Interview zum FQS-Forschungsprojekt “MIQFEM”: Mitarbeiterorientierte Qualitätsregelkreise in der Produktion zum smarten Fehlermanagement

Um in einem immer intensiveren Wettbewerbsumfeld bestehen zu können, ist es für Unternehmen essenziell, ihre Produkte schneller, kostengünstiger und in höherer Qualität herzustellen als ihre Konkurrenten. Dabei stellen auftretende Fehler in der Produktion ein signifikantes Hindernis dar, da sie sowohl Kosten als auch Zeitaufwand verursachen und im Falle der Fehlertolerierung zur Qualitätssenkung führen. Dementsprechend ist ein wichtiger Wettbewerbsfaktor zwischen erfolgreichen Unternehmen und weniger erfolgreichen Unternehmen, wie sie mit dem Fehlerwissen umgehen. In vielen kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) ist dieses Wissen jedoch ein Tabuthema.

Im Rahmen des über die FQS – Forschungsgemeinschaft Qualität e. V. geförderten Forschungsprojektes „MIQFEM – Mitarbeiterorientierte Qualitätsregelkreise in der Produktion zum smarten Fehlermanagement“ wird unter der Leitung des Fachgebiets Qualitätswissenschaft an der TU Berlin gemeinsam mit Partnern aus Industrie ein smartes Fehlermanagementsystem entwickelt, welches die systematische Nutzung des Fehlerwissens ermöglicht und sich durch die Interaktion mit den Mitarbeitenden in einem ständigen Lernprozess befindet. Über eine KI-basierte Fehlerwissensbasis soll das System zukünftige Fehlerereignisse vorhersagen, Fehlerzusammenhänge in der Produktion frühzeitig erkennen, mögliche Problemursachen identifizieren und daraus Maßnahmen ableiten.

Im Interview gibt Turgut Refik Caglar, Wissenschaftlicher Mitarbeiter und Oberingenieur am Fachgebiet Qualitätswissenschaft der TU Berlin, einen Ausblick auf das Projekt und erklärt, wie Unternehmen von den Forschungsergebnissen profitieren können.

Aus welcher Problemstellung heraus ist das Forschungsprojekt entstanden?

Turgut Refik Caglar: Die systematische und wertsteigernde Auswertung von produktbezogenen Daten wird im Markt nicht konsequent verfolgt und kommt bei KMU gewöhnlich nicht zum Einsatz. Nur wenn Fehler am Entstehungsort (Arbeitsplätze) behandelt werden, ist es möglich, Zeitverluste zu senken und die Reaktionsgeschwindigkeit für auftretende Probleme zu erhöhen. KMU erfassen Fehler oft in manuell erstellten Listen oder in lokal gespeicherten Dateien wie Microsoft Excel. Dies erschwert den Aufbau einer soliden Fehlerwissensbasis, die datenbasierte Fehleranalyse sowie den nachhaltigen Umgang mit Fehlern, obwohl eine gut gepflegte Wissensbasis den Kern des smarten Fehlermanagementsystems bildet.

Vor diesem Hintergrund ist der Aufbau eines smarten Fehlermanagementsystems von eminenter Bedeutung für produzierende Gewerbe, um die Qualitäts-, Fehler- und Herstellkosten zu senken.

Welche Lösung wird im Forschungsprojekt MIQFEM entwickelt?

Turgut Refik Caglar: Das Hauptaugenmerk von MIQFEM liegt auf der Entwicklung eines intelligenten Fehlermanagementsystems. Dieses System ermöglicht die systematische Nutzung von Wissen über Fehler und lernt kontinuierlich durch Interaktion mit Mitarbeitenden. Es soll in der Lage sein, zukünftige Fehler vorherzusagen, Fehlerzusammenhänge frühzeitig zu identifizieren, mögliche Ursachen zu erkennen und daraus Handlungsstrategien abzuleiten.

