Six Sigma+Lean Toolset

Stephan Lunau (Hrsg.)

Renata Meran • Alexander JohnChristian Staudter • Olin Roenpage

Six Sigma+Lean Toolset

Mindset zur erfolgreichen Umsetzung von Verbesserungsprojekten

4., vollständig überarbeitete und erweiterte Aufl age

ISBN 978-3-642-39944-2 ISBN 978-3-642-39945-9 (eBook) DOI 10.1007/978-3-642-39945-9

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HerausgeberStephan Lunau

AutorenRenata MeranAlexander JohnChristian StaudterOlin Roenpage

UMS (Consulting) GmbH

UMS (Consulting) GmbH Frankfurt am Main, Deutschland

Frankfurt am Main, Deutschland

V

INHALT

Inhaltsverzeichnis

Vorworte ____________________________________________________________________________________________________ 1

EINFÜHRUNG____________________________________________________________________________________________ 7

– Six Sigma+Lean – eine weltweite ErfolgsgeschichteSind 25 Jahre genug? __________________________________________________________________________ 9

– Six Sigma versus Lean Management – eine Konkurrenz? ________________ 10

– Vom Toolset zum Mindset: Was bedeutet das in der unter nehmerischen Praxis? ________________________ 11

– Business Excellence als Schlüssel für nachhaltigen Erfolg ________________ 12

– Excellence Mindset in der Projektarbeit ______________________________________________ 16

DEFINE – Was ist das Problem?________________________________________________ 19

– Zusammenfassung DEFINE-Phase ____________________________________________________21

– Roter Faden DEFINE-Phase ______________________________________________________________ 22

– Werkzeugübersicht DEFINE-Phase ____________________________________________________ 23

– Project Charter ____________________________________________________________________________________ 25

– Nutzenrechnung __________________________________________________________________________________ 30

– Projektrahmen ____________________________________________________________________________________ 33

– Multigenerationsplan __________________________________________________________________________ 35

– SIPOC ________________________________________________________________________________________________ 37

– Abhängigkeitsbetrachtung __________________________________________________________________ 39

VI

INHALT

– Projektmanagement ____________________________________________________________________________ 40

– Projektstrukturplan ______________________________________________________________________________ 42

– Netzplan ______________________________________________________________________________________________ 44

– Zeitplanung__________________________________________________________________________________________ 46

– Ressourcenplanung ____________________________________________________________________________ 48

– RACI Chart __________________________________________________________________________________________ 50

– Budgetplanung ____________________________________________________________________________________ 52

– Risikomanagement______________________________________________________________________________ 54

– Stakeholder-Management __________________________________________________________________ 56

– Kick-off-Meeting __________________________________________________________________________________ 59

– Projektkommunikation ________________________________________________________________________ 61

– Kundenbedürfnistabelle ______________________________________________________________________ 63

– Kano-Modell ________________________________________________________________________________________ 65

– Tool 1 __________________________________________________________________________________________________ 68

– Gate Review ________________________________________________________________________________________ 71

– Gate Review DEFINE__________________________________________________________________________ 73

MEASURE – Wie groß ist das Problem? ________________________________ 75

– Zusammenfassung MEASURE-Phase________________________________________________ 77

– Roter Faden MEASURE-Phase __________________________________________________________ 78

– Werkzeugübersicht MEASURE-Phase________________________________________________ 79

– Tool 2 __________________________________________________________________________________________________ 81

– Daten sammeln __________________________________________________________________________________ 84

VII

INHALT

– Operationale Definition ________________________________________________________________________ 85

– Datenquelle ________________________________________________________________________________________ 88

– Datenart ______________________________________________________________________________________________ 89

– Erfassungsformulare __________________________________________________________________________ 91

– Stichprobenstrategie____________________________________________________________________________ 93

– Messsystemanalyse (MSA) ________________________________________________________________ 99

– Gage R&R für diskrete (binäre) Daten ______________________________________________ 104

– Messsystemanalyse Typ I ________________________________________________________________ 107

