Bild 1 Satzbildungstechnik „Ursache, Fehler und Folge"

Bild 2 Struktur des Ishikawa-Diagramms

Bild 3 Ursache-Wirkungs-Diagramm in der Produktion (9Ms)

Sie sind bereits 66 Jahre alt, eignen sich aber immer noch zur Ursachenfindung: Ishikawa- oder Ursache-Wirkungs-Diagramme. Sie sind einfach und schnell erstellt, und fördern das Verständnis von realen oder potenziellen Problemen. Darüber hinaus unterstützen sie die Kommunikation der Analyse-Ergebnisse.

Die Natur kennt keine Probleme! Alle Probleme werden allein von Menschen – bewusst oder unbewusst – verursacht. Deswegen können Probleme auch nur von Menschen gelöst werden. Moderne Fahrzeuge bestehen heute aus mehr als 10 000 Einzelteilen, welche über eine Vielzahl von Schnittstellen miteinander verbunden sind. Damit alle Systeme ihre Funktionen über die Lebensdauer einhalten, sind umfangreiche theoretische und praktische Untersuchungen notwendig. Aufgabe dieses zweiteiligen Artikels ist es, eine recht einfache Analysemethode – das Ursache-Wirkungs-Diagramm – vorzustellen, um Problemursachen sowohl in der Produktentwicklung als auch im Herstellungsprozess zu visualisieren und zu identifizieren. Die ursprüngliche Anwendung aus den 40er Jahren soll dabei durch neue Impulse ergänzt werden.

1. Einleitung/Geschichtlicher Rückblick

Als der geistige Vater des Qualitätswerkzeuges „ Ursache-Wirkungs-Diagramm" gilt der japanische Chemiker Professor Dr. Kaoru Ishikawa (1915 - 1989). Ihm zu Ehren wurde in der Fachliteratur die graphische Gestaltung auch als so genanntes Ishikawa-Diagramm benannt. Da die stilisierte Darstellungsform an das Skelett eines Fisches erinnert, wird es auch als Fischgräten-Diagramm (Fishbone-Diagram) bezeichnet.

Ishikawa arbeitete an der Universität in Tokyo und verwendete erstmals 1943 ein Ursache-Wirkungs-Diagramm vor einer Gruppe von Ingenieuren der Firma Kawasaki Steel Works, um zu zeigen, welche komplizierten Einflussfaktoren zu einem Problem führen können. In der Literatur gilt er als der Pionier der japanischen Qualitätskontrolle, wobei er eng mit dem amerikanischen „ Qualitäts-Guru" William Edwards Deming (1900 - 1993) zusammenarbeitete. Auf eine Einladung von Ishikawa hin, konnte Deming sein 14-Punkte-Programm für ein besseres Management vor japanischen Topmanagern im Jahre 1950 präsentieren. Seine Ideen sind bei Toyota auf fruchtbaren Boden gefallen und trugen wesentlich zum Erfolg des Unternehmens bei. Erst 1980 – also 30 Jahre später – stießen nach der Ausstrahlung einer NBC-Dokumentation mit dem Titel „If Japan can...Why can't we?" Demings Ideen in den USA auf Interesse.

2. Prinzipieller Aufbau des Ursache-Wirkungs-Diagramms

Es gibt nach Ishikawa [5] drei prinzipielle Anwendungen, bei denen ein Ursache-Wirkungs-Diagramm eingesetzt werden kann:

· Streuungsanalyse von Fertigungsprozessen

· Produktionsprozess-Klassifizierung von Fertigungslinien

· Ursachen-Aufzählung

Ishikawa hat die Graphiken zur Ermittlung von Fertigungsstreuungen aufgestellt. Er konzentrierte sich dabei hauptsächlich auf offensichtliche Faktoren, welche eine Produktion maßgeblich beeinflussen. Dies sind Material, Maschine, Methode und Messung. Diese vier Haupteinflussgrößen sind verantwortlich für das Resultat, welches er mit Qualitätscharakteristik oder Effekt beschrieben hat. Denn kommt es beispielsweise zu Streuungen in den Eigenschaften des Rohmaterials, kann das Ausgangsprodukt darunter leiden. Deswegen konzentrierte er sich auf die Fragestellung: Warum treten diese Streuungen auf? Diese Warum-Frage wird so lange gestellt, bis man zur Grundursache gelangt. Ist diese bekannt, ist zu fragen, wie sich eine störende Streuung einschränken lässt; welche Maßnahmen also hierzu notwendig sind.

