Ein Leitfaden zur Ursachenanalyse – Beispiele, Tools und mehr

Eine Grundursache ist definiert als ein Ereignis oder ein Faktor, der in einer Fertigungsumgebung zu einer Nichtkonformität führt. Sobald eine Grundursache identifiziert wurde, sollten Hersteller Maßnahmen ergreifen, um die Ursache durch kontinuierliche Prozessverbesserung dauerhaft zu beseitigen.

Letztendlich ist eine Grundursache nicht einfach nur ein beliebiger Einflussfaktor. Die Grundursache muss eine zugrunde liegende Ursache sein, damit die Person, die die Ursache des Problems ermittelt, dessen Auftreten in Zukunft verhindern kann. Außerdem muss die Grundursache identifizierbar sein.

Ermittlung der Ursache von Abweichungen durch eine Ursachenanalyse

Eine Ursachenanalyse (Root Cause Analysis, RCA) ist eines der wichtigsten Instrumente, mit denen Hersteller die Faktoren ermitteln, die zu Qualitätsproblemen in ihren Betriebsabläufen beitragen.

Ursachenanalysen werden in der Fertigung häufig von Verfahrensingenieuren durchgeführt, um festzustellen, was, wie oder warum ein auslösendes Ereignis eingetreten ist.

Dieser Ansatz zur Problemlösung wird in der Regel dann angewendet,wenn die Folgen„Auswirkungen auf Sicherheit, Gesundheit, Umwelt, Qualität, Zuverlässigkeit oder Produktion“haben.

Die Ermittlung der zugrunde liegenden Ursache des Problems – der sogenannten Grundursache – versetzt den Analysten in die Lage, eine mögliche Lösung für das Problem zu finden und umzusetzen. Diese Lösungen sind vielfältig und können Prozessänderungen oder andere Abhilfemaßnahmen umfassen. Im Gegensatz zur Analyse auf Basis von Frühindikatoren ist die Grundursachenanalyse eine Reaktion auf ein bestehendes oder bereits aufgetretenes Problem. Das Ziel besteht darin, zu verhindern, dass es in Zukunft erneut auftritt.

Wenn eine Ursachenanalyse keine tatsächliche Ursache des Problems zutage fördert, sollte der Analyst in Erwägung ziehen, ein anderes Analysewerkzeug zur Lösung des Problems einzusetzen.

Die Ursache muss zudem im Einflussbereich der Unternehmensleitung liegen, damit sie behoben werden kann. Wenn beispielsweise eine Änderung der Handelspolitik zu einem Rückgang der einzigen Bezugsquelle für ein bestimmtes Material geführt hat, liegt dies außerhalb der Kontrolle der Unternehmensleitung. Sie legt schließlich keine Regierungspolitik fest! Schließlich muss das Problem, um als Grundursache zu gelten, eine Lösung haben, die ein erneutes Auftreten verhindert. Wenn eine Wiederholung nicht verhindert werden kann, handelt es sich wahrscheinlich eher um ein Auslöserproblem als um eine Grundursache, die es zu lösen gilt.

Bevor Sie eine Ursachenanalyse durchführen können, müssen Sie so viele Daten wie möglich über die Ereignisse und die beteiligten Personen im Vorfeld sammeln.

Wenn Sie Ihre Analyse in erster Linie auf Aussagen von Mitarbeitern stützen, ist es wichtig, dass Sie so schnell wie möglich einen Rahmen für die Erhebung objektiver Daten schaffen. Menschen können unzuverlässig sein, und ihre Erinnerungen sind anfällig für Suggestionen, insbesondere im Nachhinein.

Die nächsten Schritte, die Sie zur Durchführung einer Ursachenanalyse unternehmen sollten, hängen von Ihrem Ansatz ab. Im Allgemeinen gibt es fünf gängige Ansätze für die Ursachenanalyse:

• Ereignisse und Ursachenanalyse
• Änderungsanalyse
• Barriereanalyse
• Risikobaumanalyse
• Kepner-Tregoe-Problemlösung

In unserer nächsten Sitzung werden wir uns eingehend mit den fünf verschiedenen Ansätzen befassen, die Hersteller bei der Durchführung einer Ursachenanalyse verfolgen können.

Was ist eine Kausalfaktoranalyse?

