Integriertes Qualitätsmanagement bei BASF

Bodo Endrehs, Paul Hofmann

In Ludwigshafen am Rhein produziert die BASF AG Katalysatoren für den Eigenbedarf und den weltweiten Markt. Das Produktspektrum der Geschäftseinheit CAK, der für die zentrale Produktion von Katalysatoren in der BASF-Gruppe zuständig ist, umfasst ca. 300 verschiedene Katalysatortypen für die unterschiedlichsten Einsatzzwecke. Die Einheit beschäftigt etwa 280 Mitarbeiter, aufgeteilt in mehrere Betriebe auf dem BASF-Gelände.

Ziel des Geschäftsbereiches CAK war die Realisierung und Einführung einer IT-Lösung auf Basis von Windows NT zur integrierten und prozessorientierten Qualitätssicherung. Das System sollte die Qualität des gesamten Produktionsprozesses, vom Wareneingang über die einzelnen Verfahrensstufen bis zur Freigabe der Fertigprodukte, lückenlos und nachvollziehbar dokumentieren und somit sicherstellen, dass der Prozess aus Sicht des Qualitätsmanagements optimal geführt werden kann. Mit der Einführung des Qualitätssicherungssystems sollten zusätzliche Rationalisierungseffekte bei der Produktion und vor allem bei der Vermeidung von fehlerhaften Produkten erreicht werden. Aufgrund einiger Besonderheiten der Katalysatorenproduktion wurden u. a. folgende Anforderungen an das QM-System gestellt:

• Erfüllung der ISO-Norm 9001

• Integration aller Betriebe von CAK

• Abbildung von Conti-, und Batchprozessen sowie Kampagnenfahrweise

• zentrales QS-Management und Auswertung

• Erhaltung der dezentralen Verantwortung der Betriebe

• Steigerung der Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Prüfungen

• Reduktion der Prüfkosten bei gleichzeitiger Erhöhung der Aussagekraft

• Integration in bereits vorhandene IT-Systeme

Ausgehend von den gestellten Anforderungen wurde die in Ludwigshafen ansässige SHE Informationstechnologie AG mit der Realisierung des Projektes beauftragt. Damit das QM-System möglichst flexibel auf die spezifischen Anforderungen der Prozessindustrie angepasst werden kann, entschied man sich für ein Applikationsmodell, das im wesentlichen aus drei Schichten besteht. Über die Interface-Schicht, die das GUI (Graphical User Interface) darstellt, kommuniziert der Anwender mit der Software. Darunter befindet sich die Applikationsschicht, die alle für das Qualitätsmanagement notwendigen Anwendungen bereithält. Dritte Schicht und Basis des QM-Systems ist eine relationale Datenstruktur die entweder über ODBC mit relationalen Datenbanksystemen oder via OCI direkt mit ORACLE kommuniziert. Dieses Applikationsmodell ermöglicht die notwendige Flexibilität, um den individuellen Anforderungen von Anwendern, Betrieben und Laboratorien gerecht zu werden.

Um eine hohe Akzeptanz bei den Anwendern sicherzustellen, wurde bei der Gestaltung der GUI schon im Vorfeld auf hohen Praxisbezug und einfache Bedienung geachtet. Da das System für eine ganzheitliche Qualitätssicherung konzipiert ist, wurde der Produktionsprozess als solcher sowie jeder am Herstellungsprozess beteiligte Betrieb mit einbezogen. Neben der eigentlichen Hauptaufgabe, der Planung, Prüfung und der Lenkung des gesamten Produktionsprozesses, unterstützt das QM-System auch die Zertifizierung der Endprodukte und die dafür erforderlichen Qualitätsaudits.

Für die Erstellung der Prüfpläne werden alle Verfahrensschritte, sämtliche Spezifikationen der Zwischenprodukte und der eingesetzten Hilfsstoffe, die zur Herstellung des gewünschten Fertigproduktes benötigt werden, definiert.

Damit der Anwender auch bei der Definition komplexer Prozess-Schemata die Übersicht behält, wird das Schema zusätzlich zur Explorer-ähnlichen Darstellung, graphisch veranschaulicht. Während der Definition des Schemas kann man komfortabel zu den einzelnen Verfahrensstufen navigieren und zusätzliche Informationen einfügen. Weil das QM-System kontextsensitiv arbeitet, werden nur diejenigen Funktionen angeboten, die bei dem gerade bearbeiteten Verfahrensschritt sinnvoll sind. So geschieht die Zuweisung der Spezifikation für einen Einsatzstoff durch rechten Mausklick auf den betroffenen Einsatzstoff und die Eingabe der verlangten Werte.

