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Lean-Lab-Methoden unter dem Aspekt Sicherheit im Labor

Arbeitsplatz- und Prozessoptimierung mit 5S als Basis für Sicherheit im Labor

Dipl. Ing. Erwin Studer (profact ag)

Ganzheitliche Managementsysteme wie Total Quality Management (TQM) und Lean Management zielen darauf ab, die größtmögliche Wertschöpfung im Hinblick auf den Kunden zu erzielen und dabei Verschwendung nachhaltig zu eliminieren. Die oft unterschätzte 5S-Methode schafft hierfür die wesentlichen Grundlagen durch eine Arbeitsplatzorganisation, die mit Ergonomie und Arbeitssicherheit einhergeht.

Das 5S-Konzept, erfreut sich mittlerweile weltweit in vielen Laboren, Produktionsstätten und Büros großer Durchdringung und ist neben ganzheitlichen Optimierungskonzepten wieder zunehmend in den Fokus gerückt. Dabei handelt es sich um eine aus Japan stammende Methode der Arbeitsplatzorganisation, die darauf abzielt, nachhaltig Sauberkeit und Ordnung zu schaffen und so Produktivität und Effizienz zu maximieren.

Mehr als „Housekeeping“

Abb. 1 Die 5S-Methode leitet sich von den Akronymen der japanischen Begriffe ab, im Deutschen spricht man neben 5S auch von der 5A-Methode.

5S leitet sich von den japanischen Begriffen seiri, seiton, seiso, seiketsu und shitsuke ab. Im Englischen werden diese mit organisation, neatness, cleaning, standardisation und discipline übersetzt, zurückgehend auf das englische Buch des Begründers von 5S, Takashi Osada, 1991 [1]. Diese werden im Deutschen entsprechend mit „sortieren“, „sichtbare Ordnung“, „sauberhalten“, „standardisieren“ und „Standards einhalten und verbessern“ (alt. Selbstdisziplin) übersetzt. Auch ist im deutschsprachigen Raum die Bezeichnung „5A“ gebräuchlich, die die japanischen Begriffe mit aussortieren, aufräumen, Arbeitsplatz sauber halten, allgemeine Standards erarbeiten und alle Punkte ständig verbessern wiedergibt (Abb. 1).

Etabliert hat sich das 5S-Konzept in Japan in der Fertigungsindustrie, wo mit der Entwicklung des Toyota Management Systems (TPS) unter dem Vorsitzenden Kiichiro Toyoda der Grundstein für das heutige Prinzip einer „schlanken Produktion“ gelegt wurde. Der Ingenieur und Produktionsleiter Taaichi Ohno entwickelte das TPS mit seinen Methoden wie dem Pull-Prinzip, Just-in-Time und Kanban weiter, das die Benchmark für das heutige weltweite Erfolgsmodell des Lean Management darstellte. Im ursprünglichen japanischen Kontext waren die 5S-Prinzipien in einen ganzheitlichen Ansatz eingebunden, der über die reine Arbeitsplatzorganisation hinausging und als Fundament und notwendiger Ausgangspunkt innerhalb der Lean-Management-Philosophie galt [2]. Die Anwendung von 5S ermöglicht vielmehr, Verschwendung im Prozess sichtbar zu machen und dabei zu verringern oder zu eliminieren. Auch beinhaltete 5S von Anfang an den Aspekt der Sicherheit, denn geordnete Arbeitsplätze und reduzierte Suchzeiten haben auch eine geringere Fehlerquote zur Folge und das Risiko von Arbeitsunfällen wird reduziert. Das zusätzliche sechste S für Sicherheit war bereits impliziert. Eine Querschnittstudie der Japan Industrial Safety and Health Association (JISHA, 1999) belegte eindrücklich, dass die Entwicklung von 5S zwischen 1945 und 1998 zu einem Rückgang von Arbeitsunfällen führte, wie Gapp et al. berichten [2]. Als umfassender Ansatz geht 5S weit über die Aspekte Sauberkeit und Ordnung hinaus, wie der in der westlichen Welt als Synonym gebrauchte Begriff „House Keeping“ vermuten lässt.

Die Basis der Sicherheit im Labor ist Ordnung haben und Ordnung halten

Vielfach ist bei Rundgängen zu Projektbeginn oder beim Auditieren (Gemba Walk) die Sicherheit auch ein Thema. Unschöne Zustände oder Arbeitsweisen fallen dabei auf und können mitbetrachtet werden. Üblicherweise werden Sicherheitsbelange durch die HSE (Health Safety Environment)-Fachstellen bearbeitet.