Bei der Ursachenanalyse müssen alle Ereignisse identifiziert werden, die zu dem Problem beigetragen haben. Vermeiden Sie die Falle, sich nur auf die offensichtlichsten und letzten Auslöser zu konzentrieren. Eine Möglichkeit, alle Ursachen zu ergründen, ist die Anwendung der „5-Why-Methode“. Die „5-Why-Methode“ ist „eine iterative Fragetechnik, mit der die einem bestimmten Problem zugrunde liegenden Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge untersucht werden“.

Stellen Sie sich zum Beispiel vor, Ihre Ausschusskosten seien im letzten Quartal gestiegen. Wenn Sie eine Ursachenanalyse für diesen Anstieg erstellen würden, würden Sie sich wahrscheinlich auf die naheliegendste Ursache konzentrieren. Was hat sich in diesem Zeitraum geändert? Die Antwort könnte lauten, dass eine bestimmte Produktionslinie mehr Ausschuss produziert. Wenn Sie weiter nachfragen – warum erzeugt diese Linie mehr Ausschuss? –, könnten Sie herausfinden, dass es im letzten Zeitraum eine erhebliche Fluktuation bei den Bedienern gegeben hat. Fragen Sie noch einmal nach dem „Warum“, und Sie könnten erfahren, dass einige Ihrer erfahrenen Bediener in den Ruhestand gegangen sind.

Wenn Sie diesen Prozess lange genug fortsetzen, erfahren Sie viel mehr über die Faktoren, die zum Anstieg des Ausschusses beigetragen haben – und erhalten damit detailliertere Informationen als nur die Feststellung „Es gab einen Anstieg des Ausschusses“. Diese Art der logischen Fragestellung wird als „5 Whys“ bezeichnet, da 5 die Anzahl der Schritte ist, anhand derer man seine Fragen abgleichen kann. Die Anwendung der „5 Whys“ kann Ihnen dabei helfen, die Ursachen zu identifizieren, die zu dem Problem beigetragen haben, das Sie in Zukunft vermeiden möchten.

Bei einfachen Problemen kann die „5-Why-Methode“ allein bereits ausreichen, um die eigentliche Ursache des Problems zu ermitteln. In dem oben genannten nicht-technischen Beispiel wäre eine naheliegende Lösung, den Riegel auszutauschen, damit sich das Tor von selbst schließt, ohne dass ein Ziegelstein benötigt wird, um es geschlossen zu halten.

Bei komplexeren Problemen reichen die „5 Whys“ möglicherweise nicht aus, um die eigentliche Ursache des Problems zu ermitteln. Lassen Sie uns das obige Beispiel etwas näher beleuchten. Was passiert, wenn man berücksichtigt, dass das Werk mit der Einstellung neuer Teammitglieder bis eine Woche vor dem Ausscheiden der erfahrenen Bediener gewartet hat? Was wäre, wenn neue Bediener in der Regel erst nach einer mehrmonatigen Einarbeitungszeit das gleiche Maß an Verantwortung übernehmen würden?

Nicht nur die Betreiber waren für das Problem verantwortlich. Es gab eine Reihe von Ursachen, die zu der schlechten Leistung beigetragen haben.

Was ist eine Änderungsanalyse?

Die Änderungsanalyse ist eine Methode zur Ursachenanalyse, die sich auf ein bestimmtes Problem oder ein problematisches Ereignis konzentriert. Diese Art der Analyse zielt darauf ab, aufzudecken, welche Abweichung vom regulären Ablauf – also welche Änderung – das unerwünschte Ereignis verursacht hat. Dies ist die Art von Analyse, an die Fachleute aus der Fertigung in der Regel denken, wenn von Änderungsanalyse die Rede ist.

Die Abweichungsanalyse lässt sich leicht erlernen und anwenden. Die Suche nach Abweichungen von der Norm führt zudem zu klaren Korrekturmaßnahmen. Dies liefert konkrete nächste Schritte für jeden, der die Analyse durchführt. Darüber hinaus erleichtert sie das Aufspüren ungewöhnlicher Ursachen.

Ziehen Sie eine andere Art der Ursachenanalyse in Betracht, falls Ihr Standardprozess nicht klar genug definiert ist, um eine gute Vergleichsgrundlage zu bieten. Je nachdem, wie variabel Ihre Prozesse sind, kann die Anzahl der zu berücksichtigenden Faktoren den Umfang dieser Art von Analyse zudem erheblich vergrößern.