Zu Beginn muss sich ein Team, welches ein Ursache-Wirkungs-Diagramm benutzen möchte, im Klaren sein, was das zu untersuchende Problem ist beziehungsweise worin das unerwünschte Ereignis (der Fehler) besteht. Diese Fehlerbeschreibung wird quasi in den Kopf des Fischgrätendiagramms eingetragen. In der praktischen Anwendung empfiehlt es sich, das Problem am besten mit einem Haupt- und Zeitwort zu beschreiben (etwa: „Motor verliert Öl"). Eine Diskussion entsteht oft bezüglich der Verwendung der Wörter „ Ursache, Fehler und Folge/Wirkung", da die Detailebene, auf der eine Analyse durchgeführt wird, oft sehr kompliziert ist.

Um die Analyse in die korrekte Richtung zu lenken und sich Klarheit zu verschaffen, wird bei Ford [1] eine simple Satzbildungstechnik (Bild 1) verwendet. Sie gewährleistet eine folgerichtige Verknüpfung der Kausalkette und liefert somit eine klare Definition der Begriffe „Ursache, Fehler und Folge oder Wirkung" für den zu betrachtenden Fall.

· Definiere den möglichen Fehler immer mit Haupt- und Zeitwort. So sollte man zum Beispiel den Fehler nicht beschreiben mit „Leckage" sondern – soweit dies natürlich bekannt ist – „ Motoröl tritt aus der Abdichtstelle der Kurbelwelle".

· Auf die Frage, wozu dieser Fehler führen könnte, ist die konsequente Antwort eine „Folge" beziehungsweise „Wirkung".

· Auf die Frage, wodurch der mögliche Fehler ausgelöst werden könnte, ist die folgerichtige Antwort eine „Ursache".

· Um eine Kausalkette logisch zu schließen, ist die abschließende Frage: „Kann die Ursache zum Fehler führen?" erforderlich; sie muss auf jeden Fall mit einem deutlichen „ja" beantwortet werden können.

Als nächster Schritt werden alle prinzipiellen Haupteinflussgrößen als Einwirkpfeile eingetragen (Bild 2). In der graphischen Darstellung wird dies durch die Hauptgräten abgebildet, welche direkt zum „Rückgrat" hinweisen. Aber Vorsicht: Im Team muss dabei auf Vollständigkeit geachtet werden, sind signifikante Informationen nicht berücksichtigt, ist die Analyse leider unvollständig. Durch die Visualisierung der Ursachen mit dem Diagramm ist es leichter, noch weitere Ursachen zu finden, als wenn man sie einfach tabellarisch auflistet.

Danach werden den jeweiligen Haupteinflussgrößen detaillierte Neben- und Unterursachen zugeordnet, dabei verzweigen sich die Äste weiter, um auch sekundäre Ursachenkategorien aufzuzeigen. Existente, also bekannte Ursachen können gegenüber potenziellen Ursachen farblich unterschieden werden. Auch hier empfiehlt es sich, alle Detailinformation sorgfältig im Team zu überprüfen, denn auf der untersten Ebene befinden sich die wichtigen Grundursachen. Um zu dieser Ebene zu gelangen, sollte die Frage: „ Warum trägt eine bestimmte mögliche Ursache zu dem Problem bei?" beantwortet werden. Bei der Ermittlung von Grundursachen können weiterführende Kreativitätstechniken [1] wie „das Brainstorming" oder „die Warum-Treppe" angewendet werden. Als Gesamtergebnis ergibt sich eine stark verästelte Struktur, welche keine große Ähnlichkeit mehr mit einem Fischskelett hat.

Die Grundursachen lassen sich abschließend noch gewichten, um so Prioritäten festzulegen. Für alle wichtigen Grundursachen müssen dann in einem weiteren Schritt geeignete Abstellmaßnahmen entwickelt werden.

3. Das Ursache-Wirkungs-Diagramm in der Automobil-Industrie

Mit der Anwendung der Ishikawa-Diagramme in der Produktentwicklung sowie bei einer Global-8D-Analyse wird sich Teil 2 dieses Beitrages beschäftigen, der in der kommenden Ausgabe der Quality Engineering erscheint. So viel vorweg: Ishikawa beschreibt fünf Hauptfaktoren (M1 bis M5, Bild 3), welche einen signifikanten Einfluss auf Fertigungsprobleme haben können [5]. Drei weitere, Mitwelt, Management und Geld kamen hinzu. Der Autor schlägt noch einen neunten vor: Materialplanung und Logistik.