Eine glasklare Prozessverbesserung: Schüler optimieren die Fensterproduktion bei Silver Line by Andersen mit der Six Sigma-Methodik

Die meisten Menschen entspannen sich im Urlaub und lassen es langsam angehen. Eine Gruppe herausragender High-School-Schüler in New Jersey verbrachte ihre Ferien hingegen mit der Anwendung der Six Sigma-Methoden – in Kombination mit den Werkzeugen für die Qualitätsverbesserung im Quality Companion, der Software für die Durchführung von Qualitätsverbesserungsprojekten von Minitab –, um die Effizienz eines Produktionsprozesses zu steigern.

Als Teilnehmer der New Jersey Governor’s School of Engineering and Technology absolvieren die Schüler eine Reihe anspruchsvoller Kurse. Gleichzeitig arbeiten sie in kleinen Gruppen an echten Forschungs- und Entwicklungsprojekten aus dem technischen Bereich. Die Schüler der Governor’s School werden von Technikern aus der Industrie sowie von Top-Studenten und Professoren der Rutgers University betreut und arbeiten häufig mit Unternehmen und Organisationen zusammen, um echte technische Probleme zu lösen. „Das Programm ist so aufgebaut, dass die Schüler Einblicke in eine mögliche Berufslaufbahn im Bereich Ingenieurwesen und Technologie erhalten“, erläutert Jean Patrick Antoine, der stellvertretende Direktor der Organisation. „Es ist sehr hilfreich für die Schüler, praktisch auf diesem Gebiet zu arbeiten. Es ist großartig, wenn sie das Programm mit Motivation und Kenntnissen für ihren zukünftigen Erfolg abschließen.“

Ein Schülerteam arbeitete mit Silver Line by Andersen zusammen, einem führenden Hersteller von Kunststofffenstern in den USA und Tochterfirma der Andersen Corporation, um die Produktionsprozesse auszuwerten und Verbesserungsmöglichkeiten zu ermitteln. Die Schüler übernahmen die Rolle der Produktionstechniker bei Silver Line und suchten nach Möglichkeiten, um die Produktivität zu steigern und die Kosten zu senken.

Die Herausforderung

Eine Gruppe von Schülern der New Jersey Governor’s School arbeitete mit Silver Line by Andersen zusammen, um die Prozesse des Fensterherstellers auszuwerten und Verbesserungsmöglichkeiten zu ermitteln.

Silver Line bietet unterschiedliche Scheiben sowie maßgefertigte Fenster- und Türformen an und fertigt Fenster und Türen in über 460 unterschiedlichen Konfigurationen. Der komplexe Produktionsprozess des Unternehmens umfasst eine Vielzahl von Schritten, viele Eingaben und Lieferanten sowie eine Reihe von Maschinen und Bedienern. Unter Anleitung der Techniker von Silver Line und der Betreuer der Rutgers University sollten die Schüler den Fensterherstellungsprozess im Silver Line-Werk in New Jersey untersuchen. Anschließend sollten sie Prozessverbesserungen vorschlagen, die zum höchsten ROI für das Unternehmen führen würden.

Die Lösung mit dem Quality Companion

Das Team strukturierte die Untersuchung nach der Six Sigma-Methodik und unterteilte das Projekt gemäß des DMAIC-Ansatzes in fünf Phasen: Definieren, Messen, Analysieren, Verbessern und Kontrollieren. Zunächst verschafften sich die Schüler vor Ort einen Überblick über den Fertigungsprozess. „Durch die enge Zusammenarbeit mit Silver Line erkannten wir schnell, dass wir extrem viele Daten erfassen mussten“, erinnert sich Nikhil Shukla aus dem Schülerteam. „Wir stellten fest, dass auch kleinste Details enorme Auswirkungen auf die Endergebnisse haben konnten.“

Das Team erstellte im Quality Companion aus den erfassten Prozessdaten Diagramme, u. a. SIPOC, Value Stream Maps und Process Maps. „Der Quality Companion bot uns völlig neue Organisationsmöglichkeiten. So konnten wir die Daten nicht nur übersichtlich speichern, sondern das Programm zeigte uns auch Lücken in den aktuellen Daten auf und ermittelte, wo mehr Daten erfasst werden mussten“, fügt Shukla hinzu.

Die Schüler legten mit der SIPOC-Vorlage im Companion den Umfang des Prozesses sowie die wichtigsten Lieferanten, Eingaben, Ausgaben und Kunden fest. Anhand des Diagramms konnte das Team genau nachvollziehen, was zum Starten eines bestimmten Prozesses benötigt wurde. Außerdem wurde der Übergang zwischen Ausgangs- und Endmaterialien verdeutlicht.

Im SIPOC oben wird der Fensterherstellungsprozess bei Silver Line vom Schneiden des Glases bis zum Zusammensetzen des Fensters zusammengefasst.

Darüber hinaus erstellten die Schüler eine Value Stream Map im Quality Companion, die die Bewegungen von Materialien und Informationen vom Beginn des Prozesses bis zum Ende zeigte. So konnte nicht nur die Anfertigung einer Bestellung von der ersten Anfrage des Kunden bis hin zur Auslieferung des Produkts dargestellt werden, sondern es wurde auch angegeben, welche Schritte des Prozesses wertschöpfend waren und welche nicht.

Die Value Stream Map oben zeigt, wie ein Fenster die Fertigungsstraße im Werk durchläuft. Im Werk werden mehrere Fertigungsstraßen gleichzeitig betrieben, auf denen unterschiedliche Glasstärken und -sorten verarbeitet werden.

