Quality Gates
Konzept für KMU der Werkzeug- und Schneidwarenindustrie

Ausgangssituation und Problemstellung

Innovative mittelständische Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus bilden die Grundlage der Wettbewerbsfähigkeit am Standort Deutschland. Die fortschreitende Globalisierung der Märkte und die Ausweitung des EU-Binnenmarktes führen dazu, dass die deutschen KMU zunehmend neuen leistungsfähigen Anbietern gegenübertreten. Diese können Produkte mit ähnlichen Eigenschaften teils zu günstigeren Konditionen anbieten und lösen einen Preiswettbewerb aus. Zunehmlich verkürzte Produktlebenszyklen und steigende Kundenanforderungen stellen viele mittelständische Unternehmen vor zusätzliche Herausforderungen. [5] Um sich von den neuen Wettbewerbern zu differenzieren, müssen die Unternehmen ihren Qualitätsvorsprung sichern und ausbauen. Es werden spezifische Konzepte benötigt, welche die Anforderungen von KMU berücksichtigen. Daher wurde am Beispiel der Werkzeug- und Schneidwarenindustrie ein KMU gerechtes Qualitätssicherungssystem auf Basis von Quality Gates entwickelt. 

Die Werkzeug- und Schneidwarenindustrie ist eine mittelständisch geprägte Industrie, in der über 1.000 deutsche Betriebe tätig sind. 50 Prozent des Branchenumsatzes werden von Unternehmen mit einem Personalstamm von 50-400 Mitarbeitern erwirtschaftet. Die KMU der Werkzeug- und Schneidwarenindustrie zeichnen sich dabei seit jeher durch ihre hohe Produktqualität aus, welche gleichzeitig einen zentralen Wettbewerbsvorteil darstellt. Die verschärften Wettbewerbsbedingungen machen für die Unternehmen der Branche eine Neuausrichtung des Qualitätsmanagements an den Kundenanforderungen notwendig. Zur Vermeidung fehlerhafter Endprodukte ist ein Umdenken hin zu einer konsequenten Null-Fehler-Forderung entlang der Wertschöpfungskette notwendig. Wesentliche Schritte zur Erlangung der Null-Fehler-Forderung sind eine auf die jeweiligen Unternehmensbedürfnisse angepasste Methodenwahl [1] und die Einführung von definierten Qualitätsmesspunkten entlang der Wertschöpfungskette. Auf diese Weise können fehlerhafte Teile an vordefinierten Schnittstellen ausgesondert werden. Das Ergebnis ist eine Reduktion von Ressourcenverschwendung und Mehrarbeit.

Bild 1: Schematische Darstellung eines Quality Gates.

Eine herausragende Produktqualität bildet einen integralen Bestandteil des Produktmehrwerts aus Sicht des Kunden. Qualitätsdefizite werden von den Kunden nicht toleriert und hart bestraft [7]. So meiden 90% der Kunden Produkte, mit deren Beschaffenheit sie nicht zufrieden waren. Doch nur 4% der Kunden geben ihr negatives Feedback direkt an den Hersteller weiter. Für die Unternehmen bedeutet dies, dass sie Qualitätsabweichungen aufgrund des mangelnden Feedbacks nur indirekt und mit hohem Zeitverzug durch sinkende Umsätze spüren. Daher sind präventive Maßnahmen zur Sicherstellung einer durchgängigen Ausrichtung der Produktqualität an den Kundenanforderungen erfolgsentscheidend. In vielen KMU findet aufgrund der traditionellen Ausrichtung des Qualitätsmanagements diese präventive Qualitätssicherung der Prozesse und Produkte nur ungenügend statt. Der qualitätsbezogene Mehrwert der Produkte droht gegenüber günstigeren Wettbewerbern verloren zu gehen. Es kommt zu einem Teufelskreis der Qualitätskosten: Eine hohe Fehlerquote in den Produktionsprozessen führt zu einer hohen Auslastung der Qualitätsendkontrolle, was letztendlich zu einem hohen Anteil an Nacharbeit und Ausschuss führt. Weiterhin besteht die Gefahr, dass fehlerhafte Produkte den Kunden erreichen. Die hohen Kosten der Nachbesserung und der Verlust von Kunden führen zu einer Umsatz- und Gewinnschmälerung. Durch den Ertragsrückgang stehen dem Qualitätsmanagement weniger Ressourcen zur Fehlervermeidung zur Verfügung und die Qualität sinkt weiter. Der Kreislauf kann nur durch eine Neuausrichtung des Qualitätsmanagements weg von einer reaktiven Feuerwehrmentalität und hin zu einer durchgängigen kundenwertorientierten Qualitätssicherung durchbrochen werden. Zur Umsetzung eines ganzheitlichen Qualitätsmanagementkonzeptes für KMU bedarf es eines Modells zur Allokation und methodischen Ausgestaltung von prozessübergreifenden Quality Gates.

