Bausteine moderner Produktionssysteme - Call-a

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Call-a-Consultant
Bausteine moderner
Produktionssysteme
Ausarbeitung auf Basis der Master-Thesis
„Renaissance der Methoden und Werkzeuge auf Basis
von Produktionssystemen im industriellen Einsatz“
mit der Steinbeis-Hochschule Berlin
Dipl.-Wirtschafts-Ing. (FH)
Stefan Häck, MBA
vom 09. März 2007
Bausteine moderner Produktionssysteme
Vorwort
Eine Zeit des Individuums
Die Zeit ist reif für Veränderungen
Die traditionelle Produktion vieler Unternehmen ist und war geprägt von den Gedanken gebrauchsfertige Waren auf die Konsum- und Investitionsgütermärkte zu
bringen („ready made“).
Vorrangige Rolle hierbei spielte die Verfügbarkeit, Preis und Qualität der Produkte
auf den richtigen Märkten. Die Kundenbedürfnisse und –wünsche wurden zyklisch
ermittelt und das Folgeprodukt entsprechend diesen Vorstellungen angepasst. Der
Kunde bediente sich meist aus einem Sortiment aus Fertigwaren.
Die Herausforderung der Zukunft wird vor allem sein den Kunden individuell bedienen zu können. Ein leichtes Bestellen aus einer großen Produktvielfalt mit der
Möglichkeit zur Individualisierung des Produktes werden die Unternehmen der
Zukunft bewältigen müssen („easy order“).
Dabei geht es darum eine immer größere Vielfalt bei geringen Stückzahlen kostengünstig herstellen zu können. Es sind die Dinge gefordert, die dem Geschmack
und den Vorlieben des Einzelnen entsprechen. Der Markt der Individuen wird der
Größte sein. Der Personal-Order-Bereich wie auch der Customizing-Bereich (Individualisierung des Produktes) sind die wachsenden Märkte von morgen.
Diesen wachsenden Herausforderungen lässt sich mit einem modernen Produktionssystem begegnen. Prinzipien von modernen Produktionssystemen führen zu
Steigerungen der Zuverlässigkeit, Flexibilität, Sicherheit, Effizienz, Marktanteilen,
Rentabilität und die Fähigkeit eine große Anzahl von Varianten managen zu können.
www.call-a-consultant.de
2
Inhaltsverzeichnis
Vorwort ................................................................................................ 2
Inhaltsverzeichnis .............................................................................. 3
Abbildungsverzeichnis ...................................................................... 6
Zusammenfassung............................................................................. 7
Definition eines Produktionssystems .............................................. 8
Ursprung der Produktionssysteme ................................................................. 8
Lean Production ................................................................................................ 8
Das Toyota Produktionssystem........................................................ 8
Die sieben Arten der Verschwendung (Muda) ................................................ 9
Die Rahmenbedingungen des Toyota Produktionssystems ....................... 10
Struktur des Toyota Produktionssystems .................................................... 11
Poka Yoke ..................................................................................................... 13
Visuelles Management .................................................................................. 13
Total Productive Maintenance Konzept (TPM) .............................................. 13
Jidohka - Autonomation ................................................................................. 13
Einfache IT-Systeme ..................................................................................... 13
Standardisierung............................................................................................ 14
5S-Methode ................................................................................................... 14
Andon Anzeige .............................................................................................. 14
SMED ............................................................................................................ 15
Lean Layout ................................................................................................... 15
One-Piece-Flow ............................................................................................. 15
Kanban .......................................................................................................... 15
Just-in-time (JIT)............................................................................................ 15
Heijunka......................................................................................................... 15
Produktionsplanung im Toyota Produktionssystem ................................... 16
Aktueller Stand eines modernen Produktionssystems ................ 19
Die zweite Ebene eines modernen Produktionssystems............................. 21
3
Arbeitsstrukturen und zielorientierte Mitarbeiter ......................................... 23
Führung ......................................................................................................... 24
Aufgaben und Rollen ..................................................................................... 26
Entwicklung von Mitarbeitern ........................................................................ 27
Gruppenarbeit................................................................................................ 29
Arbeitssicherheit und Umweltbewusstsein..................................................... 31
Produktion im Fluss........................................................................................ 32
Pull-Produktion .............................................................................................. 33
Fließfertigung................................................................................................. 34
Adressen und Stellflächen ............................................................................. 35
Produktion in Taktzeit .................................................................................... 36
Stückzahlenmanagement .............................................................................. 37
SMED ............................................................................................................ 37
Autonomation................................................................................................. 38
Lean Layout ................................................................................................... 39
Sichere Prozesse und Produkte..................................................................... 40
Schnelle Problemerkennung und Fehlerbeseitigung ..................................... 41
Stabile Prozesse und Produkte...................................................................... 43
Kundenorientierung intern/extern................................................................... 45
Kontinuierliche Verbesserung ....................................................................... 47
Beseitigen von Verschwendung..................................................................... 48
KVP – kontinuierlicher Verbesserungsprozess .............................................. 50
Problemlösungstechniken.............................................................................. 52
Standardisierung............................................................................................. 54
Standardisierte Methoden.............................................................................. 55
Standardisierte Prozesse............................................................................... 56
Visuelles Management .................................................................................. 57
Lernen/Innovation ........................................................................................... 58
Benchmark..................................................................................................... 59
Organisationsaufbau...................................................................................... 60
Struktur für Innovation ................................................................................... 61
Projektmanagement....................................................................................... 61
4
Monitoring........................................................................................................ 62
Umsetzungsgrad des Produktionssystems .................................................... 63
Leistungsgrad ................................................................................................ 65
Entwicklung des Systems .............................................................................. 67
Die Produktionsplanung und -steuerung....................................... 68
Ziele und Aufgaben der PPS .......................................................................... 69
Produktionsplanung ....................................................................................... 71
Bestandsplanung und -steuerung .................................................................. 72
Produktionsbedarfsplanung ........................................................................... 74
Termin- und Kapazitätsplanung ..................................................................... 75
Konzepte der Fertigungssteuerung................................................................ 76
Abgrenzung eines Produktionssystems zu einem PPS............................... 78
Der Aufbau eines Produktionssystems.......................................... 79
Die strategischen Produktionsziele für das System ....................................... 79
Auswahl der Werkzeuge für die Einführung eines modernen
Produktionssystems....................................................................................... 80
Quellen .............................................................................................. 82
5
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Grundsätze und Werkzeuge des Toyota
Produktionssystems........................................................................12
Abbildung 2: Produktionsplanung im ToyotaProduktionssteuerungssystems [2] .................................................17
Abbildung 3: Erste Ebene eines modernen Produktionssystems............................19
Abbildung 4: Zweite Ebene eines modernen Produktionssystems..........................21
Abbildung 5: Modernes Produktionssystem vollständig ..........................................22
Abbildung 6: Modellsichten auf PPS im Unternehmen............................................69
Abbildung 7: Kreuzmodell betriebswirtschaftlicher und technischer
Integrationspfade [9] .......................................................................70
Abbildung 8: Einsatzgebiet eines Produktionsprogramms ......................................71
Abbildung 9: Lage von Kundenentkopplungspunkten [11] ......................................73
Abbildung 10: Produktionsbedarfsplanung [12] ......................................................74
Abbildung 11: Termin und Kapazitätsplanung [13]..................................................75
Abbildung 12: Konzepte der Fertigungssteuerung [14] ...........................................76
Abbildung 13: Ziele eines Produktionssystems.......................................................79
Abbildung 14: Einfluss der strategischen Produktionsziele auf das
System............................................................................................80
6
Zusammenfassung
Diese Ausarbeitung „Bausteine modernen Produktionssysteme“ wird einen Einblick geben wie erfolgreiche Unternehmen ihre Produktion strukturieren und
organisieren, um den steigenden Anforderungen des Wettbewerbs erfolgreich zu
begegnen.
Traditionelle Arbeitsorganisationen sind häufig geprägt durch die Trennung von
Technologien und Funktionen, was meist zu einem Denken führt, in dem die einzelnen Bereiche optimiert werden ohne die gesamte Wertschöpfungskette zu betrachten. Notwendig jedoch ist die Orientierung an der Effizienz der gesamten
Wertschöpfungskette.
Immer mehr erfolgreiche Firmen verwenden daher ein modernes Produktionssystem.
In dieser Projektstudienarbeit wird zunächst auf den Ursprung von Produktionssystemen eingegangen - dem Toyota Produktionssystem und dessen Rahmenbedingungen.
Im folgenden Kapitel findet sich die Weiterentwicklung des Toyota Produktionssystem in aktuellen Märkten. Basis hierfür sind verschiedene moderne Produktionssysteme, die in erfolgreichen Firmen eingesetzt werden.
Als wesentlicher Aspekt stellt das darauf folgende Kapitel den Stand der Technik
von eingesetzten Produktionsplanungs und –steuerungssystemen (PPS-Systeme)
dar. Die Schnittstelle der meist EDV-basierten PPS Systeme mit dem Produktionssystem ist ein grundlegend für den Aufbau eines Produktionssystems.
Im letzten Kapitel werden die Grundlagen für die Konzeption und Einführung eines
Produktionssystems, inklusive dessen Zieldefinition, dargestellt.
7
Definition eines Produktionssystems
Ursprung der Produktionssysteme
Interessanterweise taucht der Begriff Produktionssystem weder im Duden noch in
Microsofts Encarta auf. Klarheit schafft hier die deutsche Wikipedia mit der folgenden Definition:
„Ein Produktionssystem stellt neben den Maschinen, Betriebsmittel (Produktion),
Produktionsstätten, etc. auch das Regelwerk und die Methode dar, nach denen
bestimmte Prozesse in der Produktion geführt werden. Es wird je nach Bedürfnis
unternehmensspezifisch erstellt. Unternehmensübergreifend bekannt ist vor allem
das Produktionssystem von Toyota.“ [1]
Lean Production
Das Toyota Produktionssystem ist auch unter den Begriffen Lean Production oder
schlanke Produktion bekannt.
Der Begriff schlanke Produktion wurde im Team von Womack, Jones und Ross im
International Motor Vehicle Programm geprägt und als "MIT Studie" bekannt. Basierend auf den Ergebnissen dieser Benchmarking-Studie der Automobilindustrie
erlangten japanisch geprägte Formen der Produktionsorganisation und insbesondere das Toyota Produktionssystem (TPS) eine hohe Aufmerksamkeit.