Die Daten, die die Schüler zum Fensterherstellungsprozess erfassten, wurden zusätzlich in Process Maps dargestellt. Indem sie die Process Maps mit dem Quality Companion erstellten, konnten sie bequem die unterschiedlichen Phasen des Gesamtprozesses abbilden, u. a. Schneiden des Glases, Randentschichtung, Befestigung der Abstandshalter, Befüllung mit Argon, Abdichtung mit Butyl und Endmontage, und gleichzeitig die zugehörigen Variablen und Metriken zu den Prozessschritten erfassen.

„Die Process Maps waren wichtig für alle im Team, um die Prozesse, die wir von Anfang bis Ende beobachtet hatten, genau zu verstehen“, erklärt David Liedtka aus dem Team.

„Wir präsentierten Mitarbeitern unterschiedlicher Ebenen bei Silver Line, die unterschiedliche Kenntnisse über unser Projekt hatten, laufend den Fortschritt unseres Projekts. Mit dem Companion wurden unsere Daten so organisiert, dass sie ganz einfach auch den Mitarbeitern erläutert werden konnten, die keine Vorkenntnisse in der Qualitätsverbesserung hatten“, fügt Jenna Ritchie hinzu, die ebenfalls Mitglied des Schülerteams war.

Bei seiner ersten Untersuchung stellte das Team fest, dass Glasbruch an unterschiedlichen Stellen im Fensterherstellungsprozess eine große Herausforderung für das Unternehmen ist. Zum Durchführen eines Brainstorming zu den möglichen Ursachen für den Glasbruch wurde im Companion ein Fischgräten-Diagramm erstellt.

Mit der Vorlage „Man Machines Materials“ für Fischgräten-Diagramme im Quality Companion konnte das Team bequem mögliche Ursachen für Glasbruch aufzeichnen und diese Ursachen in Kategorien strukturieren.

Mit dieser umfassenden Liste von möglichen Ursachen für Glasbruch untersuchten die Schüler die Ursachen weiter und stellten eine Liste mit Lösungen zusammen. Damit sie bestimmen konnten, auf welche der Lösungen sich Silver Line konzentrieren sollte, wollten die Schüler die Lösungen im Bezug auf langfristige Vorteile, Kosten der Umsetzung und Schweregrad des gelösten Problems vergleichen. Mit der Pugh-Matrix-Vorlage im Quality Companion konnte das Team Gewichtungskriterien entwickeln, um die einzelnen Lösungen zu beurteilen. Die Gewichtungskriterien wurden mit dem Wert der Lösungen multipliziert und die Ergebnisse wurden für jede Lösung addiert. Je höher die Endsumme für eine Lösung war, umso größer war die Chance, eine lohnende Änderung vorzunehmen.

Durch die Pugh Matrix konnte das Team die besten Empfehlungen zum Verbessern des Fensterherstellungsprozesses bei Silver Line ermitteln – und die Häufigkeit von Glasbruch bei der Fertigung reduzieren.

Ergebnisse

Durch Besuche vor Ort bei Silver Line und die Analyse des Fensterherstellungsprozesses ermittelte das Team der New Jersey Governor’s School vier Bereiche, auf die sich die Verbesserungen konzentrieren sollten. Diese Lösungen boten Möglichkeiten zu langfristigen Einsparungen, und die empfohlenen Änderungen wurden zudem als kostengünstig und relativ leicht zu implementieren eingestuft.

Silver Line war beeindruckt von der Arbeit der Schüler und zieht eine Umsetzung der Empfehlungen in Erwägung. „Wir schätzen insbesondere, dass die von den Schülern vorgestellten Lösungen viele unterschiedliche Aspekte des Gesamtprozesses ansprechen, wodurch wir Prozessverbesserungen aus unterschiedlichen Richtungen angehen können“, erläutert Scott Steurer, Quality Assurance Manager bei Silver Line.

Für die Schüler war die Erfahrung, die sie durch die Zusammenarbeit mit Silver Line im Auftrag der New Jersey Governor’s School gewonnen haben, von großem Wert. „Durch unser Projekt konnte ich sehen, wie detailliert in der Branche gearbeitet werden muss und wie sich selbst die kleinsten Ineffizienzen bei der Massenfertigung aufsummieren“, fasst David Liedtka zusammen. „Durch die Möglichkeit, den gesamten Prozess von Anfang bis Ende abzubilden, war der Quality Companion dabei eine große Hilfe.“

Für andere Schüler im Team bestätigte die Erfahrung ihre Karrierepläne. „Vor der Governor’s School hatte ich keine genaue Vorstellung von der Produktionstechnik“, ergänzt Bertha Wang aus dem Schülerteam. „Dieses Projekt hat mir gezeigt, wie viel umfangreiches Wissen und Detailgenauigkeit bei der Produktionstechnik nötig ist und welche vielfältigen Anwendungen für Statistik es gibt.“

Brandon Theiss, der Mentor der Schüler und Produktionstechniker mit über 10 Jahren Berufserfahrung, stimmt zu, dass die Erfahrung, Probleme aus der Praxis mit in der Praxis eingesetzter Software zu lösen, ausschlaggebend ist. „Die New Jersey Governor’s School bietet den Schülern eine Praxiserfahrung, die im Unterricht nicht vermittelt werden kann“, erklärt Theiss. „Es ist ein Aha-Erlebnis für die Schüler, wenn sie das Gelernte anwenden und Unternehmen dabei unterstützen können, Prozesse besser, schneller und so kostengünstig wie möglich zu gestalten.“