QM04: ‚Vertiefung` TQM, Operational Excellence

QM04: ‚Vertiefung‘ TQM, Operational Excellence
Inhalt:
• TQM
• Kaizen
• Lean (TPS)
• Six Sigma
• Operational Excellence
• Merkmale zukunftsfähiger Organisationen
Quelle: Helmut Bayer, Lust
auf Lean, TQU Business
GmbH
Fairness
Resilienz
Effektivität
Effizienz
Gestaltungskriterien für nachhaltige Systeme; Prof. Ortwin Renn
Udo Gebelein
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Fortschrittskontrolle Vorlesung
Udo Gebelein
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Total Quality Management - Definition
TQM ist eine auf der Mitwirkung aller ihrer Mitglieder
basierende Führungsmethode einer Organisation, die
Qualität in den Mittelpunkt stellt und durch
Zufriedenstellung der Kunden auf langfristigen
Geschäftserfolg sowie auf Nutzen für die Mitglieder
der Organisation und für die Gesellschaft zielt.
Quelle: www.was-ist-qm.de , 20.10.2013
Udo Gebelein
Quelle: www.qz-online.de , 20.10.2013
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Kaizen, Masaaki Imai 1975
Imai: „Die Kaizen-Philosophie setzt voraus,
dass unsere Art zu leben – sei es unser
Arbeitsleben, unser Sozialleben oder unser
Leben zu Hause – das Ziel ständiger
Verbesserung sein sollte. Dieses Konzept
ist für viele Japaner so natürlich und
naheliegend, dass sie sich seiner oft gar
nicht gewahr sind!“
Quelle: 1000ventures.com, 20.10.2013
Für Interessierte: www.klartextev.de/pdf/schneider.pdf
Udo Gebelein
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Lean Management:Toyota Production System TPS
Ziel: Kundenorientierung
Qualität,niedrigste Kosten,kürzeste Lieferzeit
KAIZEN
Just in Time
(JIT)
Mitarbeiter – Einbeziehung
(Involvement)
Flexible, motivierte und qualifizierte Teammitglieder,
die selbständig, kontinuierlich ein besseres
Verfahren suchen
Tools, Methoden und Begriffe: Kanban, 7 Muda,
3Mu, 5S, Poka Yoke, 5W, SMED, JIS, Zoning,
Andon, Gemba, Genchi Genbutsu, Hansei, Heijunka,
Manufacturing Supermarket, Nemawashi, Q-Zirkel,
Obeya, Hoshin Kanri, TPM,…
MenschMaschinenLeistung
Intelligente
Automatisierung (Jidoka)
Standardisierung und kontinuierliche Verbesserung
Stabilität (Störungen und Verschwendung eliminieren)
Anlehnung an www.vpk-engineering.de , 20.10.2013
Udo Gebelein
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Prinzipien des Lean Management: 4P,14 Principles
Das „4P“ –Modell und die 14 Regeln des Toyota Weges
Quellen: Jeffrey Liker, The Toyota Way, Mc Graw-Hill, 2004; http://home.scarlet.be/leanschmitz/leandenken.html, am 18.11.2014
Udo Gebelein
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Prinzipien des Lean Management: Umsetzung
Präzise
Beschreibung
des Wertes des
Produkts und
der
Dienstleistung
Identifikation
des
Wertstromes
des Produktes
oder der
Dienstleistung
Streben nach
Perfektion
Ziehen (Pull)
des Wertes
durch den
Kunden
Udo Gebelein
Strom (Flow)
des Wertes
ohne
Unterbrechung
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Prinzipien des Lean Managements: Muda
Was ist keine Wertschöpfung, was ist Verschwendung?