Einige namhaften Firmen haben deshalb die 5S-Methode um das sechste S „safety“ (Sicherheit) erweitert zu 6S oder 5S+1. Das sechste S kann durchaus sinnvoll sein für gewisse Aspekte, aber grundlegende Aufgaben wie Arbeitsplatzbewertungen, Gefährdungspotenziale, Biostoffe, REACH-Klassen oder Gerätesicherheit (Bsp. Autoklaven) gehören in den Bereich HSE und sollten dort auch verbleiben. Das sechste S kann diese Fachstelle nicht ersetzen, aber wertvoll und zielführend darin sein, Gefährdungspotenziale aufzudecken bzw. diese zu vermeiden.

Hinsichtlich der Gesetzeslage ist jeder Arbeitgeber rechtlich dazu verpflichtet, die Sicherheit und den Gesundheitsschutz seiner Beschäftigten bei der Arbeit zu gewährleisten. Dazu ist eine an die individuellen Unternehmensverhältnisse angepasste betriebliche Arbeitsschutzorganisation erforderlich. Grundlegend dafür ist die sicherheitstechnische Betreuung durch eine branchenkundige Fachkraft für Arbeitssicherheit.

Voraussetzungen schaffen, um sicher zu Arbeiten

Grundlage für sicheres Arbeiten ist das konsequente und systematische Durchsetzen von Ordnung und Sauberkeit am Arbeitsplatz – und das bis ins kleinste Detail. Diese Tugenden gelten umso, mehr wenn beispielsweise in einem Labor mit aktiven Substanzen (API) umgegangen werden muss.

Hierbei gilt es zum einen

  • Mitarbeiter zu schützen und nicht unnötig länger der Gefahr auszusetzen
  • Kreuzkontamination zu verhindern
  • Reinheit der Substanzen gewähren

Neben den technischen und den räumlichen Voraussetzungen, wie z.B. Safety Cabinets oder Isolatoren, steht und fällt das Resultat mit einer grundlegenden Haltung zu Ordnung und Sauberkeit. Dies führt zu erhöhter Übersichtlichkeit und beispielsweise dazu, unnötige Suchzeiten nach Arbeitsmaterialien zu verringern und Arbeitsabläufe effizient und fehlerfreier zu gestalten sowie qualitativ einwandfreie Ergebnisse sicherzustellen.

Aus den vielen Lean-Bausteinen bietet hierzu die 5S-Methode ein Tool, das sich hervorragend eignet, die Grundlagen für sicheres Arbeiten zu schaffen und/oder permanent zu verbessern.

5S + 1 im Überblick – der Aspekt Sicherheit

Im Folgenden wird ein Überblick über die einzelnen Schritte der 5S-Methode gegeben, sowie ihre Bedeutung im Laborumfeld hinsichtlich des Aspektes Sicherheit in der Praxis mit hilfreichen Tipps aufgezeigt.

1. Sortieren (seiri)

© profact

Abb. 2 Im ersten Schritt von 5S (Sortieren) hat sich die Vorgehensweise nach dem Ampelfarbensystem bewährt.

Der erste Schritt beinhaltet die Entscheidung „brauch ich“, „brauch ich vielleicht“, „kann weg“, dabei bedeutet „brauch ich“ die Verwendungshäufigkeit (häufig, mittel, selten, Anzahl). Hier geht es nun darum, alle Materialien, Chemikalien und Gerätschaften hinsichtlich ihrer Einsatzfähigkeit zu prüfen. Dies in allen Schränken, Schubladen, Gestellen und allen Räumlichkeiten.

Bewährt hat sich die folgende Vorgehensweise zur Sortierung nach dem Ampelfarbensystem (siehe Abb. 2):

  • Grün: Material/Device, das bleibt, wiedereinräumen
  • Gelb: Material/Gerät nicht klar, 3-6 Monate zwischenlagern, bei Nichtgebrauch in der Zeitspanne dann entsorgen
  • Rot: Material/Gerät sofort entsorgen

Aspekt Sicherheit

Prüfen der Kabel auf Quetschstellen, Prüfen von Erdungsverbindungen, Schutzbrillen vorhanden und i.O., Schläuche einwandfrei, abgelaufene Chemikalien usw.

Praxistipp

  • Wenn im Rahmen vom 1. S die Schränke schon leergeräumt sind, dabei auch Reinigen!
  • Braucht gute Vorbereitung wie Entsorgungs-Container, Reinigungsutensilien, Beschriftungsmaterial usw.
  • Diese Aufräumaktion ist zeitlich nicht zu unterschätzen. Rechnen Sie pro Laborraum mit ca. ½­–1 Tag.