Unabhängig davon, ob Sie sich für diese Art der Analyse oder eine andere Form der Ursachenanalyse entscheiden, sollten Sie Ihre Annahmen unbedingt überprüfen. Im schlimmsten Fall werden Sie feststellen, dass Ihre Hypothese nicht schlüssig ist, oder es gelingt Ihnen nicht, die tatsächliche Ursache zu finden. Dieses Ergebnis ist zwar unangenehm, aber immer noch besser, als eine falsche Schlussfolgerung zu ziehen, die in Zukunft weitere Probleme verursacht.

Was ist eine Barriereanalyse?

Die Barriereanalyse ist ein systematischer Prozess, mit dem Versagen physischer, administrativer und verfahrenstechnischer Barrieren ermittelt wird, die das unerwünschte Ereignis hätten verhindern sollen. Diese Analyse deckt auf, warum die Barrieren versagt haben, und ermittelt, welche Arten von Korrekturmaßnahmen erforderlich sind, um ein erneutes Versagen in Zukunft zu verhindern.

Beginnen Sie Ihre Barriereanalyse, indem Sie alle Barrieren identifizieren, die vor dem Auftreten des unerwünschten Ereignisses vorhanden waren. Prüfen Sie jede Barriere, um festzustellen, ob sie unter normalen Betriebsbedingungen funktionierte. Falls es zu einer Abweichung von den Betriebsbedingungen kam: Hat sie unter diesen Bedingungen ihre beabsichtigte Funktion erfüllt? Hat die Barriere dazu beigetragen, die Gesamtkosten des unerwünschten Ereignisses zu senken? War die Konstruktion der Barriere robust genug, um ihren beabsichtigten Zweck zu erfüllen? Prüfen Sie abschließend, ob sie im Vorfeld des Ereignisses ordnungsgemäß errichtet, gewartet und überprüft wurde.

Verwenden Sie diese Fragen für jede einzelne Barriere, um festzustellen, warum die Barrieren das Ereignis nicht verhindern konnten. Beachten Sie, dass dies je nach Untersuchungsgegenstand und dem Zustand des bestehenden Prozesses oder der bestehenden Konfiguration, die zu Ihrem Ereignis geführt haben, möglicherweise nicht die beste Art der Ursachenanalyse ist.

Was ist eine Risikobaumanalyse?

Die Risikobaumanalyse dient, wie die beiden zuvor behandelten Analysemethoden, dazu, die Auswirkungen eines Systemausfalls nach dem Eintreten eines unerwünschten Ereignisses zu analysieren. Ereignisbäume wurden im Rahmen der Sicherheitsstudie „WASH-1400“ für Kernkraftwerke im Jahr 1974 entwickelt. Eine Fehlerbaumanalyse kann unter bestimmten Umständen sehr umfangreich und unübersichtlich werden. Der Ereignisbaum wurde entwickelt, um zu ermitteln, welcher Pfad das größte Risiko für einen Systemausfall darstellt, ohne dass jeder einzelne Pfad im Baum dargestellt werden muss.

Die Risiko-Baum-Analyse bietet einige Vorteile. Erstens hilft sie dabei, mehrere gleichzeitig auftretende Ursachen für ein Versagen zu identifizieren. Dadurch werden mehrere Detailebenen sichtbar. Andererseits kann es aufgrund des hohen Detaillierungsgrads dieser Analyse leicht passieren, dass subtile Unterschiede zwischen den Zweigen übersehen werden. Zudem handelt es sich hierbei um eine komplexere Form der Ursachenanalyse. Die Person, die die Analyse durchführt, benötigt eine entsprechende Schulung und etwas Erfahrung, um den Erfolg sicherzustellen.

Was ist die Kepner-Tregoe-Methode?

Die Kepner-Tregoe-Methode zur Ursachenanalyse wurde bekannt, als die NASA sie einsetzte, um die Besatzung von Apollo 13 sicher nach Hause zu bringen. Es handelt sich um eine strukturierte Methodik zur Erfassung, Priorisierung und Auswertung von Informationen. Wie andere Formen der Ursachenanalyse ist auch die Kepner-Tregoe-Methode ein systematischer Ansatz zur Problemlösung und Risikoanalyse.

