Warum passt die Diesel-Zapfpistole nicht in den Einfüllstutzen eines Benziners? Warum der Nebenstellen-Telefonstecker nicht an den Hauptanschluss einer TAE-Dose? Und warum muss man am Geldautomaten immer zuerst die Bankkarte entnehmen, bevor das Geld herausgegeben wird? Die Antwort auf alle Fragen lautet Poka Yoke. Die aus Japan stammende Qualitätsmanagement-Methode befasst sich damit, vermeidbare Fehler tatsächlich zu vermeiden – und dadurch den Aufwand für nachträgliche Korrekturläufe auf ein Minimum zu reduzieren. Ihr ist es zu verdanken, dass der Zapfpistolen-Durchmesser an der Diesel-Tanksäule zu groß ist für nicht geeignete Tanköffnungen, dass der N-Telefonstecker eine geringfügig andere Bauform hat als die F-Kodierung, und dass wir nicht mehr die Geldkarte, sondern höchstens noch das Geld am Automaten vergessen.

Methoden zur Qualitätsverbesserung

Hat sich Poka Yoke in unserem Alltag längst als überaus nützlicher Fehlervermeider erwiesen, so steckt es jedoch in europäischen Produktionsprozessen teils noch in den Kinderschuhen. Zwar werden die japanischen Qualitätsgrundsätze bereits ansatzweise in etlichen Firmen umgesetzt, dennoch fehlt es überwiegend an der notwendigen Kontinuität. Das Handlungspotential ist bei Weitem noch nicht ausgeschöpft. Wie die Zukunft einer annähernd fehlerfreien Produktion aussehen kann, damit beschäftigt sich seit über einem Jahrzehnt die Firma KVL Comp. Das ungarische Unternehmen betreut namhafte Automobilhersteller bei der Umsetzung neuer Methoden zur Qualitätsverbesserung – und hat unlängst an zwei europäischen Produktionsstandorten moderne Kontrollsysteme installiert.

„Poka Yoke beginnt mit einem simplen Eingeständnis", erklärt József Stubeczky, Geschäftsführer bei KVL Comp: „Kein Mensch kann unbeabsichtigte Fehler vollständig vermeiden. Aufbauend auf dieser Erkenntnis analysieren wir die jeweiligen Gegebenheiten beim Kunden und entwickeln daraufhin individuelle Lösungskonzepte." Was in einem Satz so einfach klingt, ist in der Praxis ein durchaus komplexer Vorgang. Denn ist es beispielsweise über die Konstruktion noch relativ einfach, den korrekten Einbau eines Bauteils sicherzustellen, so ungleich schwieriger ist es etwa, das Anzugsdrehmoment von Radmuttern zu erfassen und fortlaufend zu protokollieren. Standardlösungen existieren nicht. Was KVL Comp entwickelt, sind zugeschnittene Applikationen.

Enocean-Funkmodule und I/O-System

Und dabei beweisen die Planer, Ingenieure und Techniker mitunter einen ausgeprägten Erfindergeist. Um nicht nur nachvollziehen und belegen zu können, ob, sondern auch mit welcher Qualität ein bestimmter Prozess ausgeführt wurde, hat sich KVL Comp für die Automobilindustrie etwas völlig Neues einfallen lassen: „Wir haben die in den Fertigungshallen eingesetzten Akku-Schrauber und Drehmomentschlüssel mit speziellen, besonders kleinen Enocean-Funkmodulen ausgestattet. So werden drahtlos relevante Daten – über Mitarbeiter, Bauteil, Newtonmeter, Drehzahl, Pkw und Zeit – an eine zentrale Stelle übermittelt. Für das Qualitätsmanagement sind das unglaublich wertvolle Informationen, die so vorher einfach nicht zur Verfügung standen", betont Stubeczky. Für die Übertragung vom Werkzeug zum Server greift KVL Comp auf Automatisierungskomponenten von Wago zurück: einerseits auf die Enocean-Busklemme, um die von den Enocean-Funkmodulen gesendeten Daten zu empfangen; andererseits auf das I/O-System 750, um diese Informationen weiterzuverarbeiten.

