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Schrittweise Optimierung und Simulation eines produzierenden Unternehmens nach den Grundsätzen der Lean Production durch die Methode Wertstromdesign

Studienarbeit 2009 141 Seiten

BWL - Unternehmensführung, Management, Organisation

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Vorwort

Abkürzungsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

1. Einleitung
1.1 Ausgangssituation und Problemstellung
1.2 Zielsetzung und Aufbau der Arbeit

2. Lean Management und Lean Production
2.1 Entstehung der Lean Production und des Toyota Produktionssystem
2.2 Die Probleme bei der Umsetzung von Lean Production außerhalb Toyotas
2.3 Das Verständnis der Verschwendung nach Lean-Gesichtspunkten
2.4 Leitgedanke der Lean Philosophie
2.4.1 Fokussierung auf den Kunden
2.4.2 Identifikation des Wertstroms
2.4.3 Realisierung des Fließprinzips
2.4.4 Umsetzung des Ziehprinzips
2.4.5 Streben nach Perfektion

3. Wertstromdesign als Umsetzung des Lean Production-Gedanken
3.1 Die Wertstromanalyse als Grundlage des Wertstromdesigns
3.1.1 Fokussierung auf Produktfamilien
3.1.2 Kundenbedarf, Material-, Informationsfluss und Zeitlinie ermitteln
3.1.3 Produktionskennzahlen ermitteln
3.1.4 Potenziale erkennen
3.2 Vom Ist zum Soll mit den Methoden des Wertstromdesigns
3.2.1 Einführung der kontinuierlichen Fließfertigung
3.2.2 Produzieren im Kundentakt
3.2.3 Ausrichtung am Pull-Prinzip
3.2.4 Produktionsnivellierung
3.2.5 Konzeption und Umsetzung der gefundenen Lösung

4. Anwendung der Wertstrommethode am Beispiel der Firma GLC
4.1 Wertstromanalyse
4.1.1 Auswahl der Produktfamilie
4.1.2 Kundenbedarf, Material-, Informationsfluss und Zeitlinie ermitteln
4.1.3 Produktionskennzahlen ermitteln
4.1.4 Verbesserungspotenziale aufzeigen
4.1.5 Umsetzungsplan erstellen und weiteres Vorgehen festlegen
4.2 Durchführung der Optimierung
4.2.1 Fertigung vor der Optimierung
4.2.2 Optimierung durch Anpassung der Losgröße
4.2.3 Optimierung durch Verringerung der Zykluszeiten und Verzicht auf zweite Spülmaschine
4.2.4 Optimierung durch Einführung einer ziehenden Steuerung
4.2.5 Optimierung durch Integration der Prüfung in das Montageteam
4.2.6 Optimierung durch Einführung der Verkettung
4.2.7 Gemeinsame Durchführung aller Optimierungsmaßnahmen

5. Zusammenfassung der Ergebnisse
5.1 Ausblick
5.2 Möglichkeiten der weiteren Untersuchung

Anhang

Literaturverzeichnis

Vorwort

Diese Arbeit entstand im Zeitraum von November 2008 bis April 2009 am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung in Stuttgart.

Mein besonderer Dank gilt Herrn Dipl.-Wirtsch.-Ing. Matthias Pfeffer für die wissenschaftliche Betreuung meiner Arbeit. Weiterhin danke ich Herrn Dipl.-Wirtsch.-Ing. Markus Kremser sowie Herrn Dipl.-Ing. Tillmann Fetzer für ihre Unterstützung und den Mitarbeitern der Abteilung für Fabrikplanung und Produktionsmanagement für die angenehme Zusammenarbeit und Hilfestellung jeglicher Art.

Stuttgart, im April 2009

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1-1: Vorgehensweise bei der Erstellung der Studienarbeit

Abbildung 2-1: Das Dilemma der drei Ziele der Produktion

Abbildung 2-2: Architektur des TPS

Abbildung 2-3: Die „drei m´s“

Abbildung 2-4: Aufteilung der nicht-wertschöpfenden Tätigkeiten

Abbildung 2-5: Aufteilung von Arbeit und Wertschöpfung

Abbildung 2-6: Verschwendungsquellen im Herstellungsprozess

Abbildung 2-7: Stoßprinzip und Ziehprinzip

Abbildung 2-8: Unterschied zwischen Push- und Pull-Produktion

Abbildung 2-9: Kontinuierliche Verbesserung

Abbildung 3-1: Produktfamilien-Matrix

Abbildung 3-2: Kundeninformationen

Abbildung 3-3: Symbolische Darstellung der Produktionsprozesse

Abbildung 3-4: Materialfluss im Wertstromdiagramm

Abbildung 3-5: Informationsfluss im Wertstromdiagramm

Abbildung 3-6: Zeitlinie des Wertstromdiagramms

Abbildung 3-7: Prinzipskizze der unterschiedlichen Zeitparameter

Abbildung 3-8: Kaizen-Blitze im Wertstromdiagramm

Abbildung 3-9: Fließfertigung

Abbildung 3-10: FIFO-Verkopplung bei mehreren Prozessen

Abbildung 3-11: Produktionsteuerung mit Supermarkt und Kanban-Regelung

Abbildung 3-12: Produktion nach der Nivellierung des Produktionsvolumens

Abbildung 3-13: Umwandlung in ein Nachfrage-Produktionssystem

Abbildung 4-1: Wertstromdiagramm der Firma GLC vor der Optimierung

Abbildung 4-2: Ermittlung Produktionskennzahlen

Abbildung 4-3: komplettes Wertstromdiagramm der Firma GLC

Abbildung 4-4: Fabriklayout mit Kaizen-Blitzen

Abbildung 4-5: Wertstromdiagramm der Firma GLC vor der Optimierung

Abbildung 4-6: Vogelperspektive der Firma GLC vor der Optimierung

Abbildung 4-7: Strom eines Erzeugnisses durch die Fertigung

Abbildung 4-8: Blick auf die Spritzgussfertigung (rechts hinten Drehteilefertigung)