Der erste Schritt dieser Methodik besteht darin, Probleme zu identifizieren und sie nach ihrem Schweregrad einzustufen. Anschließend wird die Priorität anhand der potenziellen Auswirkungen, der Dringlichkeit und des Ausmaßes festgelegt. Als Nächstes wird entschieden, welche Maßnahmen zu ergreifen sind bzw. welcher Schritt als Nächstes zu unternehmen ist. Schließlich wird ein Plan erstellt, der festlegt, wer beteiligt ist, welche Aufgaben die Beteiligten übernehmen, in welchem Bereich sie tätig sind und wann sie ihre Aufgaben wahrnehmen. Achten Sie darauf, den Umfang der Beteiligung jeder Person genau zu definieren.

Der nächste Schritt bei der Anwendung dieser Analyse besteht darin, festzustellen, welche Ziele erreicht werden müssen und welche Sie erreichen möchten, die jedoch nicht unbedingt notwendig sind. Dies wird Ihnen helfen, Ihre Optionen im Hinblick auf Ihre Ziele zu bewerten, damit Sie die bestmögliche Vorgehensweise ermitteln können.

Der wesentliche Vorteil der Kepner-Tregoe-Analyse liegt in der Möglichkeit, Prioritäten zu setzen und die Analyse gezielt auszurichten. Durch die Abwägung und Festlegung von Zielen ermöglicht diese Art der Analyse eine direktere Betrachtung eines Problems.

Auslösende Faktoren vs. Grundursache

Eine Herausforderung bei der Durchführung einer Ursachenanalyse besteht darin, sicherzustellen, dass man die eigentlichen Ursachen und nicht nur ursächliche Faktoren identifiziert. Ein ursächlicher Faktor ist jedes Verhalten, jede Unterlassung oder jeder Mangel, der – wenn er korrigiert, beseitigt oder vermieden worden wäre – das Ereignis wahrscheinlich verhindert hätte. Eine eigentliche Ursache ist ein Faktor, dessen Beseitigung eine Wiederholung des Ereignisses definitiv verhindern würde.

Puristen der Ursachenanalyse konzentrieren sich darauf, die eigentliche Ursache zu ermitteln, anstatt einen einzelnen Auslöser zu identifizieren. Viele der Prozesse, in denen die Ursachenanalyse angewendet wird, führen jedoch aufgrund menschlicher Fehler zu unerwünschten Ereignissen. Die Beseitigung einer bestimmten Ausprägung des Fehlers macht nicht unbedingt deutlich, wie sich diese Art von Fehler wiederholen kann. Letztendlich kann dieser spezifische Fokus dazu führen, dass ein systematischer Fehler übersehen wird.

Datenintegrität

Die grundlegendste Voraussetzung für die Ursachenanalyse sind Daten. Die Erfassung möglichst vieler Daten während des gesamten untersuchten Prozesses verbessert die Qualität und Effizienz der Ursachenanalyse. Dies ist jedoch ein weiterer Kritikpunkt der Kritiker der Ursachenanalyse. Oftmals beginnt die Datenerhebung zum auslösenden Ereignis erst nach dessen Eintreten. Zudem sind zahlreiche Zeugenaussagen und Befragungen erforderlich. Diese qualitative Datenerhebung kann unzuverlässig sein, insbesondere wenn diese Befragungen erst Tage, Wochen oder sogar Monate nach dem Ereignis stattfinden müssen.

Einfache vs. nachhaltige Lösungen

Leider können die Lösungen für solche Vorfälle komplex sein. Anstatt einen Teil eines bestehenden Prozesses zu entfernen, besteht die beste Lösung möglicherweise in einer vollständigen Neugestaltung, der Einführung neuer Technologien oder anderen umfassenden Anpassungen. Selbst wenn dies notwendig ist, neigen Administratoren, Manager und Führungskräfte dazu, nach schnellen und einfachen Lösungen zu suchen.

Eine Lösung zu bevorzugen, die das Problem langfristig nicht löst, ist zwar einfacher, kann aber dazu führen, dass sich das Ereignis wiederholt.

Schuldzuweisungen vermeiden

Wenn die Ursachenanalyse als Versuch angesehen wird, Schuldige zu identifizieren, könnten Sie in Schwierigkeiten geraten. Der Prozess der Datenerhebung könnte beeinträchtigt werden, wenn die Ursachenanalyse den Anschein erweckt, als ginge es darum, jemanden zu finden, dem die Schuld für das Ereignis zuzuschreiben ist. Schaffen Sie ein Gleichgewicht zwischen der Ermittlung der schuldigen Person und der Untersuchung des Systems, das zu dem unbeabsichtigten Ergebnis geführt hat. Es ist unwahrscheinlich, dass eine einzelne Person das Problem in böswilliger Absicht verursacht hat. Sollte dies jedoch der Fall sein, wäre eine Rechenschaftspflicht sowohl für die betreffende Person als auch für die Organisation erforderlich.