– Messsystemanalyse Typ II ________________________________________________________________ 108

– Untersuchung von Linearität und systematischen Messabweichungen __ 110

– Prüfung der Qualität vorhandener Daten __________________________________________ 112

– Datensammlungsplan ________________________________________________________________________ 114

– Variation verstehen ____________________________________________________________________________ 116

– Tortendiagramm ________________________________________________________________________________ 117

– Balkendiagramm________________________________________________________________________________ 118

– Pareto-Diagramm ______________________________________________________________________________ 119

– Punktdiagramm ________________________________________________________________________________ 121

– Histogramm ______________________________________________________________________________________ 122

– Box Plot ____________________________________________________________________________________________ 125

– Verlaufsdiagramm______________________________________________________________________________ 127

– Regelkarten ______________________________________________________________________________________ 130

– Streudiagramm __________________________________________________________________________________ 132

– Wahrscheinlichkeitsnetz ____________________________________________________________________ 133

VIII

INHALT

– Lageparameter Mittelwert__________________________________________________________________ 135

– Lageparameter Median ____________________________________________________________________ 137

– Streuungsparameter Varianz ____________________________________________________________ 139

– Streuungsparameter Standardabweichung ______________________________________ 140

– Streuungsparameter Spannweite ______________________________________________________ 142

– Streuungsparameter Span ________________________________________________________________ 143

– Prozessleistung ________________________________________________________________________________ 144

– Defects per Million Opportunities (DPMO) ________________________________________ 145

– Parts per Million (ppm) ______________________________________________________________________ 147

– Defects per Unit (DPU)______________________________________________________________________ 148

– Yield __________________________________________________________________________________________________ 149

– Span/Perzentilabstand ______________________________________________________________________ 151

– Datentransformation __________________________________________________________________________ 153

– Prozessfähigkeit und Prozessstabilität______________________________________________ 155

– Cp- und Cpk-Werte ____________________________________________________________________________ 157

– Gate Review MEASURE __________________________________________________________________ 160

ANALYZE – Was sind die Kernursachen des Problems? 161

– Zusammenfassung ANALYZE-Phase________________________________________________ 163

– Roter Faden ANALYZE-Phase __________________________________________________________ 164

– Werkzeugübersicht ANALYZE-Phase ______________________________________________ 165

– Ursache-Wirkung-Diagramm ____________________________________________________________ 167

– FMEA ________________________________________________________________________________________________ 170

IX

INHALT

– Tool 3 ________________________________________________________________________________________________ 177

– Prozess analysieren __________________________________________________________________________ 180

– Spaghettidiagramm __________________________________________________________________________ 185

– Prozessflussdiagramm ______________________________________________________________________ 187

– Prozessfunktionsdiagramm ______________________________________________________________ 189

– Wertstromdiagramm __________________________________________________________________________ 191

– Wertanalyse ______________________________________________________________________________________ 194

– Zeitanalyse ________________________________________________________________________________________ 198

– Prozesseffizienz ______________________________________________________________________________________ 202

– Kapazitätsanalyse ____________________________________________________________________________ 203

– Prozessflussanalyse__________________________________________________________________________ 205

– Daten analysieren ____________________________________________________________________________ 207

– Datenschichtung________________________________________________________________________________ 209

– Konfidenzintervall ______________________________________________________________________________ 211

– Hypothesentests________________________________________________________________________________ 214

– ANOVA/einfaktorielle Varianzanalyse________________________________________________ 220

– ANOVA/zweifaktorielle Varianzanalyse ____________________________________________ 225

– Korrelationskoeffizient ______________________________________________________________________ 229

– Einfache lineare Regression ____________________________________________________________ 231

– Multiple lineare Regression ______________________________________________________________ 236

– Logistische Regression ____________________________________________________________________ 238

– Design of Experiments (DOE) __________________________________________________________ 242

– Vollfaktorielle Versuchspläne ____________________________________________________________ 247

X

INHALT

– Teilfaktorielle Versuchspläne ____________________________________________________________ 251

