Was ist "PPM"?

PPM (Parts per Million) ist eine Qualitätskennzahl, die die Fehlerrate eines Prozesses als Anzahl fehlerhafter Teile pro eine Million produzierter Einheiten ausdrückt. Die Kennzahl ermöglicht es, auch bei sehr niedrigen Fehlerraten präzise Aussagen über das Qualitätsniveau zu treffen, und ist damit ein unverzichtbares Instrument im modernen Qualitätsmanagement und in Six Sigma-Programmen (vgl. Roser 2018, S. 24–27).

Berechnung und Interpretation

Die Berechnung der PPM-Rate folgt einer einfachen Formel: Die Anzahl fehlerhafter Einheiten wird durch die Gesamtzahl produzierter Einheiten geteilt und mit einer Million multipliziert. Werden beispielsweise bei einer Produktion von 500.000 Teilen 50 fehlerhafte Einheiten festgestellt, ergibt sich eine PPM-Rate von 100.

Die Darstellung in PPM hat gegenüber der prozentualen Fehlerrate einen entscheidenden Vorteil: Sie macht auch sehr geringe Unterschiede im Qualitätsniveau deutlich sichtbar. Eine Fehlerrate von 0,01 % klingt sehr gut, entspricht aber 100 PPM, bei einer Jahresproduktion von zehn Millionen Teilen wären das immer noch 1.000 fehlerhafte Einheiten. Durch die PPM-Darstellung wird diese Menge greifbar.

PPM im Kontext von Six Sigma

Der Six-Sigma-Ansatz verwendet PPM als zentrale Bezugsgröße für die Prozessfähigkeit. Das Qualitätsziel von Six Sigma liegt bei 3,4 PPM, das heißt, von einer Million produzierter Teile dürfen statistisch nur 3,4 außerhalb der Spezifikationsgrenzen liegen. Dieser Wert ergibt sich aus einer Normalverteilung, bei der die Toleranzgrenzen sechs Standardabweichungen vom Mittelwert entfernt liegen, unter Berücksichtigung einer zulässigen Mittelwertverschiebung von 1,5 Sigma.

Roser erläutert, dass die ursprünglichen Six-Sigma-Anforderungen bei einem echten 6-Sigma-Niveau lediglich 0,002 PPM vorsehen würden, ein in der Praxis nahezu unerreichbarer Wert. Erst durch die Berücksichtigung der 1,5-Sigma-Verschiebung ergibt sich der realistischere Wert von 3,4 PPM, der als Zielwert in der Industrie etabliert ist (vgl. Roser 2018, S. 24–25).

Typische PPM-Werte in der Industrie

Die erreichbare PPM-Rate hängt stark von der Branche, dem Produkt und der Prozesskomplexitt ab. Folgende Orientierungswerte sind in der Praxis verbreitet:

• über 10.000 PPM: Einfache Fertigungsprozesse ohne systematisches Qualitätsmanagement. Entspricht einer Fehlerrate von über 1 %.
• 1.000–10.000 PPM: Standardfertigungsniveau mit grundlegender Qualitätskontrolle. Viele Unternehmen bewegen sich bei der Ersteinführung von Qualitätsprogrammen in diesem Bereich.
• 100–1.000 PPM: Gutes Qualitätsniveau, das durch systematische KVP-Maßnahmen und statistische Prozessregelung erreichbar ist.
• unter 100 PPM: Exzellentes Qualitätsniveau, das in der Automobilindustrie und Elektronikfertigung als Zielwert gilt.
• unter 10 PPM: Weltklasse-Qualität, wie sie in der Halbleiter- und Medizintechnikindustrie angestrebt wird.

PPM in der Praxis: Erfassung und Auswertung

Die zuverlässige Erfassung der PPM-Rate erfordert ein systematisches Fehlermanagementsystem. Jeder fehlerhafte Teil muss kategorisiert werden, nach Fehlerart, Entstehungsort und Ursache. Ohne diese Differenzierung bleibt die PPM-Zahl eine abstrakte Kennzahl, die keine Handlungsanleitung liefert.

In der Automobilindustrie ist die PPM-Rate eine zentrale Größe in der Lieferantenbewertung. Erstausrüster (OEMs) definieren für ihre Zulieferer verbindliche PPM-Zielwerte, deren Nichteinhaltung zu Eskalationsprozessen bis hin zur Sperrung des Lieferanten führen kann. Die regelmäßige Berichterstattung der PPM-Werte ist Bestandteil der Lieferantenvereinbarungen.

Abgrenzung und Grenzen der PPM-Kennzahl

Die PPM-Rate misst ausschließlich die Häufigkeit von Fehlern, nicht deren Schwere oder Auswirkung. Ein kosmetischer Kratzer und ein sicherheitskritischer Defekt fließen mit dem gleichen Gewicht in die PPM-Berechnung ein. Deshalb sollte die PPM-Analyse immer durch eine Bewertung der Fehlerfolgen ergänzt werden, beispielsweise durch eine FMEA, die das Risiko jedes Fehlers nach Bedeutung, Auftretenswahrscheinlichkeit und Entdeckbarkeit bewertet.

Darüber hinaus sagt die PPM-Rate nichts über die Kosten der Fehlervermeidung aus. Die Reduzierung von 1.000 auf 100 PPM erfordert typischerweise einen deutlich geringeren Aufwand als die weitere Reduzierung von 100 auf 10 PPM. Ein wirtschaftlich sinnvolles Qualitätsziel berücksichtigt daher immer die Kosten-Nutzen-Relation der Verbesserungsmaßnahmen.

Praxistipp: Betrachten Sie PPM-Werte immer im Kontext der Fehlerfolgen. Eine PPM-Rate von 50 kann akzeptabel sein, wenn es sich um unkritische Fehler handelt, oder völlig unzureichend bei sicherheitsrelevanten Bauteilen. Kombinieren Sie PPM stets mit einer Fehlerklassifizierung.

Quellenangaben

Roser, C. (2018): Macht ein „Black Belt“ den Lean-Profi aus?, Der Unterschied zwischen Lean und Six Sigma, in: YOKOTEN 01/2018, S. 24–27.

Verwandte Konzepte

• Six Sigma, Qualitätsmanagementmethodik, die PPM als zentrale Zielgröße nutzt.
• OEE, Gesamtanlageneffektivität, deren Qualitätsfaktor die Fehlerrate berücksichtigt.
• FMEA, Risikoanalyse, die die Fehlerfolgen bewertet und PPM-Werte in einen Kontext setzt.
• KVP, Kontinuierliche Verbesserung als Grundlage für die systematische PPM-Reduzierung.
• QCD, Qualität als eine der drei Kerngrößen, die durch PPM quantifiziert wird.
• ZDF, Faktenbasierte Entscheidungskultur, die auf messbaren Kennzahlen wie PPM basiert.