Grundlagen von Quality Gates

Zur Sicherstellung der Prozess- und somit der Produktqualität auf dem Niveau von Six-Sigma wurde im Rahmen eines, von der AIF geförderten Forschungsprojektes ein für die Werkzeug- und Schneidwarenindustrie spezifisches Quality Gate Konzept ausgearbeitet. Ziel ist es, ein präventives Qualitätssicherungssystem auf Basis definierter Qualitätsmesspunkte zu entwickeln, das einen integralen Bestandteil der Wertschöpfungsprozesse bildet und eine durchgängig exzellente Produktqualität sowie stabile Prozesse sicherstellt [5]. Ein Quality Gate stellt einen ereignis- oder ergebnisorientierten Messpunkt mit produktspezifisch oder prozessspezifisch definierten Inhalten dar und liegt typischerweise zwischen zwei Prozessschritten [3]. Für den Prüfprozess bedeutet dies einen Rückblick auf die erbrachte Leistung und eine Vorausschau auf die Erfüllung der erwarteten Eigenschaften eines Produktes im Folgeprozess [6]. Mittels Quality Gates lässt sich neben diskreten Messwerten auch der Einsatz von Methoden überprüfen. 

Prozessmodell

Voraussetzung für eine wirtschaftliche Ausgestaltung und Implementierung von Quality Gates ist eine durchgängige Transparenz über die individuellen Prozessabläufe sowie über den Ist-Zustand des Qualitätsmanagements im Unternehmen [3]. Daher wurden im Rahmen des Forschungsvorhabens zunächst die Prozesslandschaft und das Qualitätskonzept branchenrepräsentativer Unternehmen auditiert und in Form eines Prozessmodells abgebildet. Jeder Prozess dieses Modells ist durch einen messbaren Input, eine messbare Wertschöpfung und einen messbaren Output charakterisiert. Auf den Throughput eines Prozesses wirken verschiedene Prozesseinflussgrößen wie Standards, Leistung, Infrastruktur, Organisationsstruktur und Wissen ein. Die umfassende Aufnahme der Prozesslandschaft geht Hand in Hand mit der Identifikation von Kernprozessen und den dazugehörigen Subprozessen [4]. Der Schritt der Prozessaufnahme mündet in einer Prozessstrukturierung. Ziel der Entwicklung des Prozessmodells war es, alle Prozesse innerhalb eines Unternehmens zu erfassen und das Ausmaß ihres direkten oder indirekten Einflusses auf die vom Kunden wahrgenommene Qualität zu identifizieren. Die anhand von Audits empirisch ermittelten Prozesse wurden hinsichtlich ihrer Hierarchie, der Prozessart (Kernprozess, Unterstützungsprozess oder Managementprozess), der Prozessfähigkeit und den Prozessschnittstellen klassifiziert [7]. Zusätzlich wurden alle bestehenden Qualitätsmesspunkte in der Prozesslandschaft aufgenommen. Basierend auf diesen Ergebnissen der Auditierung, der Auswertung von theoretischen Ansätzen und den Diskussionen in Workshops wurde ein Prozessmodell für die Unternehmen der Werkzeug- und Schneidwarenindustrie erarbeitet. Das Prozessmodell wurde so flexibel gestaltet, dass die für die Werkzeug- und Schneidwarenindustrie typischen Fertigungsarten Auftragsfertigung, Kleinserienfertigung und Serienfertigung abgebildet werden können.