Das Toyota Produktionssystem
Dieses Produktionssystem zeichnet sich durch einige revolutionäre Ausprägungen
aus, die Toyota einen derartigen Produktivitätsschub gaben, so dass die übrigen
Hersteller und die Zulieferer bestrebt waren das System so schnell wie möglich
kennen zu lernen und zu adaptieren. Die grundlegenden Konzepte und Methoden
wurden daraufhin teilweise oder komplett unter vielen verschiedenen Namen (z. B.
Lean Production, Lean Manufacturing, Lean Management, Schlanke Produktion)
kopiert, wobei mehr und weniger erfolgreiche Resultate erzielt wurden.
Die beeindruckenden Erfolge Toyotas führten in den vergangenen Jahren dazu,
dass sich vor allem Unternehmen der Automobilbranche intensiv mit den bestehenden Ansätzen auseinandersetzten, um aus den Erfahrungen zu lernen und
darauf aufbauend an die eigene Situation angepasste Modernisierungskonzepte
zu entwickeln.
Das Erreichen von Aufgeschlossenheit bei den Mitarbeitern für tägliche Verbesserungen ist wichtigstes Unternehmensziel im Lean-Production-Ansatz. Ein zentraler
Begriff ist Muda (aus dem Japanischen für Verschwendung). Zur Integration und
Bewusstseinsveränderung der Mitarbeiter gehört es Muda in allen Erscheinungsformen zu erkennen und zu vermeiden.
8
Die sieben Arten der Verschwendung (Muda)
Die in diesem Zusammenhang zu berücksichtigenden sieben Arten der Verschwendung sind:
1. Überschussproduktion: Es wird zu viel oder zu früh produziert.
2. Lagerbestände: Es wird ohne Kundenauftrag produziert, die Produkte werden
zu früh bereitgestellt oder die Fertigung erfolgt in wirtschaftlicher Losgröße und
nicht nach Marktbedarf.
3. Verzögerungen: Bei Weitergabe von bearbeiteten Produkten in ganzen Losen
kommt es zu einer Losgrößenverzögerung, beim Warten eines kompletten Loses vor der Bearbeitung auf einer Maschine zu einer Prozessverzögerung oder
verschiedene
Arbeitssysteme
arbeiten
mit
unterschiedlicher
TaktGeschwindigkeit.
4. Ausschuss: Es werden fehlerhafte Teile produziert oder die Produkte werden
unsachgemäß Bearbeitet.
5. Transporte: Unnötige Transporte tragen nicht zur Wertschöpfung bei.
6. Bearbeitungen: Bearbeitungen stellen Nutzenzuwachs für den Kunden, sondern Verschwendung, da sie vom Kunden nicht bezahlt werden.
7. Bewegungsabläufe: Bei der Bearbeitung von Produkten entstehen unnötige
Bewegungen bzw. ineffiziente Abläufe bei der Bearbeitung von Produkten
durch den Mitarbeiter.
Die Lean-Production Philosophie verfolgt zum einen die Maxime Verschwendungen so gering wie möglich zu halten und zum anderen eine laufende Umgestaltung durch Veränderungen der Prozesse und Systeme bezogen auf die
noch vorhandenen Verschwendungen.
9
Die Rahmenbedingungen des Toyota Produktionssystems
Um den Erfolg des Toyota Produktionssystems nachvollziehen zu können, ist es
notwendig die damaligen Rahmenbedingungen zu kennen. Bei der Konzeption
eines Produktionssystems ist immer die spezifische Ausprägung auf die individuellen Ansprüche notwendig.
Als Begründer des Toyota Produktionssystems gelten Eiji Toyoda und Taiichi Ohno sowie Shigeo Shingo. Die Situation der japanischen Automobilindustrie zu Beginn der fünfziger Jahre erzwang spezifische Maßnahmen, die schrittweise entwickelt und umgesetzt wurden und die überraschende Ergebnisse zeigten. Kennzeichnend für die Situation des Unternehmens Toyota waren folgende Rahmenbedingungen:
•
Ausländische Hersteller waren vom japanischen Markt verbannt.
•
Der japanische Automarkt war durch die herrschende Armut nicht sehr finanzkräftig.
•
Um den Markt stritten sich mehrere japanische Hersteller.
•
Produktionsmaschinen gab es nur für große Betriebe mit hohen Stückzahlen.
•
Toyota musste seinen Mitarbeitern eine Arbeitsplatzgarantie geben.
•
Das zuständige Ministerium MITI verlangte, dass die Autohersteller zu wenigen Unternehmen fusionieren sollten.
Diese Situation regte die Begründer des TPS an ihre unternehmerischen Fähigkeiten einzusetzen und Wege zur Lösung der Probleme zu suchen. Zuerst galt es
für die überdimensionierten Anlagen eine bessere Auslastung zu erzielen. Hindernis war dafür, dass die Fertigung kleiner Lose häufiges Umrüsten erforderte. Die
ersten Versuche mit der Aufforderung an alle Mitarbeiter, die Zeiten für die einzelnen Rüstvorgänge zu reduzieren, waren so erfolgreich, dass sich daraus eine
Produktionsmethode entwickelte, die bahnbrechende Ergebnisse ermöglichte. In
der Folge wurden, aufbauend auf diesen Erkenntnissen, weitere Verfahren für Betriebe entwickelt.
Für die Schlanke Produktion oder das TPS gibt es keine geschlossene Theorie,
was sich auch in einer Vielzahl von Synonymen und sich überschneidenden Begriffen und Ideen widerspiegelt. Es sind vielmehr die einzelnen Grundsätze und
die daran geknüpften Methoden sowie deren unternehmensspezifische Vernetzung, die zu den verschiedenen Ausprägungen führen.
10
Struktur des Toyota Produktionssystems
Die Grundsätze des Toyota Produktionssystems sind:
1. Es wird nur das erarbeitet, was benötigt wird und nur zu dem Zeitpunkt, wann
es benötigt wird, das gilt für die Menge, für die Organisation und für die Produkteigenschaften.
Î Abnehmerorientierte, lagerlose Produktion (Durchlaufzeit)
2. Zu jedem auftretenden Fehler werden mit hoher Priorität die Ursachen gesucht
und Lösungen erarbeitet, um den Fehler zu beseitigen.
Î Fehlerfreie Produktion (Produktqualität)
3. Varianten müssen schnell und ohne erhebliche Störung des Produktionsflusses möglich sein.
Î Variantenreiche Produktion (funktionale Flexibilität)
11
Die Grundsätze und Werkzeuge des Systems sind in der folgenden Abbildung im
Überblick dargestellt:
Produktqualität
Heijunka –
Production Leveling
Poka Yoke
Just-In-Time
Visuelles
Management
Pull Prinzip
Kanban
Fließfertigung
One piece flow
Lean Layout/
Inselfertigung
Autonomation
Jidohka
Basis von
Kaizen
SMED
Durchlaufzeit
TPM - Konzepte
Vermeidung
von Muda
ANDON Anzeige
Process Monitoring
6S
5S/5A
Einfache
IT - Systeme
Standardisierung
Auditierung
Funktionale
Flexibilität
Abbildung 1: Grundsätze und Werkzeuge des Toyota Produktionssystems
In diesem Abschnitt wird auf die Methoden und Werkzeuge des Toyota Produktionssystems eingegangen, die als Voraussetzung für eine erfolgreiche Umsetzung der Lean Production Philosophie dienen. Wie eingangs erwähnt stellt
auch das Produktionssystem von Toyota nur einen Erfolg dar, wenn alle Instrumente miteinander vernetzt und aufeinander abgestimmt sind. Die zentralen Gedanken der Vermeidung von Verschwendung und der kontinuierlichen Verbesserung haben alle Methoden gemein. Darauf basierend entwickelten sich unterschiedliche Werkzeuge.
12
Produktqualität
Poka Yoke
Ausgangsbasis für Poka Yoke ist die Erkenntnis, dass kein Mensch und auch kein
System in der Lage ist, unbeabsichtigte Fehler vollständig zu vermeiden. Mit Poka
Yoke wird meist durch einfache und wirkungsvolle Systeme dafür gesorgt, dass
Fehlhandlungen im Fertigungsprozess nicht zu Fehlern am Endprodukt führen.
Dabei zielt Poka Yoke auf den Einsatz von meist technischen Hilfsmitteln. Diese
Lösungen sind meist kostengünstig und sofort einführbar.
Um auch ein weiteres Auftreten von einmal entdeckten Fehlern ausschließen zu
können, wird Poka Yoke in Verbindung mit einer Inspektionsmethode, der Source
Inspection eingesetzt. Poka Yoke in Kombination mit der Source Inspection ergeben die Methodik des Poka Yoke Systems.
Visuelles Management
Alle Gegenstände müssen in einer Art und Weise erfasst werden, die jede beliebige Person unter allen Umständen und ohne Vorinformationen in die Lage versetzt, die Situation vor Ort zu beurteilen. Insbesondere die Führungskräfte müssen
vor Ort an den Gegenständen ablesen können, wie der Stand der Produktion ist
(zu langsam, zu schnell), um darauf mit Maßnahmen zur Problemlösung reagieren
zu können.
Total Productive Maintenance Konzept (TPM)
TPM ist ein Konzept, welches hilft die Produktionsanlagen sehr effektiv zu nutzen.
Effektiv nutzen heißt dabei, dass die Produktionsanlagen störungslos laufen und
fehlerfreie Produkte produziert werden können, ohne dass es zu ungeplanten Stillständen kommt. Dabei aktiviert TPM die vorhandenen Mitarbeiterpotenziale und
optimiert die Arbeitsabläufe.
Jidohka - Autonomation
Hierbei handelt es sich um eine Form der Automatisierung mit Fehlererkennungssensoren. Dabei ist das Ziel die Handhabung einer Maschine vom Menschen zu
entkoppeln. Toyota war ein Pionierunternehmen in der Entwicklung und dem Einsatz von intelligenten Maschinen, d. h. Maschinen, die in der Lage sind Fehler
selbstständig zu erkennen.
Einfache IT-Systeme
Einfache IT-Systeme generieren simple und leicht verständliche Lösungen, die
auch in den Anforderungen bzgl. Handhabbarkeit und Wartung Flexibilitätsvorteile
gegenüber den zum Teil sehr komplexen Anwendungen einiger großer Softwarehersteller bieten.
13
Funktionale Flexibilität
Standardisierung
Beschreibung einer Arbeitsmethode, mit der die Arbeit auszuführen ist. Standards
sichern zu jedem Zeitpunkt eine einheitliche Arbeitsausführung und sind somit
Voraussetzung für eine einheitliche Qualität. Die Mitarbeiter aller Schichten müssen den Standard kennen und in seiner Anwendung trainiert sein. StandardMethodenblätter beschreiben und visualisieren die Arbeitsreihenfolge so genau,
dass ein ungeübter Mitarbeiter den Ablauf ohne Erklärung reproduzieren kann (mit
allen wichtigen Qualitäts- und Sicherheitshinweisen sowie Angabe der maximalen
Bestände).
Standardisierte Arbeitsprozesse sind gleichzeitig die Ausgangsbasis für Verbesserungen. Denn wegen der konstanten schrittweisen Ausführung der Arbeitsfolge
werden Probleme sofort sichtbar. Der Teamleiter und seine Team-Mitglieder können die Probleme schnell identifizieren und beseitigen.
5S-Methode
Dabei handelt es sich um ein fünfstufiges Verfahren zur Verbesserung der Arbeitsplatzeffizienz. Aus dem Japanischen, für:
•
Seiri (Strukturieren, d.h. Aussortieren)
•
Seiton (Systematisierung, d.h. Ordnung)
•
Seiso (Reinigung, d.h. Sinn für Sauberkeit)
•
Seiketsu (Standardisierung, d.h. Standards setzen)
•
Shitsuke (Selbstdisziplin, d.h. Disziplin halten)
Diese fünf Schritte stellen eine systematische und sehr einfach umsetzbare Lösung dar, um am Arbeitsplatz und folglich im gesamten Produktionsbereich Ordnung zu schaffen, zu halten und Abläufe weiter zu verbessern. Zuerst werden alle
unnötigen Dinge am Arbeitsplatz aussortiert und auf Ordnung und Sauberkeit geachtet. Darauf aufbauend werden Standards gesetzt und mit dem nötigen Maß an
Selbstdisziplin stetig weiter optimiert.
Andon Anzeige
Andon ist die Methode eine selbsterklärende Symbolik zu erstellen, die zur Vermittlung von Funktionen und Abläufen an einer Maschine bzw. einem Prozess geeignet ist. Die Andon Anzeige ist ein Teil des Visuellen Managements
14
Durchlaufzeit
SMED
Single Minute Exchange of Die, d. h. Rüsten oder Werkzeugwechsel in einer einstelligen Minutenzahl (weniger als 10 Minuten).
Lean Layout
Das Lean Layout wird nach den Gestaltungsregeln in selbststeuernde Produktionsmodule aufgebaut. Diese Modularität sichert hohe Varianten- und Volumenflexibilität und gewährleistet, dass Arbeitsplätze in einem vervielfältigbaren Raster
definiert sind. Sämtliche Medienführungen, Werkzeuge und Vorrichtungen, Transportwege, Materialbereitstellungspunkte, die Beleuchtung und Bodenmarkierung
sind nach den Ansätzen des Visual Management wahrnehmbar und ergonomisch
abgestimmt.
One-Piece-Flow
Je größer das Los ist, desto mehr Teile warten bzw. lagern, bis das Los vollständig abgearbeitet ist. „One-Piece-Flow“ (Einzelstückfluss bzw. -weitergabe)
bedeutet eine Losgröße von 1 und verhindert diese Verzögerungen.
Kanban
Japanisch für Anweisungskarte oder Signal. Wenn eine Synchronisierung im kontinuierlichen Fluss unmöglich ist (bauliche oder örtliche Gründe oder Zulieferung
durch Lieferanten), wird das Pull-Signal durch Kanban-Systeme übertragen.
Just-in-time (JIT)
Als Ausprägung des Pull Systems ist JIT ein wirtschaftliches Konzept mit dem Ziel
Anlieferung und Fertigung erst bei Bedarf auszuführen. Dabei ist ein hohes Maß
an Termintreue und die Vorhersagbarkeit des Materialverbrauchs erforderlich.
Heijunka
Aus dem Japanischen - Ausbalancierte Produktion / Nivellierte Produktion / Produktionsglättung. Die Produktionsmenge wird in kleine Tageslose aufgeteilt. Hiermit wird der schwankenden Nachfrage des Marktes und dem Variantenreichtum
bei optimaler Ressourcennutzung Rechnung getragen.
15
Produktionsplanung im Toyota Produktionssystem
Eine Produktionsplanung muss aus zwei Blickwinkeln betrachtet werden:
1. Wie genau lässt sich der Bedarf ermitteln?
2. Wie gut kann die Nachfrage mit dem Produktionsplan in Übereinstimmung gebracht werden?
Wenn die Produktion nur auf rein spekulativen Vorhersagen basiert, dann können
diese Anforderungen relativ leicht durch entsprechende Lagerhaltung erfüllt werden. Wenn das Ziel aber eine pufferfreie und lagerlose Fertigung ist, dann ist die
Planung mehr als eine Herausforderung. Abbildung 2 zeigt die Vorgehensweise
von Toyota.
Von nicht zu vernachlässigender Bedeutung ist allerdings, dass die Produktionsplanung und das Informationssystem bestens aufeinander abgestimmt sind. Die
Produktionszahlen im Jahresplan bauen ausschließlich auf den Ergebnissen der
Marktforschung auf. Auch die Einplanung der monatlichen und wöchentlichen
Produktion richtet sich noch vollständig nach der Vorhersage; doch die täglichen
Produktionseinplanungen werden ausschließlich durch die Aufträge bestimmt.
Der Kunde möchte sein Fahrzeug zwar schon möglichst kurzfristig nach der Bestellung fahren können; aber der gesamte Produktionsdurchlauf – vom Einzelteil
bis zur endgültigen Fertigstellung – dauert doch etwas länger, so dass das Toyota
Produktionssteuerungssystem tatsächlich aus einer auf Vorhersagen und realen
Aufträgen beruhenden, zeitlich gestaffelten Planungskombination besteht, deren
Genauigkeitsgrad ständig zunimmt.
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auftragsbezoggene
Fertigung
kundenrelevante
Durchlaufzeit
kundenanonyme Produktionsvorhersage
Abbildung 2: Produktionsplanung im Toyota-Produktionssteuerungssystems [2]
17
Im Laufe des Jahres werden die langfristigen Pläne den monatlichen Produktionserwartungen angepasst. Bei vielen Firmen ist eine Änderung der Monatsplanung