2. Sichtbare Ordnung schaffen (seiton)

© profact

Abb. 3 Im dritten Schritt von 5S geht es darum, sichtbare Ordnung zu schaffen.

Hierbei gilt es, einen festen Platz für alle Materialien vorzusehen (Abb. 3):

  • Material/Gerät: Welches bleibt, nun mit System einräumen und platzieren
  • Überlegen wo & wie lagern
  • Beschriftungen/Bilder anbringen 

Aspekt Sicherheit

Beim Wiedereinräumen von Materialien oder ggf. Neuaufstellung von Gerätschaften besonders auch auf Ergonomie achten. Sind alle Schalter und Steckdosen so angebracht, dass sie bei auslaufenden oder verspritzenden Flüssigkeiten keine Gefahrenquelle darstellen? Sind Steckdosenleisten betriebssicher montiert? Wie sind die Prozesse beim Gefahrstoffhandling?

© Mettler-Toledo, mit freundlicher Genehmigung

Abb. 4 Durch geschickte Anordnung der Analysegerätschaften könnten Wege-/Transportzeiten minimiert werden, so dass ein Workflow entstehen kann.

Praxistipp

In diesem Zusammenhang bietet sich auch die Gelegenheit an, das leidige Thema Verkabelung sauber zu lösen. Nehmen Sie sich dazu die notwendige Zeit. Ihre Elektrofachkräfte im Hause haben die praktischen Dinge wie Spiralkabel, Kabelschläuche oder Kabelboxen.

Im 2. S erfolgt auch die Überlegung wo und wie die Gerätschaften optimal platziert werden können. Durch eine ungünstige Anordnung entstehen viel Wege-/ Transportzeiten. Dies kann auch mit einem Spaghetti-Diagramm visualisiert werden [siehe 3, Abb. 3 Arbeitsfluss]. Nach Möglichkeit sollen die Wege-/ Transportzeiten durch geschickte Anordnung der Analysegerätschaften minimiert werden, so dass ein Workflow entstehen kann (Abb. 4). Neben Sicherheitsaspekten können dabei auch wesentliche Effizienzgewinne erzielt werden.

3. Sauberhalten (seiso)

Eigentlich ist das Thema Sauberkeit im Labor per se ein Thema, so dass eine 5S-Methode hierfür nicht nötig sein sollte. Aber in vielen Laboren ist der gute alte Labordienst leider verloren gegangen. Es müssen daher Zuständigkeiten definiert werden, Zyklen festgelegt und die Art der Reinigungen festgelegt werden.

Sehr bewährt haben sich dabei auch Check-/Kontroll-Listen (manuell oder auf Tablet), wobei die Frequenz erwähnt wird, z.B. nach Gebrauch, täglich, wöchentlich etc., sowie wie und womit gereinigt werden soll.

Aspekt Sicherheit

Vielfach ist zu erwähnen, dass in der Praxis falsche oder nicht zugelassene Reinigungsmittel eingesetzt werden. Oder es werden in GMP-Zonen Materialien zur Reinigung verwendet, die Partikel erzeugen können und damit im Monitoring zu Auffälligkeiten führen

Praxistipp

Einmal jährlich auch „Überkopf“-Reinigungen durchführen, wie auf den Schränken, dem Lüftungskanal, an abgehängte Decken etc.

4. Standardisieren (seiketsu)

Regeln und Standards sind wichtig, damit Ordnung, Sauberkeit und Verbesserungen nachhaltig sind. Auch für die Sicherheit sind Standards von Bedeutung, wie z.B. das Tragen von Schutzkleidung.

Ein Standard dient dazu, um etwas auf die beste, einfachste und sicherste Art und Weise zu tun:

  • Standplätze/Zonen definieren und dokumentieren
  • Standard bekanntmachen und Mitarbeiter schulen
  • Auch Schreibplätze miteinbeziehen!

Praxistipp

Dies gilt auch für das Büro Laborleiter/Teamleiter! Sie können nicht von Ihren Mitarbeitern diese Anstrengungen verlangen und selbst kein Vorbild sein.

5. Standards einhalten und stetig verbessern (shitsuke)

© profact

Abb. 5 Um im 5.S Ordnung und Sauberkeit aufrecht zu erhalten, sollten 5S-Audits mindestens 2 x jährlich eingeplant sein.