Dipl.-Informatiker
Karlheinz Thies
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Werkzeuge des Lean Management: Poka Yoke
Was bedeutet Poka Yoke (Dr. Shingo, 1909-1990)
Poka = der unbeabsichtigte Fehler oder auch Lapsus
Yoke = die Vermeidung
• Ausgangsbasis für Poka Yoke ist die Erkenntnis,
dass kein Mensch in der Lage ist, unbeabsichtigte
Fehler vollständig zu vermeiden
• Poka Yoke versucht in der traditionellen Vorgehensweise, meist durch technische Vorkehrungen
und Einrichtungen, Fehlhandlungen zu verhindern
• Heutzutage wird Poka Yoke häufig durch weichere
Vorkehrungen angewendet, um Fehlhandlungen
zu vermeiden, wie z. B. mit Farben, Formen oder
im sequenziellen Ablauf der Montage oder Fertigung
Dipl.-Informatiker
Karlheinz Thies
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Werkzeuge des Lean Management: Poka Yoke
Ziel von Poka Yoke: Unterbrechung der Fehlerkette
Dipl.-Informatiker
Karlheinz Thies
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Werkzeuge des Lean Managements: Poka Yoke
Poka Yoke Analysebaum
Dipl.-Informatiker
Karlheinz Thies
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Werkzeuge: Andon (Cord and Board)
• Visuelles Fertigungsinformationssystem zur raschen Information aller
Beteiligten, so dass ggf. sofort Maßnahmen eingeleitet werden können.
• Signalisierung von Problemen mit Hilfe eines Knopfes oder einer Reissleine
am Arbeitsplatz, problemabhängig kann damit die Produktion gestoppt werden.
Quelle: Toyota
Udo Gebelein
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ZDF zu Software-Fehlern
Fehlerdichte (Defects/1000 LOC)
Klassifizierung der Programme
< 0,5
stabile Programme
0,5 .. 3
reifende Programme
3 .. 6
labile Programme
6 .. 10
fehleranfällige Programme
> 10
unbrauchbare Programme
Quelle: Wikipedia
Coverity Scan: 2013 Open Source Integrity Report: Vergleich der Fehlerdichten
von quelloffener (252 Mio LOC) und proprietärer Software (684 Mio LOC):
Ergebnis: quelloffen 0,59; proprietär: 0,72
NIST Studie 2010:
60 % der befragten produzierenden Unternehmen fanden schwerwiegende Fehler
in gekaufter Software
Electric Cloud/Osterman Research 2010:
58 % sehen Probleme für mangelhafte Software in schlechten Testprozessen
ca. 30 % führen Fehler auf schlechte Architektur zurück
12 % nutzen vollständig automatisierte Testsysteme
Udo Gebelein
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„Lean Thinking“ in der Softwareentwicklung
Die Methoden und Ansätze der „schlanken“ Produktion verfolgen die Ziele
• Verschwendung eliminieren und
• Werte für Kunden schaffen
Lean Methoden und Techniken sind auch auf die Softwareentwicklung übertragbar:
Produkt
Muda
Jidoka
Refactoring
(*)
Test Driven Development,
Usability Engineering,
Dependability
Prozess
Automatische QC,
Continuous Integration,
Continuous Delivery
JIT
Andon
KANBAN
board
Backlogs
(risks and
opportunities,
panic features,
priority features)
*) z.B. Martin: Clean Code – Refactoring, Patterns, Testen und Techniken für
sauberen Code, mitp-Verlag
Bitte arbeiten Sie folgendes Dokument durch:
Stefan Sprenk: Lean Software Development, Fachhochschule Köln, 2012
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Kanban Board
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Jidoka: Testautomatisierung/Code-Analyse
Datenfluss
Quelle: Danovaro, Janes, Succi: Jidoka in Software Development
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Jidoka: Testautomatisierung/Code-Analyse
Quelle: Danovaro, Janes,
Succi: Jidoka in Software
Development
„Messsonde“
Architektur
Quelle: Danovaro, Janes,
Succi: Jidoka in Software
Development
Udo Gebelein