nur während eines eng begrenzten Zeitraumes nach der Festlegung möglich, und
danach wird der Produktionsplan unverändert bis zum Inkrafttreten des nächsten
Monatsplanes ausgeführt. Bei dieser Vorgehensweise kann sich mit der Zeit eine
Lagerhalde von Halbfabrikaten und Fertigprodukten aufbauen, die nicht der tatsächlichen momentanen Marktnachfrage entspricht. Die Methode von Toyota ist
zwar ähnlich, aber wesentlich genauer und flexibler gehandhabt. Je näher ein
Produktionstag auf dem Kalender rückt, desto mehr wird die Produktionseinplanung gezielt dem tatsächlichen Bedarf für diesen Tag angepasst.
Die Produktionsreihenfolge in der Endmontage wird täglich der tatsächlichen Auftragslage entsprechend festgelegt, wobei die kurzfristigen Änderungen völlig problemlos den auf Flexibilität eingestellten vorgelagerten Arbeitsprozessen über Kanban Karten zufließen.
Frühe Prozesse – wie beispielsweise das Tiefziehen von Karosserieblechen und
ihre weitere Bearbeitung bis hin zum kompletten Karosserierohbau – sind bei den
jeweiligen Modellreihen identisch. Erst die Modellpaket- und Farbwünsche des
Kunden bestimmen den spezifischen Montageteileabruf von der Einzelfertigung
über die Vormontagen bis zur Endmontage. Die auftragsbezogene Fertigung greift
erst im Stadium der Bearbeitung, in dem individuelle Kundenwünsche berücksichtigt werden müssen, z. B. die Farbgebung und die Ausstattung.
Zusammengefasst koordiniert Toyota genaue Produktionsvorhersagen mit auftragsbezogener Planung, je mehr sich die Fertigstellung der Endmontage nähert.
Diese flexible Planungsmethode erlaubt in Verbindung mit der täglichen Feinabstimmung des Modell-Mix in der Endmontage tatsächlich eine auftragsbezogene
Produktion, die auch den Anforderungen der lagerlosen Produktion genügt.
18
Aktueller Stand eines modernen Produktionssystems
Aktuelle Produktionssysteme beinhalten weiterhin die elementaren Grundsätze
des Toyota Produktionssystems, sind aber in der Anzahl der Methoden gewachsen und sind feingliedriger geworden. Die Basis ist in nahezu jedem Produktionssystems gleich und ist in der Abbildung 3 ersichtlich.
Abbildung 3: Erste Ebene eines modernen Produktionssystems
Die Inhalte im Überblick:
Arbeitsstrukturen und zielorientierte Mitarbeiter
Im Baustein Arbeitsstrukturen und zielorientierte Mitarbeiter finden sich die Struktur und die Rahmenbedingungen der gemeinsamen Arbeit wieder. Fokus liegt hier
auf dem Führungsstil, den Verantwortlichen, die Mitarbeiterförderung und
-entwicklung, die Arbeitsabläufe und die notwendige Infrastruktur.
Produktion im Fluss
Durch den Baustein Produktion im Fluss wird die Bahn und die Strömungsmenge
(Strömungsgeschwindigkeit) bestimmt. Dazu müssen die vorgelagerten mit den
nachgelagerten Prozessen synchronisiert werden. Der Ausdruck fließen ist in diesem Zusammenhang sehr wichtig. Der Fluss darf nicht ins Stocken kommen. Dies
gilt nicht nur für die Bearbeitung, das Material und die Mitarbeiter sondern auch für
die Informationen. Dies bildet die Basis für die kontinuierliche Verbesserung.
19
Sichere Produkte und Prozesse
Das Produkt ist der Extrakt der gesamten Unternehmensaktivitäten. Die Qualität
des Produktes wird durch die Qualität der Mitarbeiter, die Qualität der Anlagen, die
Qualität der Methoden und die Qualität der Informationen bestimmt. Mangelnde
Produktqualität kann für das Unternehmen tödlich enden. Für den Baustein sichere Produkte und Prozesse stehen hier die Elemente „schnelle Problemerkennung
und Fehlerbeseitigung“, „stabile Prozesse und Produkte“ sowie eine „interne und
externe Kundenorientierung“ im Fokus.
Kontinuierliche Verbesserung
Der Baustein kontinuierliche Verbesserung versetzt die Organisation in die Lage,
auf die wachsenden Ansprüche des Marktes in einem sich verändernden Unternehmensumfeld zu reagieren. Rahmenbedingungen sind kürzer werdende Produktlebenszyklen und die permanente Weiterentwicklung von Maschinen und Produktionsprozessen, was zu einer zunehmenden Komplexität führt. Die Mitarbeiter
müssen dabei in die Lage versetzt werden, ihre individuellen kreativen Fähigkeiten
zur Verbesserung einzubringen, und bereit sein, flexibel auf Veränderungen zu
Reagieren um damit das Unternehmen zu optimieren und voran zu treiben.
Standardisierung
dass ein ungeübter den Ablauf ohne Erklärung reproduzieren kann (mit allen wichtigen Qualitäts- und Sicherheitshinweisen sowie Angabe der maximalen Bestände).
werden Probleme sofort sichtbar. Der Teamleiter und seine Teammitglieder können die Probleme schnell identifizieren und beseitigen.
Lernen/Innovation
Der Baustein Lernen/Innovation geht einen Schritt über die kontinuierliche Verbesserung hinaus, dabei geht es nicht nur darum dass die „Dinge richtig getan
werden“, sondern hier ist es die Herausforderung die „Richtigen Dinge zu tun“.
Ohne eine nachhaltige Erneuerung von Produkten, Prozessen oder sogar der Organisation selbst kann ein Unternehmen nicht auf Dauer erfolgreich sein. Die notwendigen Elemente hierfür sind Benchmark, Organisationsaufbau, Struktur für
Innovation und Projektmanagement.
20
Monitoring
Das Element Monitoring verfolgt zwei Ziele. Einerseits ist es notwendig die Entwicklung des gesamten Produktionssystems in den Dimensionen Umsetzungsgrad
und Leistung zu betrachten. Andererseits muss ein Produktionssystem sich den
ändernden Anforderungen des Marktes beugen und hinterher geführt werden. Ein
Produktionssystem wird ständig weiter entwickelt.
Die zweite Ebene eines modernen Produktionssystems
Die Inhalte der einzelnen Zweige unterscheiden sich bereits deutliche je nach Ausprägung, Marktsegment und Strategie des Unternehmens. In der Abbildung 4 findet sich eine vollständige und detaillierte Aufgliederung der Elemente eines modernen Produktionssystems.
Abbildung 4: Zweite Ebene eines modernen Produktionssystems
Dieses Modell eines modernen Produktionssystems lässt sich noch in die einzelnen, konkreten Werkzeuge untergliedern, was in folgender Abbildung beschrieben
ist.
21
Abbildung 5: Modernes Produktionssystem vollständig
22
Im Baustein Arbeitsstrukturen und zielorientierte Mitarbeiter finden sich die Struktur und die Rahmenbedingungen der gemeinsamen Arbeit wieder. Fokus liegt hier
auf dem Führungsstil, den Verantwortlichen, die Mitarbeiterförderung und
-entwicklung, die Arbeitsabläufe und die notwendige Infrastruktur.
23
Führung
Zielvereinbarung
Die Zukunft wird durch Ziele gestaltet.
Die Inhalte der Zielvereinbarungen werden aus den strategischen Produktionszielen entwickelt. Die Ziele der unterschiedlichen Ebenen werden aus der nächst
höheren abgeleitet und um eigene Ziele ergänzt.
Die Ziele sollten mindestens zweimal jährlich auf ihre Erreichung überprüft werden.
Bei Gruppenarbeit werden auch Gruppenziele vereinbart.
Zu beachten ist, dass die Zahl der vereinbarten Ziele klein gehalten wird, damit die
Schwerpunkte deutlich bleiben.
Alle Ziele sollten abgestimmt, messbar, terminiert, herausfordernd und erreichbar
sein.
Mitarbeiter Feedback
Ein regelmäßiges Mitarbeiter Feedback an die Führungskräfte unterstützt die Zusammenarbeit und entwickelt die Verhaltensweisen.
Nützlich ist ein Gespräch in vorstrukturierter Form, durch einen standardisierten
Feedbackbogen. Die Führungskraft leitet aus den Gesprächen die eigenen Entwicklungsmaßnahmen ab und stellt diese der Gruppe vor.
Check der Standards
Zur Absicherung der Prozesse und Überprüfung der Standards werden Checklisten eingesetzt. Die Checklisten sollen eine Hilfestellung darstellen, im Sinne von
„Egal wer es tut, alle tun es gleich” und erfolgreiche Vorgehensweisen werden
damit übertragen.
24
Regelkommunikation
Neben einer täglichen Schichteinstimmung nehmen sich der Meister und die Mitarbeiter jede Woche 60 Minuten Zeit. Dabei werden die Mitarbeiter frühzeitig über
wichtige Werksthemen, die gemeinsam diskutiert werden, informiert.
Die Schichteinstimmung kann wie folgt aussehen:
Zu Schichtbeginn informiert der Meister seine Mitarbeiter zu tagesaktuellen Themen und ggf. auch über Inhalte der übergeordneten Regelkommunikation im Rahmen von ca. 5 Minuten.
Anwesenheit
Ziel ist es den Gesundheitsstand zu verbessern bzw. auf hohem Niveau zu halten.
Ein wesentlicher Baustein kann das Mitarbeitergespräch durch den Vorgesetzen
im Rahmen von Anerkennungsgesprächen darstellen. In diesen Gesprächen sollen Anregungen zur Verbesserung der Arbeitsbedingungen aufgenommen und
nach Möglichkeit umgesetzt werden.
Darüber hinaus wird das Arbeitsklima durch Verbesserung der Ergonomie wie
auch durch Einbringen von Erkenntnissen in die Planung neuer Arbeitsplätze angehoben.
25
Aufgaben und Rollen
Erstunterweisung
Die Erstunterweisung gibt einen Überblick für neue Mitarbeiter und beschleunigt
die Einbindung in das Arbeitsfeld.
Die Erstunterweisung macht die neuen Aufgaben und Rollen transparent, was die
Identifikation mit dem Unternehmen fördert. Sie gibt Sicherheit in grundsätzlichen
Punkten und Zuständigkeiten.
Folgende Themen können Inhalt der Unterweisung sein:
Überblick über das Unternehmen, das Werk, die Organisationsstruktur, Produkte,
Werkzeuge, Abläufe, Arbeitszeiten, Verhalten im Krankheitsfall usw.
Verantwortlichkeiten
Bei Mitarbeitern mit erweiterten Verantwortlichkeiten werden diese in einem persönlichen Gespräch mit dem Vorgesetzen geklärt. Wesentlich dabei ist, dass ein
klares Bild von dem tatsächlichen Verantwortungsbereich mit Inhalten und den
realen Abläufen geschehen.
26
Entwicklung von Mitarbeitern
Qualifizierung
Fachliche, methodische und soziale Fähigkeiten werden weiterentwickelt. Dabei
ist es notwendig, dass die Qualifizierung bedarfsorientiert und mit konkretem Bezug zur Arbeitsaufgabe stattfindet. Qualifizierungsmaßnahmen finden sowohl extern als auch am Arbeitsplatz durch Kollegen bzw. durch Lernstätten/Lerninseln
wie z. B. Rechner, mit Unterlagen usw. statt.
Die notwendige Qualifizierungen werden gemeinsam mit dem Meister für die
Gruppe festgelegt und mindestens jährlich aktualisiert und die Qualifizierungsmaßnahmen geplant. Die Dokumentation der Qualifizierung findet in einer Qualifizierungsmatrix statt. Für die Durchführung und deren Überprüfung hinsichtlich
des Qualifizierungserfolges ist der Meister bzw. Führungskraft verantwortlich.
Leistungsstandards
Der Leistungsstandard beschreibt die Leistungsvorgabe für die gesamte Gruppe.
Im Standard werden alle direkten und indirekten Aufgaben berücksichtigt. Die
Leistungsstandards werden mit dem Meister / die Führungskraft und der Gruppe
vereinbart. Die Gruppe ist dabei in die Gestaltung der Arbeitsabläufe sowie bei der
Arbeitssicherung eingebunden
Vorschlagswesen
Durch ein betriebliches Vorschlagswesen wird eine aktive Beteiligung der Mitarbeiter bei Verbesserungen, eine aktivere Kommunikation zwischen Vorgesetzten und
Mitarbeitern sowie optimierte Arbeitsplätze und –abläufen erreicht.
Notwendig hierfür ist ein transparenter und geregelter Ablauf für das betriebliche
Vorschlagswesen.
Dies kann wie folgt aussehen:
1. Standardisiertes Formular mit Idee und Lösungsweg
2. Abgabe des Formulars
3. Überprüfung des Vorschlags im Fachbereich
27
4. Umsetzung der Idee gemeinsam mit dem Vorschlaggeber
5. Prämierung der Ideen bzw. Schaffen von Anreizen (z. B. Mitarbeiter mit den
meisten/besten Ideen der Woche/Monats erhält ein Cabrio für ein Wochenende)
Lernstätten/Lerninseln
An den Lernstätten/Lerninseln wird produktionsnah zu den bewältigenden Aufgaben qualifiziert. Ziel dabei ist die schnelle und bedarfsgerechte Vorort Qualifizierung in Eigenverantwortung der Bereiche. Eine Grund- als auch eine Erweiterungsqualifizierung zu Werkzeugen, Prüfmitteln und Vorrichtungen wird dadurch
sichergestellt.
Kennzeichen von Lerninseln ist die räumliche Nähe zur eigenen Gruppe, zum Arbeitsplatz oder zum eigenen Fachbereich. Möglichkeit zur Verwendung von Werkzeugen, Prüfmitteln, Materialien und Standards in der Produktion. Weitergehende
Informationen zu fachlichen, methodischen Inhalten und des Bezuges zur Tätigkeit
im Gesamtkontext.
28
Gruppenarbeit
Gruppenaufgabe
Eine Untergliederung des Fertigungs- und Montageprozesses in Gruppen inklusive Gruppenvergabe von Aufgaben und Verantwortlichkeiten ist in vielen
Fällen sinnvoll.
Dabei kann eine Gruppenaufgabe aus folgenden bestehen:
•
die Ausführung aller direkten Tätigkeiten im Sinne der relevanten und gültigen Arbeitsanweisung inklusive derer Qualitätsansprüche
•
die Aufgaben im Umfeld z. B. Logistik, Nacharbeit, Instandhaltung etc.
•
eine kontinuierliche Verbesserung des gesamten Arbeitsprozesses der
Gruppe
•
die Planungsaufgaben der Gruppe, z. B. Urlaubs-, Freischichtplanung etc.
Gruppensprecher
Der Gruppensprecher ist das Kommunikationsglied zum Meister/Vorgesetzten.
Der Gruppensprecher kann dabei folgende Aufgaben haben:
•
Moderation und Leiten des Gruppengespräches inkl. Dokumentation
•
Gruppenentscheidungen herbeiführen
•
Ansprechpartner für andere Gruppen und Bereiche
Der Gruppensprecher hat in der Regel keine fachliche und disziplinarische Weisungsbefugnis.
Der Gruppensprecher wird aus der Gruppe selbst gewählt (meist mit einfacher
Mehrheit).
29
Gruppengespräche
Die Gruppengespräche werden vom Gruppensprecher vorbereitet, durchgeführt
und nachbereitet. Das Vorgespräch wird mit dem Meister/Vorgesetzten geplant.
Das Gruppengespräch hat das Ziel die Zusammenarbeit, den Produktionsablauf,
die Qualität, die Zielerreichung und die Gruppenentwicklung zu Reflektieren und
zu Verbessern.
Gruppengespräche sind ein- bis zweimal monatlich zielführend.
Gruppenleistung
Ein Verfahren zur Einschätzung der Qualität und Leistung wird die Gruppenarbeit
ständig weiterentwickelt.
Der Stand der Gruppenarbeit wird auf Basis von abgestimmten Qualitäts- und
Leistungskriterien ermittelt. Die Gruppe bewertet dabei den Leistungsstand mithilfe
der Ziele und eines Einschätzungsbogens selbst.
Die Bewertungsergebnisse werden von der Gruppe dokumentiert und auf der
Gruppentafel visualisiert.
Aus den Ergebnissen werden Handlungsfelder abgeleitet und auf dem Maßnahmenblatt dokumentiert und zugehörigen Methoden zugeordnet.
Gruppentafeln
Die Gruppentafeln visualisieren die für die Gruppe relevanten Daten und Kennzahlen, sowie deren Systematik zur Produktionszielsetzung.