– Variationsreduktion ____________________________________________________________________________ 255

– Response Surface Methoden____________________________________________________________ 257

– Weitere Versuchspläne______________________________________________________________________ 258

– Hauptursachen ableiten ____________________________________________________________________ 261

– Gate Review ANALYZE ____________________________________________________________________ 264

IMPROVE – Was sind die Lösungen zur Behebung der

Ursachen? ________________________________________________________________________________________ 265

– Zusammenfassung IMPROVE-Phase ______________________________________________ 267

– Roter Faden IMPROVE-Phase ________________________________________________________ 268

– Werkzeugübersicht IMPROVE-Phase ______________________________________________ 269

– Lösungen ableiten ____________________________________________________________________________ 271

– 5 S ____________________________________________________________________________________________________ 272

– Poka Yoke __________________________________________________________________________________________ 276

– Arbeitsplatzlayout ______________________________________________________________________________ 280

– Theory of Constraints ________________________________________________________________________ 282

– Rüstzeitreduzierung __________________________________________________________________________ 284

– Total Productive Maintenance (TPM)________________________________________________ 288

– Generisches Pull-System (GPS) ______________________________________________________ 294

– Replenishment Pull-System (RPS) __________________________________________________ 297

– Zwei Behälter Replenishment Pull-System ______________________________________ 300

– Losgrößenbestimmung______________________________________________________________________ 301

XI

INHALT

– Prozessfluss und Prozesslogik__________________________________________________________ 302

– Brainstorming ____________________________________________________________________________________ 303

– Anti-Lösung-Brainstorming ________________________________________________________________ 305

– Brainwriting________________________________________________________________________________________ 307

– SCAMPER ________________________________________________________________________________________ 309

– Analogie-Brainstorming ____________________________________________________________________ 311

– Affinitätsdiagramm ____________________________________________________________________________ 313

– Musskriterien ____________________________________________________________________________________ 314

– Aufwand-Nutzen-Matrix ____________________________________________________________________ 316

– N/3-Methode______________________________________________________________________________________ 317

– Platzzifferverfahren____________________________________________________________________________ 319

– Pugh-Matrix ______________________________________________________________________________________ 321

– Tool 4 ________________________________________________________________________________________________ 323

– Soll-Prozessdarstellung ____________________________________________________________________ 326

– Kosten-Nutzen-Analyse ____________________________________________________________________ 328

– Prozesssteuerung vorbereiten __________________________________________________________ 330

– Reaktionsplan____________________________________________________________________________________ 332

– Pilot____________________________________________________________________________________________________ 334

– Implementierungsplan ______________________________________________________________________ 337

– Risikoanalyse ____________________________________________________________________________________ 339

– Rollout ______________________________________________________________________________________________ 340

– Gate Review IMPROVE ____________________________________________________________________ 341

XII

INHALT

CONTROL – Wie wird die Nachhaltigkeit der Verbesserung

sichergestellt? ________________________________________________________________________________ 343

– Zusammenfassung CONTROL-Phase ______________________________________________ 345

– Roter Faden CONTROL-Phase ________________________________________________________ 346

– Werkzeugübersicht CONTROL-Phase______________________________________________ 347

– Prozessdokumentation ______________________________________________________________________ 349

– Visuelles Management ______________________________________________________________________ 353

– Control Charts/Regelkarten ______________________________________________________________ 356

– Dashboard ________________________________________________________________________________________ 365

– Prozesssteuerungsteam____________________________________________________________________ 368

– Glass Wall Management __________________________________________________________________ 370

– Audits ________________________________________________________________________________________________ 372

– Projektdokumentation________________________________________________________________________ 375

– Projektabschluss ______________________________________________________________________________ 377

– Gate Review CONTROL __________________________________________________________________ 380

– Kontinuierlicher Verbesserungsprozess ____________________________________________ 381

– Lean Workout ____________________________________________________________________________________ 383

ANHANG

– Abkürzungen ____________________________________________________________________________________ 387