Gruppendenken

Befürworter der Ursachenanalyse regen Gruppen häufig dazu an, während des Prozesses zusammenzuarbeiten und Ideen zu sammeln. Einige Kritiker argumentieren jedoch, dass dies Gruppendenken fördert und kreative Ansätze und Analysen behindert. Wenn Sie ein RCA-Team zusammenstellen, sollten Sie Teammitglieder aus verschiedenen Gruppen und Funktionsbereichen einbeziehen, um eine fruchtbare Zusammenarbeit zu fördern.

Werkzeuge zur Bewältigung von Herausforderungen und zur Durchführung einer Ursachenanalyse

Unternehmen nutzen Tools wie Tulip in Echtzeit Daten von ihren Mitarbeitern, Prozessen und Maschinen zu erfassen. Dies versetzt sie in die Lage, nach kleineren Vorfällen Ursachenanalysen durchzuführen und diese Prozesse schneller und effizienter zu verbessern. Darüber hinaus erleichtern präzise Daten zu Bedienern, Maschinen und Änderungen an den Abläufen es, die oben genannten Herausforderungen bei der Ursachenanalyse zu vermeiden.

Es gibt eine Reihe verschiedener Werkzeuge und Techniken, die bei der Durchführung einer Ursachenanalyse zum Einsatz kommen können. Wir haben bereits in der Vergangenheit ausführlich über die für die Ursachenanalyse verwendeten Werkzeuge berichtet, daher werden wir sie hier nur kurz zusammenfassen.

Pareto-Diagramme – Pareto-Diagramme ermöglichen es, große Mengen an Produktionsdaten einen Blick zu analysieren. Indem sie die häufigsten Ursachen eines Fehlers in absteigender Reihenfolge darstellen, können Pareto-Diagramme Teams dabei helfen, Verbesserungsmaßnahmen so zu priorisieren, dass sie die größtmögliche Wirkung erzielen.

Die „5 Whys“ – In diesem Leitfaden haben wir bereits ausführlich über die „5 Whys“ als Untersuchungsmethode gesprochen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die „5 Whys“ Prozessingenieuren dabei helfen können, eine Ursachenanalyse durchzuführen, indem sie den Kerngrund für das Auftreten eines Ereignisses ergründen. Die „5 Whys“-Methode ist am effektivsten bei der Untersuchung eines einfachen Problems, das keine quantitative Analyse erfordert.

Fischgräten-Diagramme – Fischgräten-Diagramme, auch als Ursache-Wirkungs-Diagramme bekannt, sind nützlich, wenn es eine Reihe potenzieller Ursachen für ein Problem gibt, die sich in verschiedene Kategorien einteilen lassen. Dieses Instrument ist besonders effektiv, wenn die eigentliche Ursache eines Problems völlig unbekannt ist.

Streudiagramme – Streudiagramme oder Streupunkte sind visuelle Darstellungen des Zusammenhangs zwischen zwei Datensätzen. Um ein Streudiagramm als Instrument zur Ursachenanalyse zu nutzen, trägt man die unabhängige Variable (die vermutete Ursache) auf der x-Achse und die abhängige Variable (das daraus resultierende Problem) auf der y-Achse ein. Wenn sich nach dem Eintragen dieser beiden Variablen ein klares und deutlich erkennbares Muster zeigt, kann man vermuten, dass die Variablen miteinander korrelieren.

Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) – Eine Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse ist ein Instrument, das in jeder Phase der Produktion eingesetzt werden kann und die Identifizierung und Untersuchung aller potenziellen Fehlerquellen innerhalb eines Entwurfs, eines Prozesses oder eines Produkts sowie der möglichen Auswirkungen, die ein solcher Fehler verursachen könnte, umfasst. An einer FMEA ist häufig eine funktionsübergreifende Gruppe von Beteiligten beteiligt, die mit dem Entwurf, dem Prozess oder dem Produkt vertraut sind und dabei helfen können, potenzielle Ursachen zu dokumentieren, bevor diese tatsächlich auftreten.