Für das Prozessmodell wurde ein hierarchischer Aufbau gewählt. Die oberste Ebene wird durch drei Prozessphasen gebildet. Zu nennen sind hier die Angebotsphase, die Auftragsabwicklungsphase und die Auslieferungsphase. Die nächste Ebene fasst alle Kernprozesse zusammen. Im Einzelnen sind dies die Akquisition, die Angebotserstellung, die Auftragsplanung, Forschung und Entwicklung, die Beschaffung, die Fertigung, das Finishing, der Versand und die Fakturierung. Eine weitere Ebene fasst die Quality Gates innerhalb der Prozesslandschaft zusammen. Es wird unterstellt, dass im Idealfall hinter jedem Kernprozess ein Quality Gate zu implementieren ist. Bei einigen Kernprozessen sind zusätzlich Quality Gates hinter den jeweiligen Subprozessen zu implementieren, um eine durchgängige Fehlerprävention in der Prozesslandschaft sicher zu stellen. Als ein Beispiel kann hier der Kernprozess Fertigung genannt werden, der sich je nach Unternehmen in fünf bis fünfzehn Subprozesse zerlegen lässt. 

Bild 2: Prozessmodell für die Werkzeug- und Schneidwarenindustrie.

Schwerpunktbildung

Aufbauend auf dem definierten Prozessmodell wurden Schwerpunktfelder für den Einsatz von Quality Gates erarbeitet. Die Schwerpunktbildung erfolgte auf Basis empirischer Befunde durch Fallstudien, Unternehmensaudits und einer Unternehmensbefragung. Insgesamt wurden sechs Quality Gates im Prozessmodell als besonders relevant identifiziert. Diese sind die Prozessschritte Angebotserstellung, Auftragsplanung, Forschung- und Entwicklung, Beschaffung, Fertigung und Finishing. Ausgehend von der Identifikation der sechs Schwerpunktfelder zur Gestaltung von Quality Gates wurden konkrete branchenspezifische Ausgestaltungsempfehlungen für die Schwerpunktfelder abgeleitet. Hierzu wurden die Ziele, der Nutzen, die Haupttätigkeiten des vorgelagerten Prozesses, die Pflichtdokumente, die Prüfinhalte und die Entscheidungsstruktur der identifizierten Schwerpunktfelder ausgestaltet. Aufbauend auf dem Prozessmodell wurden Einflussgrößen identifiziert, die bei der methodischen Ausgestaltung der Schwerpunktfelder zu berücksichtigen sind. Im Einzelnen sind hier die Leistungsprogrammkomplexität, die Prozesskomplexität, die Qualitätskultur, das Qualitätsmanagement, die Schnittstellenrelevanz und die Heterogenität der Schnittstellenparameter zu nennen. Für diese wurden im Rahmen von Unternehmensaudits branchenspezifische Ausprägungen identifiziert. Die identifizierten Einflussgrößen bilden die Basis für die branchenspezifische Ausarbeitung der Gestaltungsfelder des Quality Gate Konzepts. Als Gestaltungsfelder wurden das Prozessdesign, die Prozessregelung, die Prozesssicherung, die Dokumentation und das Berichtswesen sowie der Bereich Personal und Organisation ermittelt. Neben der methodischen Ausgestaltung der Quality Gates stand auch die Definition eines Allokationskonzeptes der Gates im Sinne einer Einführungsstrategie im Zentrum der Modellbildung. 

