxis …


117263-2

014-0

5



Wartung



Industrie 4.0

Pictures: 123rf.com

… als Einsatz cyber-physischer Systeme in der Produktion und Logistik

1. Produktionsorientiertes Verständnis


117263-2

014-0

5

Industrie 4.0 und Industrial Internet

Potentiale von Industrie 4.0 (Quelle: Bauernhansl u.a. 2013)

Quelle: Accenture (2014)

Quelle: IDC (2014)


117263-2

014-0

5



Wartung




Pictures: 123rf.com


2. Produktorientiertes Verständnis

… als das Internet der Dinge

(Industrial Internet)


117263-2

014-0

5



Wartung




Pictures: 123rf.com


3. Wertschöpfungsorientiertes Verständnis

… als das Internet der Dinge

(Industrial Internet)… als ein unternehmensspezifischer Gesamtansatz zur Steigerung der Wertschöpfung


117263-2

014-0

5

Kontakt:Ferdinand-Steinbeis-Institut

Willi-Bleicher-Str. 19 | 70174 Stuttgart

Heiner Lasi

[email protected]

mailto:[email protected]

QUALITÄTSMANAGEMENT IM RAHMEN INDUSTRIE 4 · • Prüfplanung ist auf zentrale Steuerung des...

Documents

Transcript of QUALITÄTSMANAGEMENT IM RAHMEN INDUSTRIE 4 · • Prüfplanung ist auf zentrale Steuerung des...