Der Beitrag ist in ähnlicher Form erschienen in: Gienke/Kämpf (Hrsg.): Handbuch Produktion
Carl Hanser Verlag , München Wien, ISBN 978-3-446-41025-1

1. Ausgangsbasis

Der japanische Ausdruck Poka Yoke ( jap.: Fehlersicher) bezeichnet ein aus mehreren Elementen bestehendes Prinzip, welches technische Vorkehrungen und Einrichtungen zur Fehlervermeidung bzw. zur sofortigen Fehleraufdeckung umfaßt. Es ist dabei besonders auf die unbeabsichtigen Fehler ausgerichtet, die den Menschen bei ihrer Mitwirkung innerhalb von Fertigungsprozessen unterlaufen können, und soll verhindern, daß aus einer unkorrekten Handlung ein Fehler am Produkt entsteht.

Ausgangsbasis für Poka Yoke ist die Erkenntnis, daß kein Mensch und auch kein System in der Lage ist, unbeabsichtigte Fehler vollständig zu vermeiden. Bei Systemen, also Maschinen und Anlagen, können in der Regel Angaben über Fehler durch die Kenngröße Mean Time Between Failure (MTBF) oder mittlerer Ausfallabstand gemacht werden. Dagegen liegen Fehlhandlungen wie Unaufmerksamkeit, Auslassen, Vertauschen, Vergessen, falsch Ablesen, Fehlinterpretieren u.ä., die außerdem durch Streß, belastende Umwelteinflüsse und schlechte Arbeitsbedingungen noch verstärkt werden können, in der Natur des Menschen und lassen sich trotz aller Bemühungen nicht mit Sicherheit ausschließen.

Das Poka Yoke-Konzept mit Fehlerquellen-Inspektion findet vor allem in Fertigungsbetrieben Anwendung. Die personelle oder maschinelle Größe des Unternehmens ist sekundär. Poka Yoke wird, wenn es zu schnellen und umfassenden Ergebnissen gelangen will, im Rahmen von Qualitätszirkeln praktiziert. Gruppenarbeit dient somit als Hilfsmittel zur Erarbeitung von Poka Yoke, wie umgekehrt auch Poka Yoke Gruppenarbeit verbessert.

Der Ausgangspunkt für die Entwicklung des Poka Yoke-Systems mit Fehlerquellen-Inspektion lag für den Japaner Shingo, den geistigen "Vater" dieses Konzepts, bei der statistischen Qualitätskontrolle (SQC) nach amerikanischem Typus. 1977 hatte Shingo die Entwicklung des Poka Yoke abgeschlossen.

Poka Yoke zielt auf den Einsatz von meist technischen Hilfsmitteln wie Einlegehilfen, Anschlägen, Zweiknopfbetrieb usw. Dabei kann bereits in der Konstruktion und in der Entwicklung durch konsequentes Einhalten der Regeln die Produktionsfreundlichkeit (Design for Manufacturing) entscheidend beeinflußt werden. Der Schwerpunkt im Prozeßdesign liegt in der Arbeitsablauf- und Arbeitsplatzgestaltung, Schaffung einfacher Überwachungseinrichtungen und Vermeidung von Verwechslungen. Die Lösungen sind in der Regel kostengünstig und sofort einführbar. Gruppenarbeit begünstigt die Entwicklung solcher fertigungsbezogener Veränderungen.

Mit Hilfe von Poka Yoke wird nun durch meist einfache, aber wirkungsvolle Systeme dafür gesorgt, daß derartige Fehlhandlungen im Fertigungsprozeß nicht zu Fehlern am Endprodukt führen bzw. nicht unentdeckt bleiben. Da von Poka Yoke sämtliche in einem Fertigungsprozeß hergestellten Teile bzw. Produkte betroffen sind, kann man in diesem Zusammenhang auch von einer 100%-oder Vollprüfung sprechen.

Um auch ein weiteres Auftreten von einmal entdeckten Fehlern ausschließen zu können, wird Poka Yoke in Verbindung mit einer Inspektionsmethode angewendet. Als besonders effektiv hat sich dabei die ebenfalls von Shingo entwickelte "Source Inspection" erwiesen. Diese Prüfmethode löst nicht nur Reaktionen auf Fehler aus, sondern deckt die Bedingungen auf, die Fehler hervorrufen. Wichtig ist, daß Rückmeldung und Abstellungsmaßnahmen innerhalb der Fehlhandlungsstufe erfolgen. So wird verhindert, daß aus einer Fehlhandlung ein Fehler entsteht.

Durch eine Kombination dieser Fehlerquellen-Inspektionen mit 100%-Prüfungen, Selbstprüfungen oder sukzessiven Prüfungen und unmittelbarer Rückmeldung mit Abstellungsmaßnahme kann ein Null-Fehler-QM-System etabliert werden. Durch Einsatz anforderungsgerechter Poka Yoke-Einrichtungen ist es in vielen Fällen überhaupt erst möglich, das Ziel "Null-Fehler" zu erreichen.