Damit Ordnung und Sauberkeit aufrechterhalten werden, ist viel Disziplin erforderlich. Entsprechende 5S-Audits sollen mindestens 2 x jährlich eingeplant sein. Dies kann abteilungsübergreifend geschehen, im Sinne über Kreuz auditieren, oder auch durch Ihre Lean-Organisation ausgeführt werden. Abweichungen werden hiermit konsequent nachverfolgt (Abb. 5):

  • Audits zur Aufrechterhaltung einführen
  • Stetige Verbesserungen vorsehen
  • Auch neue Mitarbeiter miteinbeziehen

6. S: Sicherheit

Wie eingangs schon erwähnt, gehen einige Organisationen einen Schritt weiter und ergänzen die klassische 5S-Methode mit dem 6. S für Sicherheit im Labor.

© profact

Abb. 6 Im 6. S ist es wichtig, ein Auge für unsichere Zustände/Arbeitsweisen entwickeln.

Es geht hier darum, einen vertieften Blick auf die Gegebenheiten zu werfen, die normalerweise beim Sicherheits-Audit oder Rundgang nicht betrachtet werden können oder zu wenig konsequent berücksichtigt werden. So wären am Beispiel des Sammelbehälters für Lösungsmittel (wie in Abb. 6 zu sehen) etwa die Fragen zu stellen: Auffangwanne i.O? Erdungsklemmen fest und weisen keine Korrosion auf usw. Weiter ist es wichtig, ein Auge für unsichere Zustände/Arbeitsweisen entwickeln. Ggf. kann dies mit Poka Yoke-Methoden (jap., dt. „unglückliche Fehler vermeiden“) verhindert werden.

Praxistipp

Den Punkt Sicherheit als Agendapunkt beim Gemba Walk berücksichtigen und beim täglichen Huddle Meeting ansprechen unter dem Punkt Sicherheit am Lean/SQCD-Board.

Abschließend noch mein besonderer Tipp: Um Ihren nächsten „Sicherheits-Tag“ einmal etwas anders zu gestalten, führen Sie ihn im Sinne von „Trainings of the other kind”, als interaktives Theaterstück durch. Dies ist bestimmt nicht langweilig und erhöht die Aufmerksamkeit ganz wesentlich [4].

Fazit

Die Anwendung von Lean-Methoden wie 5S+1 im Labor stellt also in sich keinen Widerspruch dar, vielmehr helfen diese, die Voraussetzungen zu erhöhen, um sicheres Arbeiten zu gewährleisten. Als Resultat der 5S+1-Bemühungen entstehen somit saubere, sichere und effiziente Arbeitsplätze. Persönliches Schutzmaterial ist geschickt platziert, das bedeutet weniger Suchen/Holen und dafür mehr Zeit zu haben, um konzentriert arbeiten zu können. Die Gewähr für Sauberkeit am Arbeitsplatz ist gegeben und klar geregelt. Die Erfolge werden sichtbar. Klare und übersichtliche Prozesse und helfen auch zur Auditierung seitens der Behörden oder beim Kundenaudit. Um die Skepsis der Betroffenen zu berücksichtigen kann die Begleitung durch Fachstellen für „Change Management“ sinnvoll sein.

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Kategorie: Labormanagement | Lean Laboratory

Literatur:
[1] Osada, T. (1991) The 5S’s: Five Keys to a Total Quality Environment, Tokyo, Asian Productivity Organisation
[2] Gap, R., Fisher, R., Kobayashi, K. (2008) Implementing 5S within a Japanese context: an integrated management system, Management Decision, 46(4), 565-579, DOI: 10.1108/00251740810865067
[3] Studer, E. (2015) „Work smarter not harder“ – Lean methods come to the lab…at last! q&more 2, 22-27, (German version: “Work smarter not harder – Lean-Methoden ziehen ins Labor ein… endlich!“), online version: https://q-more.chemie.de/q-more-artikel/208/work-smarter-not-harder.html
[4] Theater interaktiv, München: https://www.theater-interaktiv.net/

Publikationsdatum: 23.12.2020

Fakten, Hintergründe, Dossiers

  • Workflow-Management
  • hochaktive Substanzen
  • Audits
  • Gemba Walk
  • Change Management

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    Dipl. Ing. Erwin Studer

    Erwin Studer, Jahrgang 1959, studierte Maschinenbau an der University of Applied Sciences in Bern. Im Anschluss war er lange Zeit in der pharmazeutischen Industrie tätig. Nebst den Tätigkeiten als Fabrikplaner befasste er sich schon sehr früh mit der Planung und dem Bau von Laborgebäuden. E ... mehr

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