Keine Fehler im neuen Fiesta: Ford Motor Company

In der Statistik bezeichnet die Versuchsplanung die Entwicklung einer Serie von Versuchsdurchläufen (Tests), die zeigen sollen, wie ein Ergebnis (die Antwortvariable) durch mehrere Variablen beeinflusst wird. In einem geplanten Versuch ändert der Versuchsleiter jeweils mehrere Faktoren, bestimmt dann mit Hilfe statistischer Analysen, welche Faktoren wichtig sind, und ermittelt schließlich die optimalen Stufen für diese Faktoren. Dies ist ein effizientes und wirtschaftliches Verfahren, mit dem fast alle Prozesse verbessert werden können.

Das Qualitätsverbesserungsteam von Ford musste in einem engen Zeitfenster einen Versuch planen, in dem die Effekte der sechs Einstellungen für die Tuftingmaschine im Hinblick auf die Bürstspuren und Flauschigkeit des Teppichs bewertet wurden. Bei dem Experiment galt es, ein schwieriges Gleichgewicht zu finden: es musste präzise und zuverlässig sein, musste jedoch auch die Materialkosten und Unterbrechungen im Produktionsplan des Zulieferers minimieren. Die Herausforderung bestand darin, einen Versuchsplan zu finden, in dem mit der geringstmöglichen Anzahl an Durchläufen ausreichend viele Daten zum Optimieren der Einstellungen für die Tuftingmaschine erfasst würden.

Mit der Zielgrößenoptimierung in Minitab konnten die optimalen Einstellungen zum Beseitigen der Bürstspuren und Erhalten der Flauschigkeit des Teppichs bestimmt werden.

Mit den DOE-Werkzeugen in Minitab kaönnen eine Vielzahl von unterschiedlichen Versuchsplänen erstellt und analysiert werden. Darüber hinaus können die Versuchsleiter anhand der Anzahl der untersuchten Variablen und anderer Bedingungen den besten Versuchsplan für die jeweilige Situation ermitteln. Das Ford-Team erstellte mit den DOE-Werkzeugen in Minitab einen teilfaktoriellen Versuchsplan mit Zentralpunkten, mit dem die benötigten Informationen in nur 34 Durchläufen ermittelt werden konnten.

Für jeden experimentellen Durchlauf verglich ein Team von Prüfern das neue Produkt mit dem zurzeit verwendeten Teppich. Anschließend wurden die Bewertungen gemittelt und analysiert. Außerdem wurde eine Messsystemanalyse in Minitab durchgeführt, um zu überprüfen, ob die Änderungen in der Qualitätsbewertung des Teppichs eine direkte Folge der Änderungen an den Faktorwerten im Versuch waren und nicht auf eine Streuung bei der Meinung der Prüfer zurückgingen.

Ein Pareto-Diagramm zeigt deutlich, dass die Drei-Wege-Interaktionen einen signifikanten Einfluss auf die Qualität des Teppichs hatte.

Bei der Analyse der Daten aus den 34 Durchläufen in Minitab zeigten die resultierenden Werte der einzelnen Antwortvariablen komplexe Wechselwirkungen zwischen den unterschiedlichen Einstellungen für die Tuftingmaschine. Die Wechselwirkungen erklärten, weshalb mit zuvor erfolgten Anpassungen einzelner Einstellungen für die Tuftingmaschine keine Möglichkeit gefunden wurde, die Bürstspuren zu beseitigen.

Der Versuchsplan lieferte dem Team nicht nur eine Liste der signifikanten Variablen und Wechselwirkungen, sondern auch Gleichungen, die die Auswirkungen der Eingabewerte auf die Antwortvariablen abbildeten. Es kam sogar noch besser: Die Ergebnisse zeigten, dass die optimierten Einstellungen zum Beseitigen der Bürstspuren keine negativen Auswirkungen auf die Flauschigkeit hatten.

Anhand der Rückmeldungen des Zulieferers und des Fiesta-Entwicklungsteams verbesserte Sterbenz die durch den ersten Versuchsplan ermittelten optimalen Einstellungen mit dem Werkzeug für die Zielgrößenoptimierung in Minitab noch weiter. Mit den Ergebnissen aus dem Versuchsplan als Ausgangspunkt konnten Sterbenz und sein Team die Einstellungen mit der Zielgrößenoptimierung anpassen, um weitere praktische Überlegungen des Herstellers und des Entwicklungsteams einzubeziehen.

Nachdem der neue Teppich in den Bestätigungsdurchläufen positive Bewertungen von den auch zuvor hinzugezogenen Prüfern erhielt, wurden Muster zur abschließenden Bewertung an das Research and Engineering Center von Ford geschickt. Die Muster bestanden alle Tests auf Strapazierfähigkeit, Fleckenbeständigkeit, Farbe und Glanz, und das Experiment wurde von allen Beteiligten als großer Erfolg eingestuft.

Das gesamte Projekt dauerte von der Problemdefinition bis zum Abschluss der Lösungsumsetzung und der Feststellung, dass der Prozess unter Kontrolle war, 12 Tage. Bei den Teppichen im Fiesta wurden nicht nur die Bürstspuren vollständig beseitigt und eine unerwartete Verbesserung der Flauschigkeit erzielt, sondern die Prüfer erhielten darüber hinaus zusätzliche Einblicke in den gesamten Herstellungsprozess.

Dank Minitab konnte Ford eine Lösung finden und umsetzen, mit der die optimalen Einstellungen für die Tuftingmaschine zum Beseitigen der Bürstspuren ermittelt wurden und gleichzeitig die Flauschigkeit des Teppichs erhalten wurde. Die Markteinführung des 2011er Ford Fiesta einige Monate später war auf der ganzen Linie erfolgreich und stellte einen weiteren Meilenstein im Engagement von Ford für Perfektion und Qualitätsverbesserung dar.