Abbildung 4-9: Aufteilung der Arbeitszeit über alle Prozessen

Abbildung 4-10: Wertstromdiagramm nach Optimierung der Losgröße

Abbildung 4-11: Aufteilung der Arbeitszeit über alle Prozessen

Abbildung 4-12: Wertstromdiagramm nach Verringerung der Zykluszeiten und Verzicht der zweiten Spülmaschine

Abbildung 4-13: Layout nach Verringerung der Zykluszeiten und Verzicht der zweiten Spülmaschine

Abbildung 4-14: Aufteilung der Arbeitszeit über alle Prozessen

Abbildung 4-15: Wertstromdiagramm nach Einführung ziehenden Steuerung

Abbildung 4-16: Aufteilung der Arbeitszeit über alle Prozessen

Abbildung 4-17: Wertstromdiagramm nach Integration der Prüfung in die Montage

Abbildung 4-18: Integration der Prüfung in das Montageteam

Abbildung 4-19: Sicht auf Montageplätze vor der Optimierung

Abbildung 4-20: Aufteilung der Arbeitszeit über alle Prozessen

Abbildung 4-21: Wertstromdiagramm nach Einführung der Verkettung

Abbildung 4-22: Darstellung des Layouts nach Einführung der Verkettung

Abbildung 4-23: Aufteilung der Arbeitszeit über alle Prozessen

Abbildung 4-24: Wertstromdiagramm bei Durchführung sämtlicher Optimierungsmaßnahmen

Abbildung 4-25: Layout bei Durchführung aller Optimierungsmaßnahmen

Abbildung 4-26: Blick auf die gesamte Produktion nach Durchführung aller Optimierungsmaßnahmen

Abbildung 4-27: Blick auf den Versand und die Montage nach Durchführung aller Optimierungsmaßnahmen

Abbildung 4-28: Aufteilung der Arbeitszeit über alle Prozessen

Abbildung A-1: Symbole im Wertstromdiagramm

Abbildung G-1: Der 5S-Prozess

Tabellenverzeichnis

Tabelle 4-1: Produktfamilienmatrix

Tabelle A-1: Ergebnisse der MIT- Studie

Tabelle A-2: Durchlauf der Teilenummern über die Kostenstellen

Tabelle A-3: Überblick Anschaffungswerte und Abschreibungen der Kostenstellen

Tabelle G-1: Die 6-W- Methode

1. Einleitung

Die Globalisierung der Angebots- und Nachfragemärkte führt zu einem immer stärkeren internationalen Wettbewerb von Industrieunternehmen.[1]

Firmen in Industrienationen mit sehr hohen Standortkosten können ihre Wettbewerbsfähigkeit nur dann langfristig halten, wenn sie den Leistungserstellungsprozess sehr effizient gestalten, Güter von sehr hoher Qualität produzieren und permanent auf den sich schnell ändernden Markt reagieren können.[2]

Diese Situation erfordert in den meisten Unternehmen ein Umdenken. Durch den zukünftig noch weiter zunehmenden Innovationswettbewerb kommt der Einführung neuer Produkt- und Produktionstechnologien ein strategischer Stellenwert zu. Die Produktionstechnologien haben dabei nicht nur die Aufgabe, die Produkttechnologien zu ermöglichen, sondern besitzen ein eigenes Potenzial zur Wettbewerbsbeeinflussung. Eine Vernachlässigung der Entwicklung von Produktionsstrategien kann sogar dazu führen, dass die Möglichkeiten und Potenziale der Produktion in der Produktentwicklung nicht ausreichend genutzt werden und technologische Synergien zu spät erkannt werden. Eine schnelle, flexible und kostengünstige Prozessbewältigung muss angestrebt werden, die den Kunden, und die Erfüllung seiner Ansprüche, zum höchsten Ziel erhebt.

Dazu werden die hergestellten Produkte gezielt auf die Befriedigung von Kundenanforderungen hin ausgerichtet und bei Veränderungen schnell daran angepasst. Dies führt zu einer steigenden Zahl von Produktvarianten und kleiner werdenden Losgrößen. Neben der Variabilität des Produktes führt dies zu einem Anstieg der Variabilität des Produktionsprozesses und somit zu einem steigenden Bedarf an Anpassung der zugehörigen Produktionssysteme.[3]

Zur Bewältigung der dargestellten Herausforderungen nutzen Unternehmen hierzu vermehrt die von der Toyota Motor Company entwickelten Prinzipien und Methoden, der "Lean"-Philosophie.

Der Blick auf notwendige Prozesse, um Produkte zu erstellen und dem Kunden zur Verfügung zu stellen, ist konzeptcharakteristisch. Ziel des Ansatzes ist eine Unternehmenssteuerung aus einer Perspektive der Prozesse heraus, um darüber für flexible Wertströme zu sorgen und so Nachfrage maßgeschneidert, kostengünstig und schnell entsprechen zu können.[4]

1.1 Ausgangssituation und Problemstellung

Aus Entwicklungen in der industriellen Praxis ist bekannt, dass die Strategien der Gestaltung von Fabrik- und Produktionssystemen besonders in der neueren Zeit erheblichen Veränderungen unterliegen. Zur Bewältigung der Herausforderungen wurden viele verschiedene Strategien propagiert, die oftmals ältere, bewährte Gedanken aufgreifen und modifizieren. Zu nennen