In der praktischen Anwendung besteht ein Poka Yoke-System aus den beiden Grundelementen Initialisierungs- bzw. Auslösemechanismus und Regulierungsmechanismus. Als drittes Element werden in der Sekundärliteratur noch die Detektionsmechanismen unterschieden, die aber auch eine Art der Initialisierung darstellen. Hinzu kommen spezielle Vorkehrungen in Form von Gestaltungsmaßnahmen, die eine mögliche Fehlhandlung von vornherein auschließen, wie z.B. Positionierstifte.

Bei richtiger Anwendung der Poka Yoke-Methode wird die Beseitigung von Fehlern - nicht nachträglich, sondern im Vorfeld - möglich, während sich durch Anwendung rein statistischer Methoden die Fehlerrate nur verringern laßt.

Meist entstehen Fehler durch Fehlhandlungen der ausführenden Personen. Wenn sie sofort erkannt und (schon im Vorfeld) behoben werden, entstehen keine weiteren Aufwendungen oder Schäden.

Menschliche Fehlhandlungen verursachen unterschiedliche Fehlerarten.

Zu den "Primärfehlern" zählen:

• Auslassen von Arbeitsschritten,
• Bearbeitungsfehler,
• fehlende Teile,
• falsche Teile.

Zu den "Sekundärfehlern" zählen:

• Einstellfehler,
• Fehlarbeitsschritt,
• falsches Einlegen,
• falsches Teil (Werkstück),
• falsches Einrichten,
• andere Fehlhandlungen, z.B. unzureichende Vorbereitung von Werkzeugen und Vorrichtungen.

Fehler werden in zwei Phasen erkannt:

• während ihrer Entstehung (quasi "in statu nascendi") oder
• nach ihrer Entstehung (wenn das Teil bereits weiterverarbeitet ist).

Mit Poka Yoke-Einrichtungen zur Unterbindung von Fehlern werden drei Grundfunktionen wahrgenommen:

• Abschalten
• Ausregeln,
• Warnen (akustisch oder optisch).

Das Erkennen eines bevorstehenden Fehlerauftretens wird "Voraussage", das Erkennen eines bereits aufgetretenen Fehlers "Entdeckung" genannt.

Die Auslöse- bzw. Initialisierungsmechanismen bestimmen die Art, wie ein Fehler im Fertigungsprozeß erkannt wird. Im einzelnen sind drei Methoden zu unterscheiden:

• Kontakt-Methode: Unzulässige Abweichungen von der Arbeitsfolge, die zu Fehlhandlungen führen können, werden von Sensoren über geometrische Kenngroßen festgestellt. Je nach Art des Sensors kann der Kontakt berührend oder auch berührungslos sein.
• Fixwert-Methode: Abweichungen oder Unregelmäßigkeiten im Verlauf des Fertigungsprozesses werden durch das Überprüfen des Erreichens einer bestimmten Anzahl von Teilarbeitsschritten erkannt. Die hierbei eingesetzten technischen Mittel sind meist sehr einfach, aber wirkungsvoll, wie z.B. mechanische Zähleinrichtungen.
• Schrittfolgenmethode: Die Standardbewegungsabfolge eines Arbeitsprozesses wird erkannt und mit möglichst einfachen Hilfsmitteln auf Fehlhandlungen hin überprüft.

Wichtig ist, daß das Feedback einer Fehlhandlung die ausführenden Personen so schnell wie möglich erreicht, um die Wiederholung der entdeckten Fehlhandlung zu vermeiden. Dabei ist es unerheblich, wie die Entdeckung zustandekommt, ob sie vom Ausführenden entdeckt wird oder ob es bestimmte Abweichungsmuster gibt. Wichtig ist, daß bei Erkennen sofort gehandelt werden kann.

• Eingriffsmethode: Beim Auftreten von Abweichungen oder Prozeßunregelmäßigkeiten, die Fehler zur Folge haben können, wird die Maschine sofort abgeschaltet. Mit dem Fertigungsprozeß verbundene Vorgänge wie Transportieren oder Spannen werden ebenfalls sofort unterbrochen. Dadurch werden Korrekturmaßnahmen und die Vermeidung von Wiederholungsfehlern möglich.

• Alarmmethode: Hierzu zählen sämtliche Arten von optischen und/oder akustischen Signalen, die auf die Situation der entstehenden oder gerade entstandenen Fehlhandlung hinweisen.

Alles, was bereits in der Phase der Entstehung erkannt wird, hilft Kosten zu vermeiden. Gruppen sind, wenn sie zu Selbststeuerungsprozessen fähig sind, prädestiniert, lange Wege zu vermeiden. Gruppen können Poka Yoke deshalb besonders effizient einsetzen.

Kamiske, Gerd F.; Brauer, Jörg-Peter: Qualitätsmanagement von A bis Z, Hanser 1995.

Shingo, S.: Poka-yoke, Prinzip und Technik für eine Null-Fehler-Produktion, St. Gallen 1991.