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Interview mit Dr. Hans-Joachim Graf, Rubber Industry Consultant, Bad Soden Salmünster

„Eine Voraussetzung zur Erzeugung von Qualität und innovativem Umgang mit Qualität ist die Investition in die Befähigung von Mitarbeitern.“

Dr. Hans-Joachim Graf

  • 35 Jahre Erfahrung in der Gummi­industrie in den unterschiedlichsten Positionen
  • Beratung für die wirtschaftliche Gestaltung von Herstellungsprozessen und Angebote für Aus- und Weiterbildung
  • Seminare zu den Themen: RezepturGestaltung, Spritzgiessen, Extrusion und Gummihaftung an unterschiedlichsten Materialien
  • Workshops zur Statistischen Versuchsplan Technik als Instrument für die Gummiindustrie
  • Die Seminare werden in Kooperation mit TechnoBiz Com. Ltd. in Südostasien und seit 2013 auch in Nord Amerika unter der Bezeichnung „Rubber Processing Week“ mit Erfolg angeboten.
  • Die Veranstaltungsreihe wird am 10. – 14. November in Frankfurt a.M 2014 in Europa eingeführt.
  • Software „GrafCompounder“ (2013) zur Berechnung von Rezepturen aus Rezept Datenbanken, womit die Möglichkeiten zur Versuchsplan-Technik erweitert werden.
  • Buch „Cost Reduction in Rubber Processing“ (2014) mit Beiträgen von namhaften Experten aus der Kautschukindustrie im TechnoBiz Verlag erschienen.
  • Kontakt: www.hans-joachim-graf.com und www.grafcompounder.com

Welches sind die wichtigsten Bausteine eines modernen Qualitätssicherungskonzepts in der Kautschuk verarbeitenden Industrie?

Bausteine heißt, wir haben einen Baukasten mit Steinen. Mit diesen Steinen – nenne wir sie Module, bauen wir ein Haus, eine Brücke oder eben ein Qualitätssystem in modularer Bauweise. Was ich baue, kann ich nur genießen, wenn diese Module verbunden sind(1).

Was ist jetzt wichtig? Als erstes ist statistisches Denken eine notwendige Voraussetzung, für das Verständnis von Prozessen, die Schwankungen aufweisen. Wo etwas gemessen wird, was mit Instrumenten geschieht, sind die Ergebnisse stets mit Messfehlern behaftet. Ohne diese Voraussetzung gleichen Schlussfolgerungen einer Lotterie. Wie Theo Wember in einem wunderbaren Vortrag zeigen konnte, hat die Mondphase einen größeren Einfluss auf das Ergebnis als andere Eingangsgrößen, wenn die Untersuchungen nicht statisch abgesichert sind. Es ist bezeichnend, dass in keinem mir bekannten Studium der Kautschuktechnologie Statistik als Pflichtfach gelehrt wird im Unterschied zu Studiengängen der Thermoplast Verarbeitung.
Mit Hilfe einer derartigen Denkweise können jetzt Verarbeitungsfenster(2) definiert werden und die Auswirkung von Schwankungen eines Prozessschrittes auf den nachfolgenden erkannt werden. Es kommt für mich nicht so sehr darauf an, dass ich Toleranzen festlege und entsprechende Indizes berechnen kann, sondern dass die Auswirkungen von Verfahrensschwankungen auf den nächsten Schritt genau gewusst – nicht vermutet – werden. Ursache und Wirkung ist erst dann bewiesen, wenn der Effekt an und ab gestellt werden kann. Danach kann das Arbeitsfenster des nachfolgenden Schritts richtig eingestellt werden.
Zur Bewältigung dieser Aufgabe gehört die Verbindung beziehungsweise die Übergabe von Informationen an den jeweils nachfolgenden Fertigungsschritt. Mit heutigen IT-Hilfsmitteln und Programmen stellt das keine unlösbare Aufgabe dar. Arbeitsfenster kann ich mit Hilfe der statistischen Versuchsplantechnik erarbeiten. Alle notwendigen statistischen Berechnungsmethoden sind entwickelt und in Form von Programmen erhältlich, wie beispielsweise SAS, SPSS, u. a., wenn Daten in Abhängigkeit von Zeit oder Chargen, sogenannte Zeitreihen Analysen, anfallen. Mit Hilfe von mathematischen Modellen können dann Qualitätsvorhersagen gemacht werden. Das heißt, es kann heute schon ermittelt werden, welche Abweichungen ich morgen haben werde.
Weiterhin werden noch Messmittel und Methoden benötigt. Interessant ist, dass die Diskussion um die Mooney Messung 1980, als ich in der Kautschuk-Industrie begonnen habe, unverändert bis heute, 2014, geführt wird. Unsere wichtigsten Rohstoffe, die Polymere werden mit einem Mooney Wert und entsprechend großzügigen Toleranzen im Datenblatt oder Zertifikat ausgeliefert, obwohl Melvin Mooney in seinem Aufsatz zur Erfindung des Gerätes schon alle Vor- und Nachteile aufgezählt hat. Er hatte damals überhaupt kein Messverfahren und hat das Gerät deshalb erfunden. Möglicherweise ist uns bisher nichts besseres eingefallen. Mischungen werden an den Verarbeitungsbetrieb mit Angaben ausgeliefert, die geringe Schlussfolgerungen auf die Verarbeitungseigenschaften zulassen.
Am Ende muss alles nachvollziehbar dokumentiert werden. Gerade Mitarbeitern in der Produktion wird für diese wichtige Aufgabe viel zu wenig Zeit eingeräumt und nicht genügend Unterstützung gewährleistet. Diese Dokumente sollten allen Mitarbeitern zugänglich gemacht werden und darüber hinaus sollten diese zum Studium dieser Dokumente angehalten werden. Wie kann der Fertigungsbetrieb auf andere Weise in eine lernende Organisation verwandelt werden. Mit Hilfe von „Nicht-wissen“ kann nichts verbessert werden, oder? Mitarbeitern, die neu ins Team kommen, sollten ausreichend Gelegenheit haben, sich mit Hilfe von Dokumenten über Experimente und Schlussfolgerungen einzuarbeiten.