Einführungsstrategien für Quality Gates

Aufgrund der begrenzten Ressourcen von KMU nimmt die Wahl der richtigen Einführungsstrategie daher eine besonders zentrale Bedeutung ein. Im Bezug auf die Einführung eines Quality Gates Konzepts sind drei Vorgehensmodelle denkbar. Es wird unterschieden zwischen sprunghafter, stufenweiser und kontinuierlicher Implementierung. Die sprunghafte Einführung steht für eine simultane Einführung des Quality Gate Konzepts in allen Unternehmensbereichen [5]. Besonders in KMU führt eine solche Umwälzung der Unternehmensprozesse nicht selten zu Widerständen in der Belegschaft und zu Kapazitätsengpässen, die zu einem Scheitern der Implementierung führen. Größere Erfolgsaussichten haben die stufenweise und die kontinuierliche Einführungsstrategie. Diese basieren auf einer seriellen und iterativen Integration von Qualitätsmesspunkten. Der Vorteil dieser Veränderungssystematik liegt in der individuellen Adaptionsfähigkeit an die Rahmenbedingungen und Restriktionen des Unternehmens.  Auf diese Weise können unternehmensindividuell und sukzessive geeignet Methoden und Vorgangsweisen identifiziert werden. Das Mitarbeiter Know-How kann bei einem iterativen Vorgehen aktiv für die Implementierung genutzt und die Lernkurve damit steiler gestaltet werden. Das Qualitätsverständnis und das Prozesswissen der Mitarbeiter waren in den untersuchten Unternehmen sehr hoch ausgeprägt und flossen als zentraler Erfolgsfaktor in das Implementierungsmodell ein. Um eine durchgängige Kundenorientierung des Quality Gates Konzeptes sicherzustellen, ist es ratsam, mit der Einführung der Quality Gates am hinteren Ende der Wertschöpfungskette zu beginnen.Dies steigert die Kundenorientierung der jeweiligen Prozesse. Die einzelnen Gates prüfen und korrigieren das Prozessergebnis jeweils basierend auf den Anforderungen des Prozesskunden. Auf diese Weise werden durch die prozessorientierte schrittweise Einführung die Kundenansprüche des Prozesskunden an den jeweiligen Prozesslieferanten entlang der Wertschöpfungskette weitergegeben. Darüber hinaus wird eine ganzheitliche Kundenorientierung aller Unternehmensprozesse sichergestellt [2]. Ein zentraler Erfolgsfaktor von Veränderungsprojekten sind kurzfristige Verbesserungseffekte. Kurzfristig erzielbare Nutzeneffekte stellen die Grundlage einer wirtschaftlich zielführenden Implementierungsstrategie dar und verdeutlichen den Mitarbeitern die Sinnhaftigkeit der Implementierung. Die zentrale Prämisse des Implementierungsmodells bildet daher eine durchgängige Wirtschaftlichkeitsorientierung. Eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung auf Basis eines Kosten-Nutzen-Vergleichs bildet die Grundlage für ein erfolgsorientiertes Qualitätsmanagement. Als Kennzahlen für den Kosten-Nutzen-Vergleich dienen die Abweichungs- und Übereinstimmungskosten am jeweiligen Prozessschritt. Die Implementierung der Quality Gates folgt der Logik, dass durch die Einführung der Gates Abweichungskosten gesenkt werden. Das Ziel eines wirtschaftlichkeitsorientierten Quality Gates Konzeptes ist, dass die zukünftigen Einsparungen bei den Abweichungskosten durch eine höhere Prozessqualität dem Mehraufwand für die Implementierung der Quality Gates überkompensieren. Zur Berechnung der Wirtschaftlichkeit einer Quality Gate Einführung müssen zunächst die Qualitätskosten im Unternehmen aufgenommen und analysiert werden. Besonders die Abweichungskosten der Qualität des jeweiligen Prozessschrittes sowie die Investitionskosten und Betriebskosten eines Quality Gates sind aufzunehmen und zu analysieren. Dabei ist jedes Quality Gate getrennt zu bewerten. Aus dem Vergleich von Qualitätskostenersparnis und Kosten der Quality Gate Einführung lässt sich die Renditewirksamkeit und somit der Einfluss des jeweiligen Gates auf die Wirtschaftlichkeit eines Unternehmens ableiten. Um eine hohe Praxistauglichkeit des Konzepts sicherzustellen, wurde das Modell zur Wirtschaftlichkeitsberechnung von Quality Gates in ein MS-Excel-basiertes IT-Tool überführt. Das Tool ermöglicht eine individuelle, auf dem Discounted-Cashflow basierende Quantifizierung des Kosten-Nutzen-Verhältnisses von Quality Gates. Durch die transparente Darstellung des Verlaufs von Abweichungs- und Übereinstimmungskosten unterstützt das Tool Unternehmen bei der Ableitung einer aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten optimalen Implementierungsstrategie.