– Stichwortverzeichnis__________________________________________________________________________ 391

– Sigmawert Tabelle ____________________________________________________________________________ 399

– Literaturliste ______________________________________________________________________________________ 400

Vorwort zur vierten Auflage

Wir freuen uns über das positive Feedback vieler Leserinnen und Leser, die unseren Para dig -menwechsel vom Toolset zum Mindset als einen richtigen Schritt zur erfolgreicheren Anwen -dung von Six Sigma+Lean bewerten. Auch in unserer tagtäglichen Arbeit mit dem Six Sigma+Lean-Mindset in den Unternehmen bemerken wir, wie positiv der Paradigmenwechsel angenommenund umgesetzt wird.Eine durch zielgerichtetes (Hinter-) Fragen und Beantworten geleitete Projektarbeit, so beob-achten und erleben wir es, führt zu einem tiefer gehenden Verständnis der Prozesse undderen Steuer- und Störgrößen. Sie ermöglicht bessere und langlebigere Lösungen und erhöhtletztlich das Verständnis und darüber die Akzeptanz für die DMAIC-Methodologie.

Der Paradigmenwechsel fügt sich nahtlos in unsere Philosophie der kontinuierlichen Verbes -serung ein. Es geht in letzter Instanz darum, täglich Möglichkeiten zur Verbesserung im eige-nen Arbeiten zu identifizieren und auszuschöpfen und damit der Vision der Perfektion wiederein kleines Stück näher zu kommen. Das Mindset leistet dabei wesentliche Unterstützung,denn es rückt die Fragen zum Erkennen, Bewerten, Verstehen und Lösen von Problemen inden Mittelpunkt des Handelns. Dabei ruht der Erfolg unverändert im nachhaltigen Beseitigender zugrundeliegenden Kernursachen.

Aus diesem Grund gehen wir in der vierten Auflage den Weg konsequent weiter, dass wirdas Mindset und die damit verknüpften Leitfragen nutzen, die zur Erarbeitung und UMSetzungvon Verbesserungen wichtig sind. Das sind im Wesentlichen folgende Fragen:• Was ist das Problem?• Wie groß ist das Problem?• Was sind die Kernursachen des Problems?• Was sind die besten Lösungen zur Behebung der Ursachen?• Wie wird die Nachhaltigkeit der Verbesserung sichergestellt?

Bei der Beantwortung der Fragen helfen die Werkzeuge und Methoden, die Sie in diesemSix Sigma+Lean Toolset finden. Es geht darum, die für die jeweilige Fragestellung relevantenWerkzeuge auszuwählen und anzuwenden. Hier wollen wir mit dem vorliegenden Formatgezielt und auf einfache Art und Weise – durch Erklärungen und Tipps angereichert – helfen.

Dass wir uns mit der nun vierten Auflage unserem Zielbild der Perfektion weiter annähern,verdanken wir unseren Leserinnen und Lesern und dem gesamten UMS-Team, welche unsfortlaufend mit Anregungen und Verbesserungsvorschlägen unterstützen. Mein besondererDank gilt erneut den Autorinnen und Autoren, insbesondere Renata Meran und MiguelGuzman, die wieder zahllose Nächte und Wochenenden in die Einarbeitung der Änderungenund Verbesserungen und damit in die Realisierung dieses Buches investiert haben. Zu guter

1

Letzt, wie auch in den Auflagen zuvor, ein großes Dankeschön an Mariana Winterhager, diewiederum alle zur Verfügung stehenden Tages- und Nachtzeiten für die Gestaltung desBuchs genutzt hat.

Ich wünsche Ihnen, dass Sie mit Hilfe dieses Buches Ihre Six Sigma+Lean-Verbesserungs -projekte noch erfolgreicher abschließen können und damit, im Sinne der kontinuierlichenVerbesserung, der Vision eines perfekten Unternehmens schrittweise näher kommen.