Nach Erstellung der Prüfpläne folgt die Prüfungsphase im Produktionsprozess. Während dieser Phase werden die Resultate der Laboranalysen erfasst, den einzelnen Stoffen zugewiesen und die Einhaltung der Spezifikation automatisch überwacht.

Während des gesamten Produktionsprozesses werden die Prüfungsergebnisse überwacht und im Falle einer unzulässigen Abweichung an den Anwender gemeldet. Die Leiter der Betriebe interpretieren die Abweichungen und entscheiden, wie die Prozesse gelenkt werden, um auf die Einhaltung oder Verbesserung der Produktqualität einzuwirken.

Damit das QM-System die gewünschten Ziele – Produktivitätserhöhung und Qualitätsverbesserung – erreicht, stehen die Phasen eng miteinander in Verbindung und sind direkt mit den Prozessen gekoppelt. Die Katalysatorenproduktion weist hinsichtlich der Produktionsverfahren die Besonderheit auf, dass neben der kontinuierlichen und der Batch-Produktion auch Kampagnen abgebildet werden müssen. Um die Ursachen für Qualitätsprobleme zuverlässig ermitteln zu können, ermöglicht das QM-System die lückenlose Rückverfolgung von Chargen.

Die Rückverfolgung ist über alle beteiligten Betriebe und werksinterne Zwischenlager möglich.

Schon zu Beginn des Projektes wurde das QM-System als integrierte Lösung konzipiert. Dies gilt sowohl für den Verbund der einzelnen Module untereinander wie auch für den Datenaustausch zu bereits existierenden IT-Systemen in der Prozesskette. Bislang erfolgte die Integration in die wichtigsten Systeme der Automatisierungs- und MES(Manufacturing Executing System)-Ebene und zu den zentralen BASF-Systemen. In der gesamten Prozesskette sind neben dem zentralen Abteilungslabor auch betriebseigene Laboratorien einzubinden. Diese wurden unter Berücksichtigung der installierten Analysegeräte in das QM-System integriert. Der Datenaustausch mit den auf der MES-Ebene installierten Systemen ermöglichte eine zusätzliche Optimierung des gesamten Prozesses. Der heutige Entwicklungsstand des QM-Systems, Quantos, bietet auch Schnittstellen in die ERP-Ebene, z. B. zum SAP R/3-System. Durch die Anbindung des QM-Systems an Bereiche des Betriebsleitsystems werden beispielsweise Prüfaufträge vom Materialmanagement erst nach Freigabe durch das QS-System verbucht und somit Fehlerquellen ausgeschlossen.

Nach Durchführung der Endkontrolle und der damit verbundenen Prüfung des Fertigproduktes wird das Freigabezertifikat nach ISO 9001 kundenspezifisch und an zentraler Stelle durch das Qualitätszertifikatssystem QZ der BASF erstellt. Auch das QZ steht mit dem QM-System in Verbindung, und erhält nach erfolgreicher Endkontrolle alle Informationen, die für die Ausstellung des Freigabezertifikates benötigt werden.

Das QM-System von SHE hat sich innerhalb der BASF-Geschäftseinheit Katalysatoren als zentrale Informationsplattform für die Arbeitsgebiete Qualitätsplanung, -prüfung und -lenkung bewährt. Darüber hinaus unterstützt es sämtliche QM-spezifischen Tätigkeiten, beginnend bei der Eingangsprüfung, über die Inprozesskontrolle, Endproduktprüfung, Erstellung von Qualitätsprüfzertifikaten, Verwaltung gelenkter QM-Dokumente, statistischer Qualitätskontrolle, Durchführung von Audits bis hin zur Reklamationsbearbeitung. Dementsprechend vielfältig ist auch der Einsatzbereich der Softwarelösung. Typische Arbeitsplätze finden sich neben den Labors auch beim Betriebsleiter, den Meistern und Schichtführern. Dort wird das System zur Initialisierung der Prüfaufträge, für die Probenahme in der Messwarte und zur Information über die Prüfergebnisse aus dem Labor genutzt.

Schon kurze Zeit nach der Inbetriebnahme konnten durch die integrierte LIMS-Funktionalität wesentliche Verbesserungen erzielt werden. So wurde der Aufwand für die wiederkehrende Aktualisierung der Qualitätsdokumente und für die QS-Audits deutlich gesenkt. Mit der Integration des QM-Systems in die Labor- und ERP-Ebene konnten auch die beabsichtigten Vorteile hinsichtlich Produktivitäts- und Qualitätssteigerung erzielt werden

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