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Das Trichterexperiment von Deming

Bei vorhandenen Maschinen, neuen Maschinen oder Serienanläufen kommt es auf die richtige Einstellung an, das heißt der Istwert soll dem Sollwert möglichst genau entsprechen, bzw. innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen liegen. In der Praxis kommt es häufig zu folgender Vorgehensweise: der Werker fertigt ein Produkt, vergleicht den Istwert mit dem Sollwert, verstellt die Maschine um die Differenz. Das nächste gefertigte Produkt sollte nun näher am Sollwert liegen. Da dies in der Regel jedoch nicht der Fall ist, wiederholt der Werker den Vorgang mehrmals, welches oft zum Gegenteil führt, das heißt der nächste Wert liegt noch weiter vom Sollwert entfernt.

Zur Beherrschung eines Produktionsprozesses muß man das grundlegende Verhalten von Prozessen verstehen. Hierzu eignet sich sehr gut das dargestellte Trichterexperiment. Es wurde erstmals von Edward Deming, Mitarbeiter von Walter Shewhart, durchgeführt. Durch den am Stativ befestigten Trichter werden Kugeln geworfen, die auf Millimeterpapier eine Markierung hinterlassen. Die Kugel soll genau im Fadenkreuz, das den Sollwert der Produktion darstellt, auftreffen. Ist dies nicht der Fall, wird der Trichter im Bild 1 nach jedem Wurf nachjustiert, im Bild 2 nicht. Die Ergebnisse zeigen, daß überraschenderweise im Fall 1 eine größere Prozeßstreuung auftritt als im Fall 2.

Im Bild 2 handelt es sich um einen "ungestörten Prozeß", das heißt der Trichter wird nicht bewegt. Aufgrund von Unregelmäßigkeiten in der Trichterlaufbahn, Schwingungen des Auslegers, etc., streut der Prozeß in x- und y-Richtung. Diese "natürliche Streuung" (zufällige Streuung) ist systemimmanent. Sie wird durch den Versuch, den Trichter in x- und y-Richtung zu zentrieren nicht beseitigt. Im Gegenteil, durch die Überlagerung der natürlichen und der systematischen Streuung wird die gesamte Prozeßstreuung größer. Der Trichter steht als Modell für jeden beliebigen Produktionsprozeß, ganz gleich, ob es sich dabei um die Produktion von Lebensmitteln handelt, um die Herstellung eines Pkws oder einen Dienstleistungsprozeß.

Bei genauen Prozessen in der Industrie sind die Abweichungen natürlich viel geringer als bei diesem Trichterexperiment. Das Streuungsverhalten ist aber in jedem Produktionsprozeß enthalten. Eine sinnvolle Justierung des Prozesses ist mit Hilfe der Statistischen Prozeßregelung (SPC) möglich. Die Verbesserung der Lage könnte man z.B. mit Hilfe des statistischen Kennwertes "Arithmetischer Mittelwert", die natürliche Streuung mit Hilfe der "Standardabweichung" vornehmen. Eine Zentrierung des Trichters ist nur sinnvoll, wenn sie mit Hilfe des Mittelwertes vorgenommen wird. Die Reduzierung der zufälligen Streuung ist nur durch eine Verbesserung des Systems (z.B. stabilerer Arm, verbesserte Trichterlaufbahn) möglich. Beides setzt eine Kenntnis der zufälligen Streuung voraus.

Die Reduzierung der zufälligen Streuung ist in der betrieblichen Praxis nur durch eine Prozeßverbesserung (Materialwechsel, Umbau der Maschine, Verwendung einer genaueren Maschine) möglich. Diese Möglichkeiten liegen außerhalb des Einflußbereichs des Werkers. Deshalb sind "80% aller Streuungsprobleme Probleme des Managements" (Deming).

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Trichterexperiment von Deming

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