Ein wichtiger Bestandteil dieses Systems ist die Wissensbasis zur Problemlösung. Diese wird im sogenannten „Berliner-Problemlösungskreis“ integriert sein, der Methoden und Werkzeuge der Qualitätswissenschaft und des Data Mining in einem wissensbasierten Expertensystem kombiniert, um einen systematischen Problemlösungsprozess im Falle eines unbekannten Fehlerereignisses zu ermöglichen. Wenn bestimmte Fehler, ihre Ursachen oder Maßnahmen unbekannt sind, kann das System mithilfe dieser Wissensbasis eine computergestützte, dialogorientierte Auswahl und Implementierung von Lösungsstrategien vorschlagen. Ziel ist, Mitarbeitende bei der Methodenauswahl und -durchführung sowie der Ergebnisinterpretation digitalisiert und dialogbasiert zu unterstützen. Ein Novum ist die Integration von Transfer Learning (TL) und Natural Language Processing (NLP) in das Fehlermanagementsystem.

Wer soll von den Ergebnissen profitieren und welcher konkrete Nutzen ergibt sich für Unternehmen?

Turgut Refik Caglar: Aus Gesprächen mit produzierenden KMU wurde ein großes Interesse an der Anwendung eines smarten Fehlermanagementsystems und systematischen Problemlösungsprozess im Shopfloor deutlich. Genau dafür entwickeln wir MIQFEM. Durch die Interaktion mit den Mitarbeitenden befindet sich das System in einem ständigen Lernprozess, wodurch es kognitive Problemlösungsfähigkeiten der Mitarbeitenden erlernt und nachahmt. Das System kann kausale problemlösungsrelevante Zusammenhänge im Shopfloor entdecken und erklären. Auf diese Weise können Fehlerereignisse frühzeitig prognostiziert und einschlägige Maßnahmen ergriffen werden.

Wie sehen diese aus?

Turgut Refik Caglar: Die Integration des Berliner-Problemlösungskreises in das Fehlermanagementsystem ermöglicht die computergestützte und dialogbasierte Auswahl sowie Durchführung von Problemlösungsmethoden im Rahmen eines systematischen Prozesses. Der Nutzen dieses Konzepts besteht darin, die Mitarbeitenden bei der Auswahl der passenden Methoden im Umgang mit Fehlern zu unterstützen und den Komplexitätsgrad des Entscheidungstreffens zu senken. Der Einsatz verschiedener Qualitäts- und Data Mining-Methoden sowie die systematische Nutzung des historischen Fehlerwissens erlauben komplexe Zusammenhänge zwischen Prozessparametern/Einflussgrößen und Qualitätsmerkmalen zu erklären. Darüber hinaus tragen diese zur ganzheitlichen Prozessverbesserung bei: Die Qualitäts-, Fehler- und Herstellkosten können gesenkt werden. Außerdem kann die Integration einer Problemlösungswissensbasis dazu verhelfen, die Komplexität bei der Identifizierung und Lösung von Fehlern zu reduzieren und die Effizienz der Problemlösungsprozesse zu verbessern. Die Nutzung von Transfer Learning (TL) und Natural Language Processing (NLP) optimiert zudem die Qualität und Genauigkeit der Ergebnisse.

Welche zusätzlichen Ziele haben Sie sich im Rahmen des Forschungsprojektes gesetzt?

Turgut Refik Caglar: Das Projektvorhaben beinhaltet eine digitale Learning Plattform, über die Mitarbeitende Problemlösungskompetenzen spielerisch erwerben können. Der Aufbau der eLearning-Plattform dient auch der Ersparnis der direkten und indirekten Weiterbildungskosten, wie beispielsweise Reisekosten, Teilnahmegebühren und ähnlichem. Unter diesem Aspekt stellt die Qualifizierung von Mitarbeitenden hinsichtlich problemorientierter Methoden auf einer solchen Plattform ein weiteres Optimierungspotenzial bei KMU dar.

Insgesamt ist das MIQFEM-Fehlermanagementsystem ein vielversprechender Ansatz, um Unternehmen bei der Verbesserung ihrer Produktqualität und der Reduzierung von Fehlerkosten zu unterstützen. Neben den eingesparten Kosten, welche sich aus den Ergebnissen dieses Projekts ergeben, sind zudem Einsparungen in Form von Zeit, Aufwand und Mitarbeiterausfall wegen der Beschäftigung mit Fehlerbeseitigung, die Verringerung der Belastung und Beanspruchung von Mitarbeitenden im Fehlermanagementprozesses und der Aufbau einer positiven Fehlerkultur bei KMU die Ziele.

Über den Interviewpartner:
Turgut Refik Caglar, Wissenschaftlicher Mitarbeiter und Oberingenieur am Fachgebiet Qualitätswissenschaft der TU Berlin, Ansprechpartner Forschungsprojekt MIQFEM