Die Gruppentafel
•
dient dem Meister/Vorgesetzten als Arbeitsmittel.
•
zeigt gruppenbezogenen Informationen hinsichtlich: Gruppenzielen, Leistungsstandards, Qualitätsstandards.
•
liefert einen schnellen Überblick über die Zielerreichung.
•
dokumentiert die Gruppenmaßnahmen.
•
ist in der Nähe der Gruppe.
Qualifizierungsmatrix
Die Qualifizierungsmatrix visualisiert das Anforderungsprofil und den Qualifizierungsstand der Gruppe. Im Gruppenanforderungsprofil sind alle aktuellen Aufgaben und Tätigkeiten aufgeführt. Der Qualifizierungsstand und die geplanten
Qualifizierungsmaßnahmen werden für jeden Mitarbeiter dokumentiert.
30
Arbeitssicherheit und Umweltbewusstsein
Richtlinien zur Arbeitssicherheit und zum Gesundheitsschutz
Durch sicheres Gestalten von Anlagen, Einrichtungen und Arbeitsbedingungen
wird ein unfallfreies und gesundes Arbeiten ermöglicht.
Für jeden Mitarbeiter gibt es eine allgemeine Sicherheitserstunterweisung. Sie ist
arbeitsplatzbezogen und wird regelmäßig wiederholt. Über Gefahren und Arbeitssicherheitsmaßnahmen wird im Rahmen von Meisterinfos, Infowänden und Aushängen informiert.
Als Ansprechpartner für Mitarbeiter sind Sicherheitsbeauftragte, Vorgesetzte oder
Sicherheitsfachkräfte ausreichend qualifiziert.
Ergonomische Bewertung von Arbeitsprozessen
Ganzheitliche Bewertungen von Arbeitsprozessen und Arbeitsplätzen werden regelmäßig durchgeführt. Die Mitarbeiter und die Vorgesetzten werden in die Bewertung mit eingebunden. Bei bestehendem Handlungsbedarf wird zeitnah die
Umsetzung geplant und an der Gruppentafel visualisiert.
Abfalltrennung
Zur Einhaltung abfallrechtlicher Regelungen werden beschriftete Behälter entwickelt, bei denen jedem Abfall eine Farbe als gemeinsames Erkennungsmerkmal
zugeordnet wird. In Bereichen mit Gefahrgut stehen spezielle Behälter und Warnhinweise für den sorgsamen und gesetzeskonformen Umgang für Gefahrgüter.
31
Produktion im Fluss
Durch den Baustein Produktion im Fluss wird die Bahn und die Strömungsmenge
(Strömungsgeschwindigkeit) bestimmt. Dazu müssen die vorgelagerten mit den
nachgelagerten Prozessen synchronisiert werden. Der Ausdruck fließen ist in diesem Zusammenhang sehr wichtig. Der Fluss darf nicht ins Stocken kommen. Dies
gilt nicht nur für die Bearbeitung, das Material und die Mitarbeiter sondern auch für
die Informationen. Dies bildet die Basis für die kontinuierliche Verbesserung.
32
Pull-Produktion
Verbrauchsgesteuerte Bereitstellung
Die Belieferung von Teilen in den Bereitstellungsregalen/Supermarkt-PullSystemen entlang der Produktionslinien verläuft nach einer standardisierten Route. Die Route hat festegelegte und beschilderte Haltestellen. An den Haltestellen
werden die Kanban-Karten entnommen und die Supermarkt-Pull-Systeme nach
Verbrauch befüllt. Der Anliefertakt ist abhängig vom Kundentakt.
Kanban-Verfahren
Mit der Kanban-Karte wird die Materialbelieferung ausgelöst. Die Kanban-Karte
liegt üblicherweise im Ladungsträger. Sie enthält alle notwendigen Informationen
für einen eindeute Identifizierung inkl. Bedarfe.
Bei Anbruch eines Ladungsträgers entnimmt der Produktionsmitarbeiter die Kanban-Karte und steckt sie in die Laufschiene am Regal.
Die Kanban-Karte wird durch die verbrauchsgesteuerte Bereitstellung regelmäßig
abgeholt und die Materialversorgung ausgelöst.
Die Belieferung erfolgt in kurzen Abständen der verbrauchsgesteuerten Bereitstellung.
Mittlerweile kann das Kanban-Verfahren durch ein leistungsfähiges IT-System unterstützt werden. Die in der Station benötigten Teile werden dabei auf der Bildschirmmaske dargestellt. Die Bestellung wird direkt auf dem Monitor ausgelöst.
Verbrauchs- und Auffüllverfahren
Durch das Kanban-Verfahren wird versucht die Produktionslinie zeit- und mengenoptimal zu beliefern. Das vorrangige Ziel dabei ist ein möglichst geringer Materialbestand unter Beachtung des Sicherheitsbestandes. Auslöser hierfür können
sein:
•
leerer Ladungsträger
•
Kanban-Karte
•
Touch-Screen-Display
•
Scanner-Lesung
33
Fließfertigung
Kommissionierung, Setbildung
Ein Set enthält mehrere Teile für zusammenhängende Arbeitsumfänge. Ein Set
entsteht auf Basis des Produktionsauftrages durch Einlegen der Teile in den Ladungsträger. Wichtig dabei ist, dass die Reihenfolge der Aufträge erhalten bleibt,
damit das Set zum richtigen Fahrzeug kommt (Perlenketten-Prinzip).
Die Laufwege der Mitarbeiter werden dadurch verringert, dass das Material unmittelbar zur Verfügung steht. Falscheinbauten können durch die Vorkommissionierung häufig reduziert werden.
Kleine Ladungsträger
Durch kleine Ladungsträger werden die Flächen effektiver genutzt. Optimalerweise lassen sich die Ladungsträger per Hand bewegen oder sind durch Rollen beweglich gestaltet. Eine Bereitstellung auch bei hoher Variantenzahl an der Montagelinie wird ermöglicht. Die Übersichtlichkeit und das visuelle Management an
dem Arbeitsplatz werden verbessert.
One-Piece-Flow
One-Piece-Flow steht für Einzelstückfluss, d.h. es werden nur so viele Teile produziert wie der folgende Prozessschritt benötigt. Dadurch ist ein kontinuierlicher
Produktfluss von einem zum nächsten Bearbeitungsschritt, ohne Ausschleusemöglichkeit, sichergestellt. One-Piece-Flow ist die Voraussetzung für geringere
Durchlaufzeiten und weniger Flächenbedarf. Darüber hinaus verringert sich durch
One-Piece-Flow der Sicherheitspuffer und gewährleistet ein First-In-First-Out Prinzip im Produktionsprozess.
34
First-In-First-Out
First-In-First-Out bedeutet, dass zuerst gelieferte Teile zuerst verbaut werden. Das
FiFo Prinzip ist flächendeckend, auch in den Lagerbereichen anzuwenden. Dadurch werden Fehlerverfolgungschancen verbessert und fehlerhafte Teile lassen
sich leicht eingrenzen.
U-Linien
Die Maschinen werden in der Reihenfolge der Arbeitsgänge entgegen dem Uhrzeigersinn gruppiert. Die Materialbewegung erfolgt hier von rechts nach links. Die
Mitarbeiter als Rechtshänder sind gewohnt mit der rechten Hand beispielsweise
Werkstücke in eine Drehbank einzulegen und mit der linken Hand etwas einen
Schalter zu betätigen, was ein ergonomisches Arbeiten ermöglicht.
Adressen und Stellflächen
Das wichtigste Ziel des visuellen Managements besteht darin, vor Ort ersichtlich
zu machen, ob die Situation normal oder gestört ist. Es ist natürlich sehr wichtig,
dass Informationen in einer Form ersichtlich sind mit der gearbeitet werden kann.
Da Kennzeichnungen eine wichtige Managementgrundlage darstellt, muss in überlegter Art und Weise Regelungen getroffen werden für Artikelnummer, Teilebezeichnung, Behälterart und vor allem ein maximaler und ein minimaler Bestand.
Ziel ist es dabei, dass alle Gegenstände in einer Art und Weise erfasst werden, die
jede beliebige Person unter allen Umständen und ohne Vorinformationen in die
Lage versetzt, die Situation vor Ort zu beurteilen. Vor allem die Führungskräfte
müssen vor Ort in der Lage sein, an den Gegenständen ablesen zu können, wie
der Stand der Produktion ist (zu langsam - zu schnell) um mit Maßnahmen reagieren zu können.
35
Produktion in Taktzeit
Taktzeit und Schrittmacher
Taktzeit ist der vom nachgelagerten Prozess (Kunden) vorgegebene Zeitrahmen
der für die Produktion eines Teils zur Verfügung steht. Der Lagerbestand an der
eigenen Linie wird möglichst minimiert, jedoch muss gewährleistet sein, dass der
nachgelagerte Prozess die notwendigen Teile in benötigter Stückzahl zum erforderlichen Zeitpunkt erhält.
Die Taktzeit ergibt sich, indem die reguläre Arbeitszeit eines Tages durch die pro
Tag benötigte Stückzahl dividiert wird. Das bedeutet, dass die Produktion an den
verschiedenen Bearbeitungsstationen bzw. in den verschiedenen Werken synchronisiert wird. Wenn alle Produkte in Taktzeit hergestellt werden, so bedeutet
dies, unabhängig von der Vielfalt der Produktpalette, das an allen Stationen mit
einem Minimum an Personal, Anlagen und Informationen gearbeitet werden kann.
Zu beachten dabei ist, nach Hitoshi Takeda, in „Das synchrone Produktionssystem“, dass es nichts Schlimmeres gibt als zu schnelles Produzieren.
Der Schrittmacher ist ein Werkzeug, mit dem die Taktzeit sichtbar gemacht wird.
Hilfsmittel dafür können sein:
•
Leuchtanzeigen für die Taktzeit
•
Markierungen am Förderer
•
Anzeigetafeln für Produktionsziffern
Geglättete Produktion
Bei einer gemischten Produktion auf langen Montagelinien empfiehlt es sich, eine
Hauptlinie, eine Sublinie und eine Subsublinien einzurichten (Fischgrätenprinzip).
Auf den Hauptlinien werden verschiedene Produkte in ihrer jeweiligen Taktzeit
montiert. Die Sublinie produziert verschiedene Typen in geglätteter Produktion,
wobei die Taktzeit im Durchschnitt für jeweils mehrere Teile eingehalten wird. Auf
den Subsublinien werden Teile mit besonders langer Fertigungsdauer produziert.
Sie wird über ein Warenhaus abgepuffert.
36
Stückzahlenmanagement
Bei der Umsetzung einer ständigen Verbesserung/Kaizen der gesamten Produktion ist es sehr wichtig, die Aktivitäten mit dem Ergebnis zu verknüpfen, d.h. deutlich zu machen, wie sich die Herstellungskosten verändern. Kosten und Nutzen
werden gegenübergestellt. Alle Aktivitäten müssen sich in einem entsprechenden
Ergebnis niederschlagen. Ein Werkzeug zur quantitativen Darstellung dieser Ergebnisse ist die Stückzahlenmangementgrafik. Der gegenwärtige Stand der Herstellungskosten kann dabei mit Hilfe einer stündlich aktualisierten Grafik visualisiert werden.
Das Stückzahlenmanagement dient zwar auch der Bewältigung von Störungen, in
erster Linie aber der Schaffung von schwankungsfreien Produktionslinien. Dabei
muss bis ins Detail ermittelt werden, warum es zu Schwankungen kommt, ansonsten wird es keine Kaizeneffekte geben. Daraus ergibt sich, dass das Stückzahlenmanagement ein Werkzeug zur Erfassung und Senkung der Herstellkosten
ist. In der Stückzahlenmanagementgrafik werden auch die Gründe des Nichterreichens der Planung eingetragen, z. B. Maschinenstörung, Material nicht vorhanden, Qualitätsprobleme, Justieren, Nacharbeit, Reinigen, Unterstützen anderer
Linien etc.
An der Stückzahlenmanagementtafel können auch Urkunden für neue Rekorde
bei der Fertigungsdauer festgehalten werden.
SMED
Umrüsten ist immer eine Unterbrechung des Teileflusses. Daraus ergibt sich die
Notwendigkeit die Stillstandszeiten so kurz wie möglich zu halten. Werkzeuge
hierfür sind das SMED-Umrüsten (single minute exchange of die) als auch das
Ein-Griff-Umrüsten (one touch).
Reduzierung der Werkzeugwechselzeiten:
1. Konsequentes externes Umrüsten
a. Voreinstellen von Bohrern, Schneid- und Schleifwerkzeugen usw.
b. Verwenden von Lehren
c. Verwenden von Abstandhaltern
d. Wechsel ganzer Einheiten (Module)
37
2. Ein-Griff-Wechsel
a. Verwendung von Bajonettverschlüssen
b. Schnellwechselhalter (für Bohrer und andere Bearbeitungswerkzeuge)
c. Verwendung geeigneter Umrüstwerkzeuge (Pneumatikwerkzeuge)
3. Umrüstkonzept
a. Wechsel während des Produktionsflusses (Einsatz von Fachleuten,
erstes Neuteil muss ein Gutteil sein)
b. Vereinheitlichung der Lebensdauer der Werkzeuge (Auf Basis des
am häufigsten auszutauschenden Werkzeugs)
Das Ziel für die Umrüstzeitverkürzung besteht darin ein System aufzubauen, bei
dem nur die benötigten Teile in der notwendigen Stückzahl zum geforderten Zeitpunkt hergestellt werden.
Autonomation
Es gibt eine Form der Automatisierung, bei der der Startschalter einer Maschine
betätigt wird und diese Maschine dann, ganz gleich, was passiert, weiterläuft, bis
sie wieder ausgeschaltet wir. Demgegenüber gibt es autonomatisierte Maschinen,
die Störungen (Abweichungen vom Standard) erkennen und sich dann selbstständig ausschalten.
Gerade bei der Verhinderung von Qualitätsmängeln spielt die Autonomation eine
wichtige Rolle. Wenn keine Vorrichtung zum automatischen Abschalten der Linie
beim Auftreten von Störungen vorhanden ist, wird jede Anlage, jede Linie eine
Massenproduktionsstätte von Schlecht- bzw. Ausschussteilen.
Autonomation bezieht sich auf Personen, Anlagen, Linien und ganze Werke. Autonomation bedeutet, dass Störungen in Bezug auf Qualität, Quantität, Arbeitsabläufe und Anlagen erfasst, und die Prozesse beim Auftreten von Störungen
automatisch angehalten werden.
38
Lean Layout
Ausgehend von einem funktional getrennten Layout wird eine Fließproduktion mit
mehreren hintereinander geordneten Prozessstationen aufgebaut. Der Fluss muss
schmal und schnell gemacht werden (Durchlaufzeit). Um die Umsetzung ohne
großen finanziellen Aufwand und ohne erhöhten Flächenverbrauch durchführen zu
können, müssen kleine kostengünstige Anlagen eingesetzt werden.
Es werden U-Linien eingerichtet. Um ein flexibles Reagieren zu ermöglichen, wird
die Linie so aufgebaut, dass ein Mitarbeiter mehrere Stationen bedienen kann. Ein
U-förmiges Layout hat dabei viele Vorteile. Das Ziel besteht darin, die Herstellungskosten der Linie insgesamt zu reduzieren.
Es werden mehrere U-Linien zur Produktion eines Produkts zusammengefasst.
Ein Produkt ist erst dann ein Produkt, wenn kein Teil fehlt. Daher ist es zu vermeiden von einem Teil sehr viel zu produzieren. Dies führt zu einer Steigerung der
Herstellkosten (Konzept des Produktionsgroßraums).
Mehrere Großräume werden zu einem Gebäude mit gemischter Nutzung zusammengefasst. Dabei werden die Grenzen der einzelnen Produktgroßräume aufgehoben, und über das ganze Werk wird eine U-Linie errichtet. Wichtig ist weiterhin, dass das Zusammenspiel von Linien mit unterschiedlicher Taktzeit funktioniert.
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Sichere Prozesse und Produkte
Das Produkt ist der Extrakt der gesamten Unternehmensaktivitäten. Die Qualität
der des Produktes wird durch die Qualität der Mitarbeiter, die Qualität der Anlagen, die Qualität der Methoden und die Qualität der Informationen bestimmt.
Mangelnde Produktqualität kann für das Unternehmen tödlich enden. Für den
Baustein sichere Produkte und Prozesse stehen hier die Elemente „schnelle Problemerkennung und Fehlerbeseitigung“, „stabile Prozesse und Produkte“ sowie eine „interne und externe Kundenorientierung“ im Fokus.
40
Schnelle Problemerkennung und Fehlerbeseitigung
Qualitätsregelkreise
Qualitätsregelkreise bestehen aus dem PDCA-Verfahren:

Plan
Der Planer gestaltet den Fertigungsprozess auf Basis der Kundenanforderungen

Do
Der Mitarbeiter führt seine Arbeit gemäß den Planungsergebnissen, beschrieben in z. B. Arbeitsanweisungen, Prüfplan etc. durch

Check
Der Mitarbeiter versichert sich, dass er seinen Arbeitsgang fehlerfrei durchgeführt hat und achtet darauf, ob ihm Fehler aus den vorgelagerten Bereichen auffallen.

Act
Wenn der Mitarbeiter seinen Arbeitsgang nicht fehlerfrei beenden kann,
oder einen Fehler aus dem vorgelagerten Bereich entdeckt reagiert er beispielsweise mit einem Qualitätsstop.
Dabei werden verschiedene Qualitätsregelkreise unterschieden:

Mitarbeiter

Abschnitt

Werk mit Produktaudit
Die Qualitätsvereinbarungen für die Abschnitte werden in einem Service-LevelAgreement vertraglich fixiert.
41
Ursachenanalyse
Für jedes Problem ist es notwendig mit hoher Priorität die Ursachen zu finden.
Hierfür kann das Ursache-Wirkungs-Diagramm verwendet werden.
Nach einer exakten Feststellung des Problems kann die Ursachenanalyse beginnen.
Um ein möglichst breites Spektrum abzufragen, wird in fünf unterschiedlichen Bereichen nach Ursachen gesucht (Ishikawa), d. h.:

Material (z. B. fehlerhafte Teile)

Maschine (z. B. falsches Werkzeug)

Mensch (z. B. Fehlhandlung)

Methode (z. B. falsche Reihenfolge)

Mitwelt (z. B. Schmutz)
Mit den „5 Warum“ lässt sich an diesen Punkten weiter ins Detail gehen.
Abschnittsprüfung
In der Abschnittsprüfung werden die Umfänge des eigenen Abschnitts oder auch
Arbeitsgruppe überprüft und dokumentiert. Bei Fehlerschwerpunkten werden
Problemlösungsprozesse eingeleitet. Dadurch können sich wieder Optimierungen
in der Planung ergeben.
Qualitätsalarm
Der Qualitätsalarm wird vom Mitarbeiter ausgelöst, wenn er seinen Arbeitsgang
nicht fehlerfrei beenden kann oder er einen Fehler aus einem vorgelagerten Prozess entdeckt. Der Mitarbeiter bearbeitet das nächste Produkt und der Unterstützer erhält durch den Q-Alarm ein Signal und kommt an die Station. Der Unterstützer entscheidet über die Quittierung des Alarms, wird der Alarm nicht innerhalb
einer Frist quittiert wird das Band angehalten.
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Stabile Prozesse und Produkte
Ganzheitliche Anlagenbetreuung
Die Anlagen werden eigenverantwortliche bedient, betrieben und gewartet.
Jeder Mitarbeiter ist verantwortlich für Sauberkeit und Ordnung.
Zum Betreiben der Anlage gehören:

das Produzieren von geplanter Stückzahlen in definierter Qualität

das Erwerben von Kenntnissen über die Anlagen

die Beseitigung von Störungen (soweit möglich)

die Durchführung von Wartungsarbeiten entsprechend des Wartungsplans
Schwerpunktprobleme werden gemeinsam mit den Mitarbeitern, sowie Anlagenund Systeminstandhaltern beseitigt.
Gegenwartsorientiertes Poka Yoke
Durch produktionsgerechte Gestaltung des Prozessablaufes werden Fehlhandlungen vermieden oder diese führen nicht zu einem Fehler am Endprodukt.
Beispiele hierfür:

Verdrehen

Vertauschen

Verwechseln

Vergessen
von Werkstücken bzw. Werkzeugen werden ablauforganisatorisch oder mit technischen Hilfsmitteln vermieden.
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Fehlervermeidung
Der größte Nutzen entsteht, wenn alle Einflussfaktoren berücksichtigt werden, bei
denen Fehler entstehen können, z. B.:

Mensch – Kleiderordnung für Produktions- und produktionsnahe Bereiche

Maschine – Visuelle Beschreibung der Anlagenverwendung und –wartung

Material – Kennzeichnung der Materialanordnung

Mitwelt – Sachgerechte Lagerung von Prüfmitteln
Prüfmittelüberwachung
Die Prüfungen sind nur so gut wie die zugehörigen Prüfmittel.
Für einen sorgsamen Umgang mit den Prüfmitteln gehört:

die Unterweisung der Mitarbeiter im Gebrauch und der Lagerung der Prüfmittel

Beschreibung des Umgangs an den Lernstätten/Lerninseln

Verantwortlichkeiten für die Kalibrierung und Dokumentierung des Prüfmittels sind festgelegt

Geeignete Prüfmittel sind an jedem relevanten Prozessschritt vorhanden
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Kundenorientierung intern/extern
Qualitätsvereinbarungen/SLAs
Qualitätsvereinbarungen/Service Level Agreements werden an Schnittstellen eingesetzt um die Kunden-Lieferanten-Beziehungen innerhalb des Produktionsprozesses vorbeugend zu regeln. Dadurch, dass schon im Vorfeld genau vereinbart
wird, wie bei Eskalationen vorgegangen wird, kann bei Problemen schnell und diskussionsarm gehandelt werden.
Qualitätsvereinbarungen werden von beiden Partnern regelmäßig überprüft und
ggf. in Richtung der Produktionsziele optimiert.
Qualitätstore
Qualitätstore können sowohl geplant (z. B. bei Neuanläufen) oder als Sofortmaßnahme bei auftretenden größeren Qualitätsproblemen eingeführt werden.
Durch Qualitätstore wird die Weiterleitung von kundenrelevanten Fehlern vermieden. Nach erfolgreicher Problembeseitigung werden die Qualitätstore wieder
aufgelöst und die Qualität durch eingeführte Qualitätsregelkreise, wie z. B. Abschnittsprüfung, abgesichert.
Kundenabfrage
Das Ziel ist es aus den Rückmeldungen der Kunden zu erkennen, an welchen
Punkten sie zufrieden bzw. unzufrieden sind, um damit Verbesserungsmaßnahmen abzuleiten.
Diese Rückmeldungen können sein:

stichprobenartige Befragung der Kunden nach Erwerb des Produktes in unterschiedlicher zeitlicher Distanz (z. B. 6 Wochen, 1 Jahr oder 3 Jahre)

Auswertung von kommerziellen Analysen (z. B. Stiftung Warentest, JDPowers etc.)

Reklamationen und Kundenrückmeldungen
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Übergeordneter Qualitätsregelkreis
Das Auslieferungsproduktaudit beurteilt das Produkt aus Sicht des externen Kunden. Dabei wird eine Stichprobe durch einen Mitarbeiter aus Kundensicht beurteilt,
wobei eine Unterscheidung nach der Entdeckungswahrscheinlichkeit sinnvoll ist,
z. B.:

A-Fehler: annähernd jeder Kunde

B-Fehler: die meisten Kunden

C-Fehler: einige Kunden

D-Fehler: nur sensible Kunden
entdecken den Fehler.
Je nach Schwerpunkt des Fehlers wird der Problemlösungsprozess angestoßen.
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Der Baustein kontinuierliche Verbesserung versetzt die Organisation in die Lage,
auf die wachsenden Ansprüche des Marktes in einem sich verändernden Unternehmensumfeld zu reagieren. Rahmenbedingungen sind kürzer werdende Produktlebenszyklen und die permanente Weiterentwicklung von Maschinen und Produktionsprozessen, was zu einer zunehmenden Komplexität führt. Die Mitarbeiter
müssen dabei in die Lage versetzt werden, ihre individuellen kreativen Fähigkeiten
zur Verbesserung einzubringen, und bereit sein, flexibel auf Veränderungen zu
Reagieren und damit das Unternehmen zu optimieren und voran zu treiben.
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Beseitigen von Verschwendung
Drei Ebenen der Verschwendung
Es lassen sich drei Ebenen der Verschwendung feststellen:
1. katakana muda – alles was für die Arbeitsabläufe nicht notwendig ist
2. hiragana muda – Arbeitsabläufe, die sich als Verschwendung darstellen,
aber unter den jetzigen Bedingungen durchgeführt werden müssen
3. kanji muda – Verschwendung in Bezug auf Maschinen
Jede Form der Verschwendung muss eliminiert werden.
Sieben Arten der Verschwendung
Folgende Gesichtspunkte lassen sich bei jeder Produktion schnell erkennen und
sollten daher zuerst angegangen werden [3].
Art der Verschwendung
Erkennen
Maßnahmen
Muda durch Überproduk- Ist der standardisierte Kennzeichen des Puffers,
tion
Puffer
gekennzeichnet Einzelstückfluss, flexibler
und wird er eingehalten? Personaleinsatz, SMED
Muda durch Wartezeiten
Steht der Werker wäh- Durch
Einzelstückfluss
rend der Automatenzeit Wartzeiten sichtbar maherum?
chen. Geglättete Produktion, flexibler Personaleinsatz, bei Wartezeiten Füllarbeiten verhindern
Muda durch Transport
Bestimmungsort zu weit U-Linien,
entfernt?
Logistiker
Fließfertigung,
Werden die Teile provisorisch abgestellt?
Wird umgepackt?
Werden die Teile hin- und
herbewegt?
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Muda bei der Bearbei- Leere Vorschub- und Leerwege
reduzieren,
tung
Rückwege bei Maschi- Grund des festhalten ernen?
mitteln,
verbesserte
Müssen Werkstücke bei Spannvorrichtungen, Auder
Bearbeitung
von tonomation
Hand festgehalten werden?
Häufiges Umgreifen erforderlich?
Muda durch Lagerhaltung Werden die für das Wa- Geglättete Produktion
renhaus
bestimmten SMED
Mengen
eingehalten
(Max – Min –Anzeige)?
Gibt es Lager
Kennzeichnung?
Muda durch Bewegung
ohne
Wird beidhändig gearbei- Standardisierte und ergotet?
nomische Arbeit
Gibt es lange Gehwege?
Verbesserung der Qualität
Sind die notwendigen der Bewegungen
Teile griffbereit?
(Automatisieren der WerkDauert das Einlegen und zeuge)
Entnehmen lange?
Tastschalter,
Wie zeitaufwändig ist das ges Starten
Entfernen der Späne?
gleichzeiti-
Muss der Mitarbeiter sich
umdrehen?
Ist die Arbeit beschwerlich?
Gibt es Justierarbeiten?
Muda durch Produktion Wie kann Qualitätskon- Poka Yoke
von
Schlecht- trolle entfallen?
Standardisierte Arbeit
teilen/Ausschuss
Wie kann die Qualitätskontrolle
mit
einem
Handgriff erfolgen?
49
Grafische Ablaufanalyse
Nur wenn die Ist-Situation bekannt und begriffen wird, kann diese gezielt verbessert werden.
Die grafische Darstellung der momentanen Arbeitszyklen schaffte einen ganzheitlichen Überblick (z. B. Materialbereitstellung, Laufwege, Flächenbelegung). Hier
bietet sich an eine Wertstromanalyse durchzuführen, wobei Fokus darauf liegen
muss, das Beobachtungsfeld abzugrenzen und den Arbeitszyklus mehrfach zu
betrachten und zu erfassen.
KVP – kontinuierlicher Verbesserungsprozess
Mitarbeiterbezogener KVP
Die Mitarbeiter wissen selbst am besten, was sich verbessern lässt.
Die Mitarbeiter regen selbstständig, z. B. im Rahmen der täglichen Arbeit, in
Gruppengesprächen oder in Workshops Verbesserungen an und setzen diese mit
Unterstützung der Führungskräfte um.
Der mitarbeitergetragene KVP ist Teil der Gruppenaufgabe. Die durch die Gruppenarbeit erweiterten Handlungs- und Entscheidungsspielräume geben den Mitarbeitern die Möglichkeit, Verbesserungen schnell und unbürokratisch umzusetzen. Verbesserungsideen betreffen alle Mitarbeiter in einer Gruppe und sollten
von diesen gemeinsam getragen werden.
Expertenbezogener KVP
Mit dem expertenbezogenen KVP werden Themen, bei denen komplexe inhaltliche Arbeit geleistet werden muss von Spezialisten getragen.
Dies ist vor allem notwendig, wenn planerische Vorbereitung größerer Umbauten
notwendig ist. Die Durchführung erfolgt durch Fachexperten der relevanten Bereiche ggf. unter Einbindung der betroffenen Mitarbeiter und externen Partner.
Der expertenbezogene KVP zielt in erster Linie auf die Verbesserung der Produktivität und der Qualität unter Berücksichtigung der Methoden des Produktionssystems. Die expertenbezogenen KVP Aktivitäten münden optimalerweise in mitarbeiterbezogenen KVP Aktivitäten.
50
KVP Werkstatt
Durch eine KVP Werkstatt wird eine schnelle Umsetzung von KVP Vorschlägen
erreicht. Die KVP Werkstatt erarbeitet spezielle Werkzeuge und Komponenten um
den Mitarbeiter den täglichen Arbeitsablauf zu optimieren und beschleunigen. Als
Basis für Kaizen bzw. auch von Prozessinnovationen ist eine KVP Werkstatt unerlässlich.
KVP Workshops
KVP Workshops sind eine Methode um Mitarbeiter am KVP aktiv zu beteiligen.
Die Workshop-Phase findet in der Regel für 2 Stunden an drei bis fünf Tagen statt,
wobei die Mitarbeiter für diese Zeit frei gestellt werden.
Das Workshop-Team setzt sich meist zusammen aus:

Gruppenmitgliedern

Meistern

Bereichsplanern

Betriebsrat

Moderator
Die Workshop-Phase findet im betroffenen Bereich statt, um Optimierungsansätze
gleich zu erkennen, um Maßnahmen direkt mit der anwesenden Schicht abstimmen zu können und um Simulationen durchführen zu können.
Zustände vor und nach der Verbesserung werden dokumentiert, gemessen und
als Standard festgeschrieben. Die KVP Werkstatt unterstützt den Prozess.
51
Problemlösungstechniken
Die fünf Warum
Für eine effektive Problemlösung ist es notwendig die eigentliche Ursache des
Problems herauszufinden. Nur durch die Beseitigung der tatsächlichen Ursache
können Probleme dauerhaft abgestellt werden.
Idee hierbei ist, dass nur durch fünfmaliges Nachfragen mit „Warum?“ die eigentliche Ursache ersichtlich wird.
Dazu folgendes Beispiel:
Problem:
Störung der Fördertechnik
Warum?
Kein Strom
Warum?
Sicherung raus
Warum?
Kurzschluss Kabel
Warum?
Isolierung durchgescheuert
Warum?
Kabel lose an der Fördertechnik
Lösung:
Das Kabel in einen Kabelschacht legen und am FördertechnikUnterbau festschrauben
Six Sigma Projekte
Six Sigma (6σ) ist eine Methode des Qualitätsmanagement, um einen möglichst
fehlerfreien Prozess zu erreichen.
Six Sigma setzt insbesondere auf eine Analyse des Ist-Prozesses, um die für den
Prozess wichtigen Parameter, Fehlermöglichkeiten und Prozesskennzahlen zu
erkennen und einer objektiven statistischen Analyse zugänglich zu machen. Die
Nachvollziehbarkeit bei der Analyse, der Entscheidungsfindung und beim Nachweis des Projekterfolges nimmt bei Six Sigma besonderen Stellenwert ein. Wesentliche Kennzeichen der Methode sind:

strukturierte und methodische Vorgehensweise

Einsatz von schlagkräftigen, überwiegend statistischen Tools zur

Prozessverbesserung
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ausschließlich zahlen- und faktenbasierte Entscheidungen (Messungen
statt Meinungen!)

Einsatz von Statistiksoftware zur Analyseunterstützung
Vergangenheitsorientiertes Poka Yoke
Im vergangenheitsorientierten Poka Yoke System werden aufgrund bekannter
Fehlerschwerpunkte die Montageschritte fehlhandlungssicher gestaltet. Eine Fehlhandlung wird unterbunden, oder es wird vermieden, dass der Fehler sich fortpflanzen kann. Es steckt dabei eine Systematik dahinter, die von Fehlerursache
über Lösungssuche bis hin zur Lösungsauswahl den Problemlösungsprozess begleitet.
53
Standardisierung
dass ein ungeübter den Ablauf ohne Erklärung reproduzieren kann (mit allen wichtigen Qualitäts- und Sicherheitshinweisen sowie Angabe der maximalen Bestände).
werden Probleme sofort sichtbar. Der Teamleiter und seine Teammitglieder können die Probleme schnell identifizieren und beseitigen.
54
Standardisierte Methoden
Standardarbeitsblätter
Das Standardarbeitsblatt bildet alle Arbeitsvorgänge einer Station ab. Es visualisiert die durchzuführenden Tätigkeiten mit den zugehörigen Zeitbausteinen. Auch
unterstützende Hinweise auf z. B. Arbeitsanweisungen, Material, Werkzeuge,
Laufwege und Handhabungen finden sich auf dem Standardarbeitsblatt.
Kennzahlentafel
Die Kennzahlentafel visualisiert alle wichtigen Daten des Abschnitts. Sie beinhaltet
für jede Kennzahl einen Zielwert, wobei auch der Erfüllungsgrad über die Zeit angetragen wird.
Bei Über- und Unterschreitung werden Maßnahmen mit Bezug zu den Kennzahlen
in den relevanten Besprechungen vereinbart und dokumentiert.
Relevante Kennzahlen für die Tafel können sein:

Umwelt- und Arbeitssicherheit

Qualität

Kundenorientierung

Produktivität

Kosten

Innovation

Mitarbeiterthemen

…
55
Standardisierte Prozesse
Standardisierte Schichtübergabe
Die Arbeitsplätze werden so übergeben, dass die Nachfolgeschicht geordnet und
unverzüglich ihre Arbeit aufnehmen kann.
Bei Schichtende verlässt die Gruppe den Bereich so, dass zu Beginn der folgenden Schicht, eine allen bekannte, definierte Situation des Arbeitsfortschrittes
vorgefunden wird.
Einzelne Arbeitsgänge werden dabei immer abgeschlossen. Das Produktionsmaterial steht an den standardisierten Abstellflächen in der Materialzone. Der Mitarbeiter verlässt den Arbeitsplatz nicht, bevor der Mitarbeiter der Nachfolgeschicht
vor Ort ist (Übergabe per Handschlag). Alle relevanten Informationen werden an
die Folgeschicht weitergegeben (z. B. über Qualitätsprobleme, Störungen etc.).
Dies kann im Zweifelsfall auch schriftlich geschehen.
Standardisierter Materialbestand
Für eine flächenoptimale Ausnutzung im Umfeld des Arbeitsplatzes wird nur so
viel Materialbestand vorgehalten wie notwendig.
Der Materialbestand ist standardisiert, durch Festlegung eines Minimums und eines Maximums an Teilen. Der definierte Standard ist für alle optisch erkennbar. Ist
das Minimum des Bestandes erreicht, muss eine Befüllung erfolgen, wobei hier
der maximale Bestand nicht überschritten werden darf.
Auf eine ergonomische Materialbereitstellung muss geachtet werden.
56
Visuelles Management
5A-Methode
Durch die 5A-Mehthode wird Ordnung und Sauberkeit am Arbeitsplatz geschaffen.
Dabei handelt es sich um ein fünfstufiges Verfahren zur Verbesserung der Arbeitsplatzeffizienz.

Seiri (Strukturieren, d.h. Aussortieren)

Seiton (Systematisierung, d.h. Ordnung)

Seiso (Reinigung, d.h. Sinn für Sauberkeit)

Seiketsu (Standardisierung, d.h. Standards setzen)

Shitsuke (Selbstdisziplin, d.h. Disziplin halten)
Die Entscheidung über die Entfernung von Gegenständen erfolgt in Absprache mit
dem Vorgesetzten. Die Anwendung der 5A-Methode ist eine tägliche Aufgabe,
welche durch regelmäßige Audits unterstützt wird.
Markierung, Kennzeichnung, Beschriftung
Ordnung und Übersicht wird durch Markierungen, Kennzeichnungen und Beschriftungen erreicht.
Alles, was am Arbeitsplatz benötigt wird, hat seinen festen Stellplatz und dieser
wird gekennzeichnet. Abweichungen vom Standard können dadurch direkt erkannt
werden.
Die Kennzeichnung von Flächen, Wegen, Abstellplätzen und Stationsgrenzen
schafft eine räumliche Orientierung und Ordnung. Die jeweilige Ausführungsform
ist standardisiert.
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Lernen/Innovation
Der Baustein Lernen/Innovation geht einen Schritt über die kontinuierliche Verbesserung hinaus, dabei geht es nicht nur darum, dass die „Dinge richtig getan
werden“, sondern hier ist es die Herausforderung die „Richtigen Dinge zu tun“.
Ohne eine nachhaltige Erneuerung von Produkten, Prozessen oder sogar der Organisation selbst kann ein Unternehmen nicht auf Dauer erfolgreich sein. Die notwendigen Elemente hierfür sind Benchmark, Organisationsaufbau, Struktur für
Innovation und Projektmanagement.
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Benchmark
Standortübergreifender Produktionsexperte
Durch einen standortübergreifenden Produktionsexperten können bei Unternehmen mit mehreren Standorten ein konzernweites Produktions-Know-how aufgebaut werden. Bei Unternehmen ohne weitere Standorte können mit vergleichbaren Unternehmen strategische Benchmarkpartnerschaften aufgebaut werden,
die auch über die Produktion hinausgehen und beispielsweise monetäre Kenngrößen mit einschließen können.
Best-In-Class
Best-In-Class bedeutet ein Benchmark mit anderen Unternehmen, beispielsweise
den auch durch den eigenen Kunden (z. B. jährliche Supplier of the Year Auszeichnung von General Motors). Ergebnisse aus Best Practice Studien können
branchenübergreifend für neue Impulse sorgen. Darüber hinaus können Wettbewerbe Best-In-Class Potenziale aufdecken, wie z. B. Fabrik des Jahres, LudwigErhard-Preis, EQA oder Shingo Prize for Excellence in Manufacturing.
Lessons learned
Obwohl jedes Projekt einmalig ist, treten viele Probleme in ähnlicher Form auch
bei anderen Projekten auf. Daher bietet jedes Projekt die Möglichkeit aus den Erfahrungen zu lernen. Bei Lessons-Learned-Berichten wird durch Aufarbeitung vergangener Tätigkeiten versucht aus Fehlern und Erfolgen konsequent zu lernen.
Lessons learned stellt im Wesentlichen die in einem Projekt gemachten Erfahrungen dar.[4]
Durch die Projekterfahrung kann neues Wissen entwickelt werden, die Wichtigsten
und für andere nutzbaren Ergebnisse werden kommuniziert. Durch regelmäßige
Diskussion der positiven und negativen Erfahrungen kann eine Veränderung der
Fehlerkultur im Unternehmen erfolgen. Lessons-Learned-Berichte sind als Abschlussmaßnahme in den Projektablauf zu integrieren. Der Bericht sollte nicht allein durch den Projektleiter, sondern mit allen Beteiligten erarbeitet werden.[5]
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Organisationsaufbau
Verantwortungen
Als Verantwortung wird die Pflicht einer Person verstanden, für ihre Entscheidungen und Handlungen Rechenschaft abzulegen. Wird einer Person eine Aufgabe und die zugehörige Kompetenz zugewiesen, so muss sie diese ausführen
und die Verantwortung für Fehler tragen.
Es werden unterschieden:

Handlungsverantwortung: Rechenschaftspflicht hinsichtlich der Art der Aufgabendurchführung

Ergebnisverantwortung: Rechenschaftspflicht hinsichtlich der Zielerreichung

Führungsverantwortung: Rechenschaftspflicht hinsichtlich der wahrgenommenen Führungsaufgaben
Die Handlungsverantwortung, Ergebnisverantwortung und die Führungsverantwortung muss zusammen mit den Mitarbeitern definiert und abgegrenzt werden.
Budget
Ein Budget (auch Etat oder Voranschlag genannt) ist ein in wertmäßigen Größen
(Geldbeträgen) formulierter Plan von Einnahmen und/oder Ausgaben. Dieser Plan
ist einer Abteilung oder einer Entscheidungseinheit für einen bestimmten Zeitraum
zugeordnet bzw. ihr zur Verfügung gestellt. Die Investitionsmöglichkeiten für die
Elemente der Organisation müssen entweder in Budgets oder in roulierenden Planungen den Verantwortlichen zur Verfügung gestellt werden, um damit den zukünftigen Herausforderungen zu begegnen.
Anbindung der Produktentwicklung
Hier bietet sich die Systematik des Simultaneous Engineering an. Dabei beginnt
die Produktionsplanung bereits früher. Sobald Teile des Produktes fertig entwickelt
sind, oder auch nur vorläufige Versionen davon ausgearbeitet sind, wird damit begonnen, deren Produktion zu planen. Die Entwicklung läuft parallel dazu weiter.
60
Während beide Abteilungen in ihrem jeweiligen Bereich weiterarbeiten, findet ein
ständiger Informationsaustausch statt. Änderungen der Konstruktion müssen in
die Planung der Betriebsmittel einfließen. Anders herum kann sich aus Problemen
oder Optimierungsmöglichkeiten bei der Produktion eine Änderung der Konstruktion ergeben.
Struktur für Innovation
Innovationen brauchen ihren experimentellen Freiraum. Innovationen erfolgreich
finden und umsetzen, heisst die dafür geeignete „Spielwiese“ zu gestalten. Das
bedeutet, dass Prozesse, Werte und Personen zu dieser Aufgabe passen müssen, nicht umgekehrt. Folgende Fragen sind dabei zielführend:
Passen die Innovation und das Geschäftsmodell in das Wertesystem der bisherigen Organisation?
Sind die vorhandenen Prozesse für die Umsetzung der Innovation brauchbar und
anwendbar?
Stehen Manager und Mitarbeiter zur Verfügung, die Erfahrung in den Aufgaben
haben, die bei der Umsetzung der Innovation zu erledigen sind.[6]
Projektmanagement
Es gibt äußerst verschiedene Strukturen und Methoden des Projektmanagements.
Ihre Wahl hängen von der Branche, der Art, der Größe und der Komplexität des
Projekts ab. Mit der Durchführung eines Projektes können eine einzige, aber auch
mehrere tausend Personen befasst sein. Entsprechend reichen die Werkzeuge
des Projektmanagements von einfachen To-Do-Listen bis hin zu komplexen Organisationen mit ausschließlich zu diesem Zweck gegründeten Unternehmen und
massiver Unterstützung durch Projektmanagementsoftware. Ein funktionierendes
Projektmanagement ist unerlässlich für das Treiben des Wandels innerhalb einer
Organisation. Nur durch ein Projektmanagement können große Herausforderungen gemeistert werden.
61
Monitoring
Das Element Monitoring verfolgt zwei Ziele. Einerseits ist es notwendig die Entwicklung des gesamten Produktionssystems in den Dimensionen Umsetzungsgrad
und Leistung zu betrachten. Andererseits muss ein Produktionssystem sich den
ändernden Anforderungen des Marktes beugen und hinterher geführt werden. Ein
Produktionssystem wird ständig weiter entwickelt.
Das Monitoring ist ein Kennzahlensystem, das es ermöglicht Transparenz zu
schaffen und Handlungsfelder zu erkennen. Bei Abweichungen zu den Zielen sind
Maßnahmen daraus abzuleiten.
Die Beschreibungen der Werkzeuge im Folgenden sind daher vor allem mögliche
Kennzahlen für das System.
62
Umsetzungsgrad des Produktionssystems

Zielerreichung der Gruppen- und Individualziele

Wie viele Mitarbeiter sind in Gruppen organisiert?

Wie viele Überstunden sind aufgelaufen?

Anzahl Gruppengespräche
Produktion im Fluss

Wie viele unterschiedliche Taktzeiten gibt es?

Wie viele Produkte werden ohne Taktzeit hergestellt?