Dass Enocean mit 868 MHz in einem anderen Frequenzbereich als W-LAN und Bluetooth sendet, ist gerade in der Automobilindustrie von zentraler Bedeutung. Die gesamte Branche stellt insbesondere in den Produktionsbereichen sehr hohe Anforderungen an die dort eingesetzten Funklösungen. Oberste Prämisse ist, dass kein System ein anderes stören oder von einem anderen gestört werden darf. Enocean ist für derart sensible Einsatzgebiete auch deshalb prädestiniert, weil die Sendeleistung im Maximum bei lediglich zehn Milliwatt liegt. Durch das extrem kurze Funktelegram von etwa einer Millisekunde ist das emittierte Hochfrequenzfeld eines Enocean-Telegramms zudem 100 Mal weniger intensiv als das Frequenzfeld eines handelsüblichen Lichtschalters, das durch die Funkenbildung beim Schaltvorgang entsteht. Damit gewährleistet ist, dass immer nur der angesprochene Empfänger einen Schaltimpuls auslöst, überträgt jeder Enocean-Sender eine individuelle 32-Bit-Senderidentifikation. Rein rechnerisch sind auf diese Weise rund 4,3 Milliarden unterschiedliche Module adressierbar.

Neben seiner protokollierenden Rolle, dem Empfangen und Verarbeiten aller Daten, verleiht das Feldbussystem von Wago der Poka-Yoke-Lösung aus Ungarn zudem einen instruktiven Charakter. Um die Produktionsmitarbeiter bei ihrer Tätigkeit visuell zu unterstützen und so Flüchtigkeitsfehler zu vermeiden, steuert das I/O-System eine Pick-to- Light-Applikation. Ähnlich wie bei der Kommissionierung in der Logistik signalisieren Leuchten, welches Bauteil als nächstes aus dem Regal verarbeitet werden muss. Das Herausnehmen der Komponenten wird anschließend entweder automatisch über eine Lichtschranke erkannt oder manuell vom Arbeiter quittiert. All diese Abläufe werden – genau wie die Werkzeugdaten auch – automatisch per Ethernet an den Server übermittelt und dort gespeichert. Falls an irgendeiner Stelle in der Prozesskette ein Fehler entstehen sollte, wird dieser registriert und es kann – in Echtzeit – gehandelt werden.

Partner für Automatisierung

„Grundvoraussetzung unseres gesamten Konzepts war es, einen Partner zu finden, der uns im Automationsbereich ganzheitlich betreuen kann", begründet der Geschäftsführer von KVL Comp die Entscheidung für eine Zusammenarbeit mit Wago. Dass dieser Entschluss völlig richtig war, beweist die Leistungsfähigkeit der ungarischen Poka-Yoke-Lösung – die auf der Mindener Automationsplattform basiert: Nicht nur Datenserver, Pick to Light, Akku-Schrauber und Drehmomentschlüssel kommunizieren im Sinne der Qualitätsverbesserung über das I/O-System, sondern alle angeschlossenen Einrichtungen, vom Barcode-Lesegerät über die betriebseigene Tankstelle bis hin zur gesamten Profibus-gesteuerten Förderanlage.

Die Investition in Poka Yoke und entsprechende Systeme von KVL Comp amortisiere sich innerhalb kürzester Zeit, macht József Stubeczky deutlich: „Von jederzeit transparenten Produktionsprozessen profitieren unsere Kunden mehrfach. Finanziell, weil jede Fehlerbehebung umso günstiger ist, je früher das Problem erkannt wird. Und aus Marketing-Sicht, weil hochwertige Produkte zu zufriedenen Kunden führen und so das Markenimage langfristig gestärkt wird. Nicht zuletzt freuen wir uns neben all diesen Dingen darüber, einen kleinen Beitrag dazu geleistet zu haben, dass weiterhin sichere Autos auf unseren Straßen unterwegs sind."

Manfred Grabowski ist Leiter Market Management Automobilindustrie bei der Wago Kontakttechnik GmbH & Co. KG in Minden ( www.wago.com )