Welche Möglichkeiten bestehen, Qualitätssicherung des Verarbeitungsprozesses zu betreiben?

Man könnte daran denken, die modernen Steuerungs- und Regelungstechniken, wovon viele in den 80ziger Jahren entwickelt wurden und heute in den Verarbeitungsmaschinen implementiert sind, auszunützen. Es ist wie mit Excel, das wird gemäß der Pareto Analyse von 80 Prozent der Nutzer nur zu 20 Prozent ausgenutzt. Mit diesen Hilfsmitteln lassen sich dann Prozesse sicher führen, sofern die Grenzen des Verarbeitungsfensters bekannt sind. Zusätzlich können noch Berechnungen des Vulkanisationszustands zur Prozessregelung, beispielsweise beim Spritzgießen, herangezogen werden, sofern eine Korrelation mit wirklichen Messungen der Vernetzungsdichte vorgenommen werden kann (Firma CAS-Jidoka). Die notwendigen Informationen über die Mischung sind vorhanden und könnten auch elektronisch übermittelt werden, wenn man denn wollte. Die Maschine liefert die Daten allemal.
Nehmen wir mal an, die Maschine wird als „In-Line“ Viskositätsmessgerät, mittels Einspritzdruck oder Einspritzarbeit, eingesetzt. Dann ließen sich Rückschlüsse auf die Qualitätsschwankungen bei der Mischung, Transport und Lagerung ziehen. Mit dieser uralten Idee sind wir bisher nicht weitergekommen. Voraussetzung für ein solches Qualitätsinstrument wäre die Analyse dieser Datenmengen. Damit sind wir bei den Stichworten: „Statistics“, „Data Mining“, „Predictive Analytics“.

Wo liegen die größeren Probleme in der Kette der Qualitätssicherung bis hin zum Anwender des Kautschuk-Produkts?