Anzahl Kanban-Systeme

Anzahl U-Linien

Anzahl adressierter Stellflächen

Durchschnittliche Rüstzeiten
Sichere Produkte und Prozesse

Anzahl Qualitätsvereinbarungen

Anzahl Abschnittsprüfungen

Anzahl ausgelöster Qualitätsalarme

Anzahl Ausschuss

Anzahl kundenrelevanter A-D-Fehler

Anzahl Maschinenausfälle

Anzahl KVP Workshops
63

Anzahl Projekte in der KVP Werkstatt

Anzahl KVP-Projekte

Anzahl der Verbesserungsvorschläge

Anzahl Six Sigma Projekte

Anzahl Poka Yoke Projekte
Standardisierung

Anzahl Schichtgespräche

Anzahl standardisierter Materialbestände

Anzahl 5A-Arbeitsplätze

Anzahl Standardarbeitsblätter

Anzahl Kennzahlentafeln

Anzahl standardisierter Kennzahlen
Lernen/Innovation

Anzahl Lessons learned Projekte

Anzahl Produkt- oder Prozessinnovationen

Anzahl Preise

Anzahl Benchmarkzahlen

Anzahl Veränderungsprojekte

Anzahl Simultaneous Engineering Projekte
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Leistungsgrad
Moral

Mitarbeiterzufriedenheitsindex, aus den Ergebnissen mehrerer Fragen der
Mitarbeiterbefragung zusammengesetzter Index

Fluktuationsrate

Krankenstand
Qualität

Ausschuss

Anzahl Fehl-/Falsch-/Minderlieferungen

Reaktionszeit auf Kundenanfragen

Anzahl eingehaltener Terminzusagen
Kosten

Lohnstückkosten

Wertschöpfung je Mitarbeiter

ROI nach Produktgruppen

Anteil Ausschusskosten am Umsatz

Anteil Reparaturkosten am Umsatz
Produktivität

Produktivität je Produktgruppe

Produktivität je Werk

Produktivität je Gruppe
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Flexibilität

Anzahl realisierter Kundenwünsche

Bearbeitungsdauer von Kundenwünschen

Anteiliger Umsatz mit Neuprodukten

Bearbeitungszeit von Kundenreklamationen
Sicherheit & Umwelt

Abfallproduktion (Abfall in t, Abfallquote zu Gesamtproduktion, Giftmüll, …)

Arbeitsunfälle

Umweltauswirkungen des Produktes

Umweltauswirkungen von Altprodukten
Auslastung

Auslastungsgrad von Linien

Auslastungsgrad von Gruppen

Auslastungsgrad von Werken
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Entwicklung des Systems
Analyse der Leistungsdaten

Anzahl Reviewmeetings des Kennzahlensystems

Anzahl der temporären Kennzahlen für des Kennzahlensystems

Anzahl berechtigter/interessierter Nutzer des Kennzahlensystems
Reagieren auf Marktbewegungen

Anzahl der marktbedingten Maßnahmen

Anzahl der Projekte für die Anpassung des Produktionssystems

Durchschnittliche Dauer der Maßnahmen zur Abarbeitung
Einleiten und Monitoren von Maßnahmen