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Testautomatisierung funktionaler/nicht funktion. Anford. – Architektur 1
Xpr ts
eXtended performance and resilience test suite
Test Execution (FU2)
Scenario Generation (FU1)
Emulators
Scenario
Handler
Scenario
DB
Parameter
DB
Abstraction
Process
Misc
PSS
Data
Reduction
ATCAS
Test
Results
Analysis & Presentation (FU3)
Analysis
DRF
Test
Server
Results
DB
Results
Stanly
Processing &
Display
Georg Böing-Messing Software GmbH
Udo Gebelein
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Testautomatisierung funktionaler/nicht funktion. Anford. – Architektur 2
FU1: Scenario Generation
• Analyse/Aufbereitung operationeller Daten
• Abstraktion operationeller Daten (Flüge und Meldungen)
• Scenario Handler zur Erzeugung ausführbarer Szenarien
FU2: Test Execution (Java Applikation unter Linux)
• Test-Server: Zentrales System zur Vorbereitung, Durchführung und
Nachbereitung von Tests
• Emulatoren zur Simulation nicht real existierender Systems
• GUI Treiber zum Treiben real existierender Systeme
• Measurement Agenten zur Messung und zur Erfassung von Performance
beeinflussender Größen
• Data Collection zur Aufbereitung und Bereitstellung von Messdaten für Analyse
und Präsentation
FU3: Analysis and Presentation
• Statistische Hilfsmittel zur Analyse, Präsentation und zum Vergleich von
Messergebnissen, incl. Trends und Hochrechnungen
Georg Böing-Messing Software GmbH
Udo Gebelein
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Testautomatisierung funktionaler/nicht funktion. Anford. – Auswertung
Georg Böing-Messing Software GmbH
Udo Gebelein
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•
•
•
•
•
•
Überblick Lean
Kontinuierliche Verbesserung
mit Respekt für die Menschen*
Kunden
Mitarbeiter
Lieferanten
Investoren
Ortsgemeinschaft
Gesellschaft
5 Lean Prinzipien:
1.
2.
3.
4.
5.
Wertschöpfung
Wertstrom
Fluss- und Ziehprinzip
Einbindung der Mitarbeiter
Streben nach Perfektion
→ Kundenorientierung
→ „Schlaue“ Organisation aller wertschöpfenden Aktivitäten
→ Materialfluss – Geschwindigkeit
→ Wertvollster Teil der Verbesserung
→ Jeden Tag ein Stück besser
Die Feinde:
1. Muda
2. Mura
3. Muri
= Nichtwertschöpfung oder „Verschwendung“
= Streung/Schwankung/Ungleichmäßigkeit
= Überlast
Ideal-Zustand
7 Arten der Verschwendung (Muda):
1.
2.
3.
4.
Überproduktion
Transport
Bestände
Warten
5. Ungeeignete Prozesse
6. Bewegung
7. Ausschuss/Nacharbeit
→ zu viel/zu früh?
→ Transport von Material?
→ Umlaufbestand!
→ Maschine auf Mensch
Mensch auf Maschine
Mensch auf Mensch
→ zu viel/zu gut?
→ von Mensch oder Maschine?
→ schlechte Produktqualität
Der Weg der Verbesserung:
Ist-Zustand
Probleme:
• Kein Standard
• Abweichung vom Standard
• Negative Auswirkung (z.B. auf Kunden)
•
•
•
•
•
Udo Gebelein
Nächster Schritt
Prozesse synchronisieren
Prozesse standardisieren
Fehler verhindern
Ideen umsetzen
Werker trainieren
Werkzeuge:
Poka Yoke, 5W, SMED,
Zoning, Andon, Genchi
Genbutsu, Supermarket,
Milkrun, Kanban,
Wertstromanalyse,
Hoshin Kanri, Obeya,
TPM, QFD, etc.
Methoden:
Standardisierung
(5S), JIT, Jidoka,
TPM,
Reifegrade:
Quick Response
Visualisierung
Arbeitsplatzgestaltung 5S
nach: Kai Rädisch, www.harada.de
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Was ist Six Sigma?
Woher kommt der Begriff „Six Sigma“?
• Der griechische Buchstabe σ bezeichnet die Standardabweichung eines
(normalverteilten) Prozesses mit dem Mittelwert μ.
• Die Standardabweichung ist ein Maß für die Streubreite eines Prozesses.
• Die Entfernung der Toleranzgrenzen vom Prozessmittelwert in Anzahl σ
ist ein Maßstab für die Fähigkeit eines Prozesses, die Anforderungen zu
erfüllen.