Die größten Probleme sehe ich in der Bürokratisierung des Qualitätsmanagements. Hier wird den Ingenieuren und Mitarbeitern in der Produktion die Verantwortung genommen – ich vermeide das Wort: entrissen, und in die „Cloud“: das heißt, in die Qualitätsabteilungen verlagert. Das widerspricht dem Gedanken: Qualität muss erzeugt werden(3). Durch die Bürokratisierung wird Qualität verwaltet und Innovation behindert(4). Die Qualitätsabteilungen müssen sich wieder auf die Beratung der Mitarbeiter in der Produktion besinnen. Voraussetzung zur Erzeugung von Qualität und innovativem Umgang mit Qualität ist die Investition in die Befähigung von Mitarbeitern, die alle notwendigen Prozesse beherrschen sollen oder sollten.
Qualitätserzeugung ist auch ein Thema der Organisation: Am Beginn der Entstehung eines Artikels steht das Design, die Materialauswahl, die Festlegung der Fertigungsmethode und die Planung der Fertigung. Da nach meiner Einschätzung die meisten Unternehmen in „Abteilungen“ organisiert sind und heute weniger Zeit zum Austausch untereinander zu Verfügung steht, leidet sowohl der Anlauf eines Artikels als auch die Durchführung von notwendigen Untersuchungen zur Beherrschung von Prozessen, wie bereits oben diskutiert. Das hat zumindest Auswirkungen auf die Fertigungskosten, da in Unkenntnis der einzelnen Arbeitsfenster der Verfahrensschritte große Sicherheitszuschläge gemacht werden. Die Abteilungsorganisation müsste sich in eine teamorientierte Organisation wandeln.
Die Einbindung von Mitarbeitern in der Produktion ist immer noch ein Problem. Es ist nicht zufriedenstellend gelöst. Das hat viel mit Kommunikationsschwierigkeiten zwischen Mitarbeiter an der Maschine und den Ingenieuren zu tun. Es hat auch damit zu tun, dass Schulung und Lernen oft als lästige Pflicht empfunden werden. Da insbesondere in der Kautschukindustrie „Geisterschichten“ nicht zum Stand der Technik gehören, sind wir auf gut ausgebildete und lernwillige Mitarbeiter angewiesen.

Welche Investitionen in QS sind für welche Kautschukverarbeiter lohnenswert?

Investiert werden sollte hauptsächlich in moderne Prüfmethoden zur Rohstoffeingangsüberprüfung. Weitere lohnende Investitionen wären verbesserte Verfahrenssimulationen, wobei wichtig zu sein scheint, dass eine wirklichkeitsnähere Beschreibung der rheologischen Eigenschaften von Mischungen erarbeitet wird.
Es lassen sich sicher noch einige lohnende Investitionsvorhaben nennen. Eine äußerst wichtige Investition darf hier nicht fehlen: Zeit. Mehr Zeit für die Vorentwicklung bei der Entstehung von Artikeln und Zeit für die Entwicklung von Produktionsprozessen. Da die Zeitfenster oft aus profanen Gründen, wie verzögerte Bestellvorgänge, Genehmigungsschleifen, sehr klein sind und nicht beliebig vergrößert werden können, müsste Zeit durch Personalkapazität ersetzt werden. Das steht aber so nicht im Managementhandbuch Seite 2.

Wohin wird sich die Qualitätssicherung und das Qualitätsmanagement in dieser Branche entwickeln?

Ich hoffe, dass die Qualitätssicherung und das Management den Weg geht, den andere Branchen bereits gegangen sind. Zu nennen sind die Elektronikindustrie, die Medizintechnik und nicht zuletzt – neben anderen – auch die Automobilindustrie. In allen diesen Industrien spielt immer die Beherrschung der Verfahren und deren Abläufe die Hauptrolle.

Quality is a matter of probability
Most important in modern rubber processing is the understanding and use of statistics and tool like statistic experimental design. These allows the control of variations, which is well known in the rubber industry, and the knowledge about the process windows not only for one but for all subsequent process steps. With today IT all manufacturing data can be linked for analysis of the total process chain. New advanced measurement methods are needed, to describe the rheological behaviour of rubber materials to achieve a better simulation and analysis. The documentation should enable the successor to take over lessons learned.
All data obtained even in the separate process steps should be prepared for an automated investigated. This is possible with predictive statistic tools based on mathematical modelling and should replace old type of quality control.
There is a need, to rethink quality management mainly with the reduction of bureaucracy, because of its thread to innovation. Higher educated coworkers should be supported through an organization, which supports team work.
Investment in new and advanced tools is necessary, but investment in time seems most important.
Rubber industry must learn from other industries with their specific quality demands and transpose and adapt their systems in the future.

Dr. Hans-Joachim Graf

  • Consultant for economic design of rubber manufacturing and for continuous education
  • seminar topics: Recipe design, injections moulding, extrusion and rubber adhesion to various materials
  • Workshops for statistic experimental design as a tool for rubber processing
  • Seminars are held in Cooperation with TechnoBiz Com. Ltd., in South East Asia, since 2013 in North America as well under the name: „Rubber Processing Week“
  • These seminars are introduced in Europe 10.-11.November in Frankfurt a.M.
  • Software „GrafCompounder“ (2013) to calculate recipes with data sets from recipe data base, which broadens the possibilities of statistic experimental design approach.
  • The book „Cost reduction in Rubber Processing“ (March 2014) with contributions of well known experts of the rubber industry published from TechnoBiz.
  • Contact: www.hans-joachim-graf.com und www.grafcompounder.com

Über den Autor

Dr. Etwina Gandert