Frankfurt am Main, Mai 2013Ihr Stephan Lunau

2

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 häu -fig beobachten. Aus diesen Gründen haben wir das toolbasierte Vorgehen zu einem fragen-basierten 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 „Six Sigma+Lean Mindset“ umzubenennen, sondern diese Neuausrichtung im Unter -titel hervorgehoben. Ebenso haben wir den bekannten und bewährten chronologischenAufbau beibehalten, diesen jedoch um die beschriebenen Fragen erweitert und um weiterepraxisrelevante Anwendungstipps ergänzt.

Herausgekommen ist ein Werk, das unserer Überzeugung nach noch besser geeignet ist,den Anforderungen der praktischen Arbeit gerecht zu werden. Wir freuen uns auf Ihr Feed -back.

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 las-

3

sen. Danke dafür. Beispielhaft seien hier die Kollegen Martin Funk, Felix Reble und Marc Törökgenannt, die insb. bei den Lean-Werkzeugen, Statistik und Messsystemanalyse hervorragen-de Unterstützung geleistet haben. Ein großer Dank gebührt auch Mariana Winterhager, diewie schon bei den Auflagen zuvor die gestalterische Umsetzung rund um die Uhr praktizierthat.

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

Frankfurt am Main, Januar 2012Ihr Stephan Lunau

4

Vorwort zur zweiten Auflage

Die erste Auflage des Six Sigma+Lean Toolset, Verbesserungsprojekte erfolgreich durchfüh -ren, hat durch seine praxisorientierte Form eine große Anerkennung gefunden. Für die zahl -reichen positiven Rückmeldungen von Anwendern und Lesern möchten wir uns an dieserStelle nochmals herzlichst bedanken. Damit ist das wesentliche Ziel des Toolsets als Werk -zeug zur zielgerichteten Unterstützung in der täglichen Projektarbeit erreicht. So wie sich derSix Sigma+Lean Ansatz über die Jahre kontinuierlich weiterentwickelt hat, soll sich auch dasDMAIC Toolset in seiner zweiten Auflage weiterentwickeln und den Stand der durch die UMS gesammelten Erfahrungen repräsentieren.

Die Aktualisierungen und Erweiterungen betreffen alle Bereiche des Buches. Neben einerausführlicheren Einleitung, die die Erfolgsfaktoren einer Six Sigma+Lean Implementierung inden Mittelpunkt stellt, ist die Darstellung der Lean Werkzeuge überarbeitet worden, an derauch Carmen Beernaert von der George Group Consulting beteiligt war. Die George GroupConsulting ist ein langjähriger Partner der UMS, mit dem wir in zahlreichen internationalenProjekten erfolgreich zusammengearbeitet haben. Es freut mich daher, dass wir die LeanErfahrungen von Carmen Beernaert und ihrem Kollegen René Ffrench in das vorliegendeBuch einfließen lassen konnten.

Mein Dank gilt neben den Autoren auch den Herren Sebastian Große-Siestrup, Tomasz Borekund Felix Reble, die mit Fleiß und Engagement die vielen Verbesserungen und Ergänzungenzusammengetragen haben und dafür gesorgt haben, dass alle neuen Inhalte, Rückmeldun-gen und Anregungen berücksichtigt wurden. Ebenso möchte ich Mariana Winterhager fürihren unermüdlichen Einsatz beim Einarbeiten der Verbesserungsvorschläge in das Toolsetdanken.

Wir hoffen, dass wir Ihnen mit dem Ergebnis unserer Arbeit ein noch besseres Werkzeug fürIhre tägliche Projektarbeit zur Verfügung stellen und freuen uns auch weiterhin auf Anregun -gen und Feedback, die zur Weiterentwicklung dieses Werkzeuges dienen.

Vielen Dank und Erfolg

IhrStephan Lunau

Frankfurt am Main, Oktober 2006

5

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 durch klassischeQualitätswerkzeuge und statistische Analysen erreicht wird – auch eine signifikante Beschleu - nigung der Prozesse und die Reduktion von Beständen und Durchlauf zei ten möglich 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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