Fallbeispiel: Implementierung des Quality Gate Konzepts 

Das analysierte Unternehmen ist der Branche Werkzeug- und Schneidwarenindustrie zuzuordnen. Mit etwa 600 Mitarbeitern erzeugt das Unternehmen einen Umsatz von 100 Millionen Euro. Derzeit liegen die jährlichen Qualitätskosten mit 2,7 % des Umsatzes bei 2,7 Millionen Euro. Davon gehen 28 % auf Übereinstimmungskosten zurück. Der Anteil an Abweichungskosten beträgt 72 %. Aus der Untersuchung der Prozesssicherheit wurde ermittelt, dass der Ist-Toleranzwert bei zwei Sigma liegt. Der Zielwert für die Prozesstoleranz beträgt sechs Sigma. In Workshops mit den Qualitätsverantwortlichen und Führungskräften aus den betroffenen Abteilungen wurden aus den sechs identifizierten Schwerpunktfeldern die vier Quality Gates ausgewählt. Diese waren Angebotserstellung, Auftragsplanung, Beschaffung und Fertigung. Diese Gates wurden anschließend näher untersucht und auf ihre Wirtschaftlichkeit hin bewertet. Aus den Qualitätskennzahlen der vergangenen Jahre wurde abgeleitet, dass bei ausbleibender Einführung der Quality Gates mit einer Steigerung der Qualitätskosten von 4 % pro Jahr zu rechnen ist. Ausgehend von den im Rahmen des Forschungsvorhabens erarbeiteten Gestaltungsmaßnahmen für die einzelnen Quality Gates wurden im Rahmen des Workshops Gestaltungskonzepte für die vier analysierten Quality Gates erarbeitet. Für die auf das Unternehmen abgestimmte Konfiguration der vier Quality Gates beliefen sich die geschätzten Kosten auf 42.000 Euro pro Quality Gate. Die Betriebskostenabschätzung führte zu der Annahme, dass die Implementierungskosten bei 90.000 Euro liegen. Diese fallen gestaffelt über die ersten 4 Monate an. Die zusätzlichen Personalkosten liegen bei 2.000 Euro. Ausgaben für Schulungen liegen bei 1.200 Euro und fallen in den ersten beiden Monaten an. Basierend auf vergleichbaren Quality Gate Implementierungen in anderen Unternehmen wurde angenommen, dass durch die Einführung der Quality Gates Abweichungskosten jährlich um 3 % reduziert werden können. Aus den gesammelten Daten wurden die zukünftigen Qualitätskosten mittels des IT-Tools errechnet. Diese wurden den Qualitätskosten ohne Quality Gate Einführung gegenübergestellt. Der Vergleich ergab, dass durch die hohen Investitionen in der ersten vier Monaten nach der Einführung die Qualitätskosten deutlich höher liegen. Die Qualitätskostenersparnis, die nach dem vierten Monat beginnt, führt jedoch dazu, dass schon nach 17 Monaten die Gewinnschwelle der Implementierung erreicht wird. Bereits nach 3 Jahren summiert sich die kumulierte Qualitätskostenersparnis auf mehr als eine Millionen Euro. Ausgehend von der durchgeführten Analyse wurde in dem betrachteten Unternehmen die Implementierung der Quality Gates vorangetrieben. Die konkreten und nachvollziehbar ermittelten Nutzenwerte der Einführung von Quality Gates führten zu einer objektivierten Entscheidungsfindung, so dass auch kritische Entscheidungsträger im Unternehmen von der Einführung des Konzeptes überzeugt werden konnten. Die Nonkonformitätskosten konnten gesenkt und der First-Pass-Yield sowie die Kundenorientierung gesteigert werden. Eine Reduzierung der qualitätsbezogenen Kosten um 20 bis 25 Prozent, eine Senkung der Ausschussraten um 30 bis 40 Prozent und eine Reduzierung der Durchlaufzeiten zwischen 15 und 45 Prozent wurden erzielt.

Schlüsselwörter:

Literatur:

[1] Chowdhury, S.: Design for Six Sigma, Bolton 2003.
[2] Geiger, W.; Kotte, W.: Handbuch Qualität. Vieweg, Wiesbaden 2008.
[3] Lucassen, M.: Quality Gates – Empirische Analyse und Gestaltungsempfehlungen. TCW-Verlag, München 2009.
[4] Pfeifer, T.: Qualitätsmanagement. Strategien, Methoden, Techniken. München, Wien 2001.
[5] Wildemann, H.: Quality Gate Konzept für KMU der Werkzeug- und Schneidwarenindustrie. TCW-Verlag, München 2012.
[6] Wildemann, H.: Quality Gate Konzept: Leitfaden zur Ausgestaltung eines prozessorientierten Qualitätscontrollings. TCW-Verlag, München 2011.
[7] Wildemann, H.: Total Quality Management: Leitfaden zur ganzheitlichen Umsetzung des Qualitätsgedankens im Unternehmen. TCW-Verlag, München 2012

Weitere Literatur und Checklisten unter www.tcw.de.