Anzahl der Projekte

Anzahl abgeschlossener Projekte

Anzahl der Projekte mit Status rot/gelb/grün
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Die Produktionsplanung und -steuerung
Die Produktionsplanung und -steuerung, kurz PPS ist ein Grenzgebiet zwischen
Betriebswirtschaftslehre (insbes. Fertigungswirtschaft), Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen und insbesondere der Wirtschaftsinformatik. Sie beschäftigt sich mit der operativen zeitlichen, mengenmäßigen und wenn nötig auch räumlichen Planung, Steuerung und Kontrolle, damit zusammenhängend auch der
Verwaltung aller Vorgänge, die sich im Produktionsbereich eines Unternehmens
abspielen.
Sie teilt sich auf in die Produktionsplanung, die die Vorgänge mittel- bis kurzfristig
vorplant, und die Produktionssteuerung, die anhand dieser Planung die Aufträge
freigibt und steuert. Beide Bereiche greifen ineinander, und sind insbesondere in
kleinen bis mittelgroßen Betrieben meist auch in einem Verantwortungsbereich
zusammengefasst.
Teile der PPS sind die Produktionsprogrammplanung, die Materialwirtschaft, die
Termin- und Kapazitätsplanung (Zeitwirtschaft), die Auftragsfreigabe und die Auftragsüberwachung.
In der Regel werden die Prozesse der PPS durch PPS-Systeme unterstützt. Erste
Ansätze integrierter Systeme wurden Anfang der 70er Jahre unter anderem von
IBM mit COPICS entwickelt.
Traditionelle PPS-Systeme basieren auf einem sukzessiven Planungskonzept. Die
Aufgaben der Produktionsplanung und -steuerung werden in Teilprobleme zerlegt
die hintereinander gelöst werden. [7]
Grundlage der folgenden Ausarbeitung ist das Aachener Modell. Es ermöglicht die
Annäherung an das Thema aus vier unterschiedlichen Blickrichtungen. Diese sind
das Aufgaben-, Funktions-, Prozess- und Datenmodell.
Das Aufgabenmodell fasst die Aufgaben der PPS inhaltlich zusammen. Kennzeichnend für das Aufgabenmodell ist die Unterteilung in Kern- und Querschnittsaufgaben. Die Kernaufgaben unterstützen direkt den Fortschritt des Planungsablaufs, während die Querschnittsaufgaben koordinierend auf die Kernaufgaben
einwirken und Schnittstellen optimieren.
Das Prozessmodell verbindet die Aufgaben nach der zeitlichen Abfolge und fügt
die Arbeitsschritte zu Prozessen zusammen. Es beschreibt die Informationsflüsse
zwischen den Funktionsbereichen in ihrer logischen Verknüpfung. Die weiteren
Modelle beziehen sich auf die informationstechnische Umsetzung des PPSModells, denn stets ist die PPS eng mit der EDV verbunden. In der ersten Vorlesung wird die Sichtweise auf die Aufgaben der PPS um die Einordnung in die
Aufbau- und Ablauforganisation ergänzt. Die Abbildung 6 zeigt vier Hierarchieebenen in einem Unternehmen, die mit zunehmendem Detaillierungsgrad an der
Produktionsplanung und -steuerung aktiv oder passiv beteiligt sind.
68
Auf der Ebene des Gesamtbetriebs ist es die Aufgabe der PPS, strategische Planungen durchzuführen, um eine Abstimmung unterschiedlicher Unternehmensbereiche zu erreichen. Auf den unteren Ebenen verkürzt sich der Planungshorizont. Damit reicht der Einfluss der PPS bis herunter auf die Arbeitsplatzebene, wo
die einzelnen Vorgänge an den Arbeitssystemen zu disponieren sind.[8]
Abbildung 6: Modellsichten auf PPS im Unternehmen
Ziele und Aufgaben der PPS
Die PPS unterstützt die gesamte Auftragsabwicklung von der Angebotsbearbeitung bis zum Versand und berührt die betrieblichen Abteilungen Konstruktion, Vertrieb, Beschaffung, Teilefertigung, Montage, Ersatzteilwesen und Versand. Damit
hat die PPS zum einen die Aufgabe, in allen ihren Wirkungsbereichen den Prozess der Produkterstellung mengen-, termin- und kapazitätsmäßig zu planen und
zu steuern. Zum anderen hat die PPS für alle diese Aufgaben die erforderlichen
Daten zu verwalten.
Die PPS stellt somit den horizontalen Integrationspfad entlang der Auftragsabwicklung dar (siehe Abbildung 7). Der Weg der Produktentstehung wird demgegenüber
in dem vertikalen, vorwiegend technischen Integrationspfad von der Konstruktion
bis zur Instandhaltung zusammengefasst. In der Fertigung kreuzen sich die beiden
Integrationspfade.
69
Abbildung 7: Kreuzmodell betriebswirtschaftlicher und technischer Integrationspfade [9]
Insbesondere in der Fertigung hat die PPS für die Berücksichtigung der Kundenziele:
•
kurze Lieferzeiten,
•
hohe Lieferfähigkeit,
•
hohe Termintreue,
•
hohe, optimale Produktqualität und –funktionalität sowie
•
niedrige, marktgerechte Preise
zu sorgen.
Diese Kundenziele werden durch die PPS in Unternehmensziele umgesetzt, die
im Rahmen der Erfüllung der PPS-Aufgaben operationalisiert und erreicht werden
müssen. Solche Unternehmensziele können sein:
•
•
•
•
•
•
kurze Durchlaufzeit,
niedrige Bestände,
hohe Ressourcenauslastung,
hohe Prozessqualität,
niedrige Kosten bzw.
hohe Wirtschaftlichkeit. [10]
70
Produktionsplanung
Um genau diese Ziele zu erreichen werden je nach Einsatzgebiet Produktionsprogramme, Bestandsplanung, Produktionsbedarfsplanung, Termin und Kapazitätsplanung mit einem Monitoring angesetzt.
In der Produktionsprogrammplanung werden die herzustellenden Erzeugnisse
nach Art, Menge und Termin für einen definierten Planungszeitraum festgelegt.
Ergebnis ist der hinsichtlich seiner Absetzbarkeit und Realisierbarkeit abgestimmte
Produktionsplan, der verbindlich festlegt, welche Leistungen in welchen Mengen
zu welchen Terminen produziert werden sollen.
Die Produktionsprogrammplanung ist eine roulierende Planung, die periodisch,
z. B. monatlich durchgeführt wird. Der Planungshorizont liegt üblicherweise zwischen 0,5 und 2 Jahren. Planungshorizont und Planungsgenauigkeit können in
Abhängigkeit von den zu planenden Erzeugnissen aber individuell sehr verschieden sein. Üblicherweise wird die Produktionsprogrammplanung thematisch mit
einer kundenanonymen Lagerfertigung verbunden. Allerdings wird sie heute im
zunehmenden Maße auch als genereller Planungsschritt, z. B. bei reiner Kundenauftragsfertigung oder den sehr viel häufiger auftretenden Mischformen, angesehen.
Unter Verwendung der Begriffe der Materialwirtschaft wird die Produktionsprogrammplanung als Primär- oder Sekundärbedarfsplanung (Baugruppen) ausgeführt.
Abbildung 8: Einsatzgebiet eines Produktionsprogramms
71
Das Produktionsprogramm entsteht als Ergebnis der Abstimmung zwischen den
Wünschen des Vertriebes und den Möglichkeiten der Produktion. Der Vertrieb erstellt dazu einen Absatzplan, der Ausgangspunkt für die weitere Planung eines
jeden marktorientierten Unternehmens ist.
Der Absatzplan wird - zunächst als Wunschlieferplan – mit der Fertigungskapazität
unter Berücksichtigung von Lagerbeständen abgestimmt und solange verändert,
bis alle Beteiligten einen Konsens gefunden haben.
Neben der eigentlichen Programmplanung für die Lagerfertigung werden unter
dem Begriff Produktionsprogrammplanung die Lieferterminbestimmung und die
Kundenauftragsplanung (Angebotsplanung) im Falle von Kundenauftragsfertigung
verstanden. Die Lieferterminbestimmung ist eine auf oft sehr vagen Daten beruhende Rechnung unter Berücksichtigung schon bestehender Aufträge und der
Umwandlungsrate von Angeboten. Zu vorsichtige Annahmen über den Kapazitätsbedarf führen in dieser Planungsphase leicht zur Nichtauslastung der vorhandenen Kapazitäten. Im umgekehrten Fall kommt es häufig zu einer Mehrfacheinplanung des gleichen Kapazitätsangebots.
Bestandsplanung und -steuerung
Die Planung des Bestandsniveaus in den verschiedenen Lagern eines Produktionsbetriebes (RHB-Lager, Halbfertigteilelager, Fertigteilelager usw.) ist mit der
Schwierigkeit verbunden, eine optimale Teileverfügbarkeit bei hoher Wirtschaftlichkeit sicherzustellen.
Seitdem sich die Lieferzeit durch gewachsene Ansprüche der Kunden ständig verkürzt, muss jedes Potential zur Verminderung der Zeit zwischen Auftragserteilung
und Produktauslieferung genutzt werden. Nach einer Analyse der Produktstruktur
kann die Bestandsplanung als Element der „Produktionsprogrammplanung“ Hinweise auf eine optimale Aufteilung in standardisierte und kundenspezifische Produktkomponenten geben. So können z. B. Baugruppen vorproduziert werden, um
nach Vergabe eines festen Auftrags ein kundenspezifisches Produkt herstellen zu
können.
72
Daher haben sich verschiedene Strategien der Auftragsabwicklung herausgebildet, die sich durch Lage des sog. Kundenauftragsentkopplungspunktes (KEP) unterscheidenlassen. Vor diesem Punkt wird kundenanonym aufgrund von Absatzprognosen gefertigt, nach diesem Punkt sind die Aufträge kundenbezogen. Generell gilt, dass die logistischen Ziele (in der Produktion) vor dem KEP maximale
Auslastung und minimale Bestände sind, während danach Durchlaufzeit und Lieferzeit oberste Priorität haben.
Abbildung 9: Lage von Kundenentkopplungspunkten [11]
In einem weiteren Schritt wird die Dispositionsstrategie (Dispositionsverfahren,
Sicherheitsbestände, Mindestreichweiten) für Bedarfsgruppen oder einzelne Bedarfe definiert. Im Rahmen der Querschnittsfunktion „Lagerwesen“ übernimmt die
Bestandssteuerung die Dokumentation aller aktuellen und geplanten Güterbewegungen innerhalb des Unternehmens.
73
Produktionsbedarfsplanung
Die Mengenplanung findet in drei Planungsschritten statt. Zunächst wird aus den
eingegangenen Bestellungen bzw. den Aufträgen aufgrund des Produktionsprogrammes der Bedarf an Erzeugnissen abgeleitet. Dieser Bedarf wird als
Primärbedarf bezeichnet. Dieser berechnete Bruttobedarf wird um die im Lager
befindenden Erzeugnisse reduziert und ergibt somit den Nettobedarf, der weiter
aufgelöst wird.
Der Bedarf an Baugruppen und Teilen wird für wichtige Positionen durch eine
Stücklistenauflösung bestimmt. Der Nettobedarf an Erzeugnissen dient dabei als
Ausgangsgröße. Die Anforderung für Baugruppen und Teile, der dadurch bestimmt wird, wird als Sekundärbedarf bezeichnet und ist wiederum ein Bruttobedarf. Erst durch den Abgleich mit dem Lagerbestand an nicht vorgemerkten
Baugruppen und Teilen ergibt sich der zu fertigende Nettobedarf, für den Aufträge
ausgelöst werden.
Untergeordnete Teile und Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffe (RHB-Stoffe) werden üblicherweise verbrauchsorientiert und nicht bedarfsorientiert disponiert. Der BruttoNetto-Abgleich findet auf allen Planungsebenen statt und ist Ausgangsbasis für
den darauf folgenden Schritt. Wesentliche Informationen sind Verkaufszahlen
(evtl. Prognosen), Bedarfe und Bestände.
Abbildung 10: Produktionsbedarfsplanung [12]
Eingesetzte Methoden sind deterministische (Stücklistenauflösung), stochastische
und heuristische Verfahren.
Die Mengenplanung findet im Rahmen der Produktionsbedarfsplanung statt. Sie
bedient sich auch der Unterstützung des Lagerwesens (Lagerbewegungsführung,
Bestandssteuerung) im Bereich der Bestandsführung.
74
Termin- und Kapazitätsplanung
Im Rahmen der Termin- und Kapazitätsplanung finden drei Planungsphasen statt.
Die Aufträge werden in der ersten Planungsphase terminiert und auf die Bereichskapazitäten (Konstruktion, Fertigung, Montage und Versand) verteilt. Ein Kapazitätsabgleich findet nur mit einem groben Zeithorizont (üblich: Wochen bzw. Monat)
statt. Ergebnis ist ein Belegungsplan für die Bereichskapazitäten. Hierzu werden
die Aufträge einer Durchlaufterminierung unterzogen. Für die einzelnen Arbeitsvorgänge werden die Bearbeitungszeiten mit den zu fertigenden Mengen multipliziert und die notwendigen Rüst- und Einstellzeiten addiert. Die Summe der Zeiten
für alle Arbeitsvorgänge und der Übergangszeiten ergibt die Auftragsdurchlaufzeit.
Ergebnis ist ein Auftragsterminplan, der anlagenorientiert umsortiert werden kann.
Die Terminierung berücksichtigt keine Kapazitäten. Erst in einem zweiten Schritt
werden die Kapazitäten bei der Belegungsplanung, in der die Reihenfolge konkurrierender Aufträge festgelegt wird, betrachtet. Betrachtungseinheit sind in der
zweiten Phase Aufträge und Maschinengruppen.
Der Zeithorizont beträgt Tage bzw. Wochen. In der dritten Planungsphase, die
stunden- bzw. tagegenau plant, werden die Bearbeitungstermine der einzelnen
Arbeitsvorgänge an die Kapazität der einzusetzenden Maschinen angepasst. Die
Kapazitätsabstimmung kann dabei zeitlich (Verschieben der Arbeitsvorgänge)
oder technisch (Verlagern auf andere Kapazitäten) erfolgen. Ergebnis ist ein genauer Zeitplan der Maschinenbelegung, bei der die Reihenfolge der Arbeitsvorgänge in der Regel heuristisch über Prioritätsregeln festgelegt wird. Die Auswahl
der Prioritätsregel ist abhängig von den Zielen der Produktionsplanung und
-steuerung.
Abbildung 11: Termin und Kapazitätsplanung [13]
75
Benötigte Informationen sind Auftragsdaten, Arbeitspläne und Übergangszeiten
sowie die Stamm- und Betriebsdaten. Neben den heuristischen Verfahren lassen
sich in Grenzen auch mathematische Optimierungsmethoden und die Simulation
einsetzen.
Die Termin- und Kapazitätsplanung wird im Rahmen der Produktionsbedarfsplanung (Durchlaufterminierung, Kapazitätsbedarfsermittlung und Kapazitätsabstimmung) sowie der Eigenfertigungsplanung und -steuerung (Feinterminierung,
Ressourcenfeinplanung und Reihenfolgeplanung) durchgeführt.
Konzepte der Fertigungssteuerung
Im Rahmen der PPS und insbesondere der Fertigungssteuerung gibt es viele Verfahren, die die Steuerung komplett übernehmen und auf unterschiedliche Methoden zurückgreifen.
Die wichtigsten Verfahren sind MRP II, OPT, Kanban, FZ-Konzept und BOA. Dabei greifen die „modernen“ bzw. „alternativen“ Konzepte der PPS auf wesentliche
Bausteine des MRP II-Ansatzes zurück und heben sich lediglich bzgl. einzelner
Planungs- bzw. Steuerungsverfahren von dem Basiskonzept ab.
Abbildung 12: Konzepte der Fertigungssteuerung [14]
76
Das MRP II-Konzept bildet die aktuelle Grundlage für verschiedene Varianten der
Gestaltung von PPS-Systemen.
Dabei sieht das Konzept eine Sukzessivplanung nach hierarchischen Planungsstufen vor. Von über- zu untergeordneten Planungsstufen werden die Ressourcen
mit zunehmendem Detaillierungsgrad und abnehmenden Planungshorizont geplant. Die Planungsergebnisse einer Stufe sind Vorgaben für die nächste Stufe.
Mit Hilfe einer regelkreisähnlichen Abstimmung erfolgt die Rückführung an die
nächsthöhere Planungsstufe. Die Einsatzgebiete des MRP-Konzeptes erstrecken
sich dabei auf komplexe Strukturen der Baustellen- und Werkstattsteuerung im
Bereich der Einzel- und Kleinserienfertigung sowie auf den Bereich der getakteten
Großserien- und Massenfertigung.
Bei OPT (Optimized Production Technology) handelt es sich um ein engpassorientiertes Fertigungssteuerungsverfahren. Dabei wird das gesamte Auftragsnetz in
einen kritischen und einen unkritischen Bereich aufgeteilt. Der kritische Bereich
enthält alle Engpass-Arbeitsgänge. Kern des OPT-Verfahrens ist dann die Belegungsplanung der Engpässe. Das Einsatzgebiet von OPT erstreckt sich dabei
von der Werkstattfertigung bis zur Linienfertigung im Bereich der Serienfertigung.
Kanban ist ein Fertigungssteuerungsverfahren, das sich an Mindestbeständen
orientiert, indem die jeweils vorgelagerte Fertigungsstufe immer dann Werkstattaufträge neu aufarbeitet, wenn abzusehen ist, dass der ihr zugeteilte Lagerbestand einen vorgegebenen Mindestbestand unterschreitet.
Die Informationsträger sind die so genannten Kanbans. Das Kanban-Konzept ist
besonders geeignet für die Linienfertigung im Bereich der variantenarmen Serien
und Massenfertigung.
Das FZ-Konzept ist ein auf kumulierten Werten basierendes Planungs- und Steuerungskonzept für die nach dem Fließprinzip organisierte montageorientierte Serien- und Massenfertigung. Dabei wird eine erzeugnisbezogene Gliederung des
gesamten Produktionsprozesses in so genannte Kontrollblöcke vorgenommen, die
mit Fortschrittszahlen über ein- und abgehende Werte gezählt werden.
BOA ist ein Fertigungssteuerungsverfahren, das die Auftragsfreigabe an den einzelnen Arbeitsplätzen mit Hilfe der so genannten Belastungsschranke derart regelt, dass der mittlere Bestand und damit die mittlere Durchlaufzeit an den Arbeitssystemen in bestimmten Grenzen konstant gehalten wird. Das Einsatzgebiet
ist ähnlich wie beim OPT-Verfahren.
77
Abgrenzung eines Produktionssystems zu einem PPS
Viel zu kurzsichtig ist es alle Neuerungen im Bezug auf die IT-Tools und Erfahrungen über Bord zu werfen und sich auf ein modernes Produktionssystem einzuschießen. Genauso fahrlässig ist es die Methoden und Werkzeuge des Toyota
Produktionssystems einfach über Bord zu werfen und sich blindlings in die Abhängigkeit eines IT-Dienstleister zu geben, der ohne den tiefen, alltäglichen Einblick in das Unternehmen Workflows erarbeitet und diese in die IT gestütztes PPS
abbildet und damit ein starres System generiert.
PPS sind von vielen unterschiedlichen Herstellern vorgefertigt erhältlich, oder
werden speziell für das Anwenderunternehmen entwickelt, zumeist dann unter
Verwendung von Standard-Baukästen und Modulen.
Andererseits kann ein PPS auch in vielen ERP-Systemen integriert sein.
Bei größeren Anwendern dominiert SAP mit etwa 50% Marktanteil, im Mittelstand
mit 500 bis 1000 Mitarbeitern gibt es viele kleinere Anbieter wie Navision (heute
Microsoft Business Solutions), Infor, abas, ProAlpha, Bäurer, PSIpenta (PSI),
Baan. Bei kleineren Unternehmen gibt es eine Unzahl kleiner und mittlerer Anbieter. Insgesamt gibt es zwischen 100 und 200 Anbietern.
Erfolgreiche Unternehmen wissen sehr genau welche Aktivitäten und Bereiche in
ein modernes Produktionssystem fallen und welche Aktivitäten in einem PPS integriert sind.
Die Herausforderung die sich dabei stellt ist die vernetzte Integration eines PPS
mit einem modernen Produktionssystem.
78
Der Aufbau eines Produktionssystems
Der erste Schritt für den Aufbau eines Produktionssystems ist es eine Zieldefinition für das System zu erarbeiten.
Der nächste Schritt ist das Finden von Schwerpunkten für die Einstiegsumsetzung
unter Berücksichtigung eines evtl. bereits existierenden PPS. Darauf aufbauend
werden sukzessive die restlichen Werkzeuge eingeführt und implementiert.
Die Einführung eines Produktionssystems
Die strategischen Produktionsziele für das System
Aus den Unternehmenszielen werden die strategischen Ziele für das Produktionssystem abgleitet.
Diese strategischen Ziele sind abhängig von der Branche, dem Markt, den Wettbewerben und den Produkten des Unternehmens.
Strategische Ziele für ein Produktionssystem haben typischerweise die Dimensionen Zeit, Durchlaufzeit und Flexibilität.
Operative Ziele werden aus diesen strategischen Zielen zum Managen des Produktionssystems in einer tieferen Ebene abgeleitet.
Unternehmensziele
Strategische Produktionsziele
Zeit
Qualität
Flexibilität
Durchlaufzeit
• Ausschuss
• Rüstfähigkeit
Lieferzeit
• Nachbesserungen
• Variantenzahl
Rüstzeiten
Produktentwicklung
• Fehlerquoten
Verfügbarkeit
• Lebensdauer
• Reklamationen
• Zeit bis
Neuproduktanlauf
• Erweiterungsfähigkeit
Operative Produktionsziele
Abbildung 13: Ziele eines Produktionssystems
79
Auswahl der Werkzeuge für die Einführung eines modernen Produktionssystems
Bei der Einführung eines Produktionssystems muss immer modular vorgegangen
werden. Ein gleichzeitiges Implementieren aller Werkzeuge aus diesem Werkzeugkasten hat eine Überforderung der Organisation zur Folge.
Aus der Zieldefinition für das Produktionssystem müssen Schwerpunkte für die
Pilotumsetzung gefunden werden.
Folgende Abbildung visualisiert die Schwerpunkte der strategischen Produktionsziele in einem modernen Produktionssystem.
Durchlaufzeit
Flexibilität
Qualit
ät
Qualitä
Abbildung 14: Einfluss der strategischen Produktionsziele auf das System
80
Fazit
Selten wird die Freiheit vorhanden sein ein Produktionssystem quasi auf der „grünen Wiese“ gestalten zu können.
Ziel dieser AUSARBEITUNG ist es vielmehr in den Rahmenbedingungen eines
bereits existierenden und funktionierenden Unternehmens die Ansätze aufzuzeigen, wie ein Produktionssystem aufzubauen, weiterzuentwickeln und zu perfektionieren ist.
Nur auf den ersten Blick scheint ein Produktionssystem in Konkurrenz zu aktuellen
PPS zu stehen. Vielmehr ist ein entscheidender Erfolgsfaktor exzellenter Unternehmen die genaue Kenntnis der Schnittstelle bzw. des Übergangs von einem
PPS in ein Produktionssystem. Diese Schnittstelle beherbergt eine Menge von
Produktivitätspotenzial.
Ist ein PPS zu komplex und versucht zu sehr im Detail zu planen, ist die Gefahr
sehr groß, dass nicht vorhersehbare Fertigungs- und Montageschwierigkeiten das
PPS aus der Balance bringt. Dieser Top-Down Ansatz umgeht durch den Versuch
einer zu detaillierten Vorausplanung die Chance von Verbesserungs- und Innovationschancen. Auf der anderen Seite lässt eine zu starke Orientierung auf die Produktionssysteme die notwendige Vorausschau missen. Sowohl der Kundenwunsch nach neuen Produkten als auch die Marktvorausschau kann nur durch ein
funktionierendes PPS geschehen.
Daraus ergibt sich die Anforderung bei der Konzeption eines jeden Produktionssystems die Abhängigkeit zu dem PPS zu beachten und die Schnittstellenpotenziale frei zu legen.
81
Quellen
[1]
http://de.wikipedia.org/wiki/Produktionssystem_%28Unternehmen%29
(12.07.05)
[2]
Dissertation von M. Sugimori in „Das Erfolgsgeheimnis der Toyota Produktion“ – Shigeo Shingo
[3]
vgl. Takeda, H. Das synchrone Produktionssystem, 2002, S. 156
[4]
vgl. Probst, G. u.a. Wissen managen, 1999, S. 211
[5]
vgl. Lucko, S; Trauner, B. Wissensmanagement, 2002, S. 91 ff.
[6]
vgl. Bläsing, J; Bayer, H. Wachstum durch Innovation, 2005, S. 82. f
[7]
http://de.wikipedia.org/wiki/Produktionsplanung_und_-steuerung (12.07.05)
[8]
in Anlehnung an Prof. Dr.-Ing. A. Kuhn, Vorlesung Fabrikorganisation II Produktionsplanung und –steuerung, WS 04/05, Universität Dortmund Lehrstuhl
für Fabrikplanung
[9]
in [8], Seite 4
[10] in [8], Seite 5
[11] Much, D.; Nicolai, H.: PPS-Lexikon. 1. Aufl., Cornelsen Girardet, Berlin, 1995.
[12] Wiendahl, H.-P.: Vorlesungsunterlage Produktionsplanung und -steuerung.
3. Aufl., IFA, Hannover, 1994.
[13] in [8], Seite 8
[14] in [8], Seite 9
[15] Busch, U.: Entwicklung eines PPS. Erich Schmidt Verlag, Berlin, 1987.
82
Schrifttum
Prof. Dr.-Ing. A. Kuhn, Vorlesung Fabrikorganisation II Produktionsplanung und –
steuerung, WS 04/05, Universität Dortmund Lehrstuhl für Fabrikplanung
Much, D.; Nicolai, H.: PPS-Lexikon. 1. Aufl., Cornelsen Girardet, Berlin, 1995
Takeda, H. Das synchrone Produktionssystem, 2002
Bläsing, J; Bayer, H. Wachstum durch Innovation, 2005
83