Poka Yoke ポカヨケ

Poka-Yoke ポカヨケ („dumme Fehler – Vermeidung“) ist eine Ideologie, welche mit vielfältige Ansätze unternimmt, um Prozesse in der Fertigung, insbesondere Montage, zu optimieren. Der Schwerpunkt unter der Zielsetzung von Poka-Yoke, die Null-Fehler-Produktion anzustreben und näherungsweise zu erreichen.  Werden Fehler festgestellt, wird die Ursache ergründet. Lässt sich die Ursache vermeiden, so wird sie im Sinne von Poka-Yoke so gut wie möglich abgestellt und tritt bestenfalls gar nicht mehr auf.

Poka-Yoke war ursprünglich eine Initiative von Dr. Shingo, Shigeo (新郷 重夫), welcher auch als Mitbegründer des Toyota Produktionssystems gilt, wovon Poka-Yoke wiederum ein Kernbestandteil ist. Poka-Yoke steht unter dem Dach von Kaizen 改善 (“stetiges Verbesserungsstreben”).

Beispiele für Poka-Yoke-Umsetzungen

Bei Poka-Yoke geht es darum, die Ursachen rechtzeitig erkennen und dann diese abstellen. Fehler sollen also nicht nur korrigiert, sondern langfristig verhindert werden, indem ihre Ursachen abgestellt werden.
Im Idealfall finden sich im Sinne von Poka-Yoke Maßnahmen, die einen entdeckten Fehler durch Ursachenabstellung in Zukunft komplett ausschließen, beispielsweise indem Falschmontierungen durch Anbauweise (z. B. Steckerformen) nicht mehr möglich sind. Poka-Yoke verlangt dabei produktgestalterische Kreativität zur Schaffung eines fehlerabwehrenden (fehlerhafte Bedienung vermeiden) und fehlerrobusten (trotz fehlerhafter Bedienung keine fehlerhaften Prozesse) Produkdesigns. Daher beginnt die Philosophie von Poka-Yoke auch nicht erst in der Produktion, sondern bereits in der Produktgestaltung.

Ein bekanntes Alltagsbeispiel ist der Stecker (TAE, RJ45 etc.), welcher nicht verkehrt herum in die Steckdose geführt werden kann. Auch Messinstrumente können gegebenenfalls so konstruiert oder programmiert werden, dass diese nicht mehr falsch angewendet werden können. Poka-Yoke-Prinzipien finden sich beispielsweise auch in HTML-Formularen, wenn diese auf korrekte Eingaben (möglichst noch vor Absenden) überprüft werden. Bankautomaten geben erst die Bankkarte aus, bevor die Auszahlung stattfindet. Tanksäulen-Zapfhähne passen jeweils nur in den richtigen Tank für Diesel oder Benzin, so dass eine falsche Betankung erschwert wird. Notebook-Akkumulatoren passen nur in richtiger Position in den Akku-Schacht.

Poka-Yoke in der Produktion

“Kein Mensch macht keine Fehler” so heißt es häufig im Handwerk und Poka-Yoke basiert auf dieser Annahme.


Fehler durch den Menschen in der Fertigung
Falsche Positionierung von Montageteilen
Unkorrektes Fügen (Kleben, Schweißen, Löten usw.)
Fehlerhaftes Verschrauben
Falsche Interpretation von Instruktionen
Falsche Polung bei elektrischen Verbindungen
Falsches Ablesen von Messwerten
Falsche Verbinden von Schläuchen
Falsche Eingaben in Geräte
Montage falscher Teile
Ausgelassene Arbeitsgänge
Bedien-/Programmierfehler an Maschinen

Poka-Yoke bedient sich der drei Funktionen:

  • Messung:
    Einfache Sensorsysteme bis hin zu komplexen Bildverarbeitungssystemen unterstützen die richtige Ausführung von Prozessen und geben Rückmeldung über den korrekten oder nicht korrekten Prozess-Abschluss.
    Messung kann erfolgen durch Kameras, mechanische oder elektrische Zähler, Tastsensoren, Lichtschranken, Sensoren für Licht und Farbe, Position, Vibration, elektrische Spannung und Temperatur.

    und / oder

  • Abweichungserkennung
    Abweichungen werden festgestellt, beispielsweise durch eine Plausibilitätsprüfung, wie das Erreichen einer Anzahl von Arbeitsfolgeschritten, Prüfung der Anzahl verbauter Teile (Ist-Soll-Vergleich), oder eine Abweichungsbestimmung mittels geometrischer Kenngrößen, wie beispielsweise Führungsstifte und Markierungen. Auch Schrittfolge-Prüfungen sind möglich, z. B. Freigaben für Teileentnahmen

    und

  • Regulierung
    Nach der Erkennung von Abweichungen, werden Maßnahmen ergriffen, wie optische/akustische Warnungen oder das ganze Abschalten (die in Japan übliche “Reißleine”) von prozessdurchführenden Maschinen. Werden fehlerverursachende Schritte umgangen, sind langfristige Erfolge erreichbar.

Eine konsequente Umsetzung nach der Poka-Yoke-Philosophie verlangt in der Produktion eine ausgeklügelte und ausgereifte Automation sowie auf Fehlererkennung geschultes Personal. Zudem muss jeder Werksmitarbeiter geschult werden, wie er eigene Fehler erkennen kann.
Es mag undurchdacht erscheinen, dem Werksarbeiter die Fehlererkennung nicht abnehmen zu wollen. Viele Fehler lassen sich durch eine gute technische Produktionsplanung erkennen. Dennoch treten viele Fehler erst auf (oder werden erst dann erkannt), wenn die Routine bei der Fertigung eintritt. Jeder Werksmitarbeiter hat durch sein eigenes Handeln in seinem Fertigungsprozess ein besonders gutes Auge für Fehler und ihre Ursachen.

Poka-Yoke in der Klein- bis Großserienproduktion

Eine hohe Automation ist eine kostenintensive Investition und kann daher oft nur bei einer Großserienproduktion gerechtfertigt werden. Im Mittelstand – hier sind überlicherweise flexible Kleinserienproduktionen vorzufinden – sind Automationsanlagen häufig nicht für alle Produktionsprozesse möglich. Dem Mittelstand kommen jedoch viele einfache Methoden von Poka-Yoke zu Gute, welche kostengünstige Fehlererkennungsvorrichtungen einsetzen.

Für Kleinserien sind zudem 100%-Fehlerkontrollen ratsam. 100%-Fehlerkontrollen bedeuten, dass alle (Teil-)Produkte nach jedem Prozess auf offensichtliche Fehlerfreiheit kontrolliert werden.
Für Großserienfertigungen sind aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und unter Abwägung der Fehlerwahrscheinlichkeit ein Fehlererkennungssystem auf Basis von Stich- oder Verdachtsproben üblich.

Wichtig ist, dass sofort nach Fehlererkennung Maßnahmen ergriffen werden, um eine Fehlerfortpflanzung, welche zwangsläufig mit jedem fortfahrenden Prozess teurer wird, zu vermeiden.