Udo Gebelein
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Der Sigma Prozess
Ziel von Six Sigma:
• Streuung der Ergebnisse
verringern
• Ergebnisse des Prozesses
zentrieren
• Fehlertoleranz immer
enger greifen
Dipl.-Informatiker
Karlheinz Thies
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Six Sigma ist auf Fehler fokussiert
Eisberg von Fehlerursachen
Dipl.-Informatiker
Karlheinz Thies
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Der Sigma Prozess (3 σ)
Dipl.-Informatiker
Karlheinz Thies
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Der Sigma Prozess (4 σ)
Dipl.-Informatiker
Karlheinz Thies
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Der Sigma Prozess (5 σ)
Dipl.-Informatiker
Karlheinz Thies
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Der Sigma Prozess (6 σ)
Dipl.-Informatiker
Karlheinz Thies
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Der Sigma Prozess (Mittelwertverschiebung)
Was heißt Six Sigma Qualität?
Six Sigma-Qualität bedeutet, dass der Abstand zwischen Prozessmittelwert
und Spezifikationsgrenze mindestens 6 mal die Standardabweichung beträgt.
Dabei bezieht sich der Sigma-Level auf erhobene Prozessdaten.
Mit Berücksichtigung einer Mittelwertschwankung von ± 1.5 σ (empirische
Beobachtung) erhält man eine Prognose der langfristigen Ausschussquote.
Für einen 6 σ-Prozess beträgt der theoretische Fehleranteil 3.4 ppm.
Dipl.-Informatiker
Karlheinz Thies
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Der Six Sigma Prozess (σ Levels mit/ohne shift)
σ Ausbeute
(Fehler pro Million)
6σ 99.99966% 99,999 999 8%
(3,4)
(0,002)
Süße Früchte:
Produkt-+ Service-Design
Partner-+ Lieferanten-Fokus
5σ 99.98%
(233)
99,99994%
(0,573)
Höher hängende Früchte:
Teams
+ systematische Problemlösung
+ statistische Werkzeuge
4σ 99.4%
(6.210)
99,994%
(63)
Tief hängende Früchte:
Teams + systematische
Problemlösung
3σ 93% *)
99,7% **)
(66.807) (2.700)
Sammelobst:
Logik + Intuition
**) Normalverteilung, *) incl Mittelwertverschiebung von ±1,5σ
Die Ausbeute ist abhängig vom Engagement und dem zu erreichenden Ziel
Quelle: Greg Kinsey, Siemens AG
Dipl.-Informatiker
Karlheinz Thies
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Six Sigma – Kernprozess DMAIC
•
•
•
•
Fokus auf Prozessbeherrschung und Prozessfähigkeit
Projektmässiges Vorgehen
Hohe Qualifikation der beteiligten Mitarbeiter
Methodentoolbox (ca. 450 Methoden, extensiver Einsatz statistischer Methoden)
Udo Gebelein
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Six Sigma Ausbildung
Champion
Master Black Belt
1x pro 15–20 Black Belts
Black Belt
ca 1% der MA / Training 15 Tage
Green Belt
ca. 10% der MA /Training 10 Tage
Yellow Belt / White Belt
alle Mitarbeiter / Training 1-2 Tage
Quelle: Roland Schnurr, www.sixsigmablackbelt.de, 08.04.2014
Udo Gebelein
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Diskussion Six Sigma in der Softwareentwicklung
Können statistische Verfahren in der Softwareentwicklung eingesetzt werden?
Kann SPC in der Softwareentwicklung eingesetzt werden?
Kann Six Sigma in der Softwareentwicklung eingesetzt werden?
Udo Gebelein
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TQM Überblick (unvollständig) und Reifegrade
(
)
Quelle: www.symbolbv.com , 20.10.2013
Udo Gebelein
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Operational Excellence
Operational Excellence ist eine
Führungsphilosophie, die durch das
Streben nach Perfektion gekennzeichnet
ist. Dieses Ziel wird mit Hilfe eines
ständigen Verbesserungsprozesses
angestrebt. Gängige und bewährte
Methoden zur Optimierung von
Prozessen wie z.B. Lean Management,
Just-in-Time oder Total Quality
Management, deren Wurzeln im Toyota
Quelle: Helmut Bayer, Operational Excellence, TQU Business GmbH
Produktionssystem zu finden sind,
konzentrieren sich nur auf einzelne Faktoren (Verbesserung der Qualität eines
Produktes, Verkürzung von Durchlaufzeiten, …). Operational Excellence geht
einen Schritt weiter und integriert diese einzelnen Ansätze zu einem
übergeordneten Ansatz mit dem Ziel, eine vollständige Optimierung aller
Aspekte zu erreichen. Deshalb verwendet Operational Excellence
ganzheitliche Ansätze, um das Zusammenspiel aller Erfolgsfaktoren zu
optimieren.
Quelle: Fraunhofer IAIS, http://www.iais.fraunhofer.de/operational_excellence.html, 08.04.2014
Udo Gebelein
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Operational Excellence
Fokus auf die einzelnen Ansätze
Fokus Six Sigma:
• Steigerung Prozesseffektivität
Fokus Lean Management:
• Steigerung Prozesseffizienz
• Ursache Wirkung Verkettung
• Quantifizierbare Effekte
• Unterscheidung zwischen
Wertschöpfung und Verschwendung
• Zusammenwirken der Prozesse
Fokus Kaizen Aktivitäten:
• Steigerung Prozess Know-how
• Arbeiten in Teams vor Ort
• Ideen Gewinnung
• Vermeiden von Verschwendung
• Lokale Umsetzung
• Standardisierung
Anlehnung an: Helmut Bayer, Lust auf Lean, TQU Business GmbH
Dipl.-Informatiker
Karlheinz Thies
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Operational Excellence
Handlungsfelder der einzelnen Ansätze
Handlungsfelder Six Sigma:
• Qualität Prozesse
Handlungsfelder Lean:
• Produktivitätssteigerung
• Leitgrößen: Prozessfähigkeit und
Prozessbeherrschung
• Prozesszusammenhänge
• Prozessregelung
• Leitgrößen: Value-Added zu NonValue-Added Druchlaufzeit
• Rüsten/Rüstzeiten
• Materialbereitstellung
• Wertströme
Handlungsfelder Kaizen:
• Menschliche Fehler
• Arbeitsplatzorganisation
• Arbeitsmittel/Hilfsmittel
• Ergonomie
Anlehnung an: Helmut Bayer, Lust auf Lean, TQU Business GmbH
Udo Gebelein
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Merkmale zukunftsfähiger Organisationen (Kotter)
Twentieth Century
Twenty-First Century
Structure
Bureaucratic
Nonbureaucratic
Multileveled
Limited to fewer levels
Organized with the expectation that the senior
management will manage
Organized with the expectation that management will
lead, lower-level employees will manage
Characterized by policies and procedures that create
many complicated internal interdependencies
Characterized by policies and procedures that produce
the minimal internal interdepence needed to serve
customers
Systems
Depend on few performance indication systems
Depend on many performance information systems,
providing data on customers especially
Distribute performance data to executives only
Distribute performance data widely
Offer management training and support systems to
senior people only
Offer management training and support systems to
many people
Culture
Inwardly focused
Externally orientied
Centralized
Empowering
Slow to make decisions
Quick to make decisions
Political
Open and candid
Risk averse
More risk tolerant
John P. Kotter: Leading Change; Harvard Business School Press
s.auch Youtube: John Kotter: „The Evolution of the 21st Century Organization”; “Our Iceberg is melting”
Udo Gebelein
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Was Sie wissen sollten (TQM)
• Was ist TQM (bitte in Ihren eigenen Worten)?
• Welches Hauptziel verfolgt TQM?
• Nennen Sie mind. 3 TQM Ansätze und erläutern Sie diese kurz
• Was bedeutet lean?
• Nennen Sie mindestens 3 „lean“ Methoden und erläutern Sie deren
Anwendbarkeit auf die SW-Entwicklung
• Was bedeutet JIT?
• Was bedeutet JIS?
• Was verstehen wir unter Operational Excellence?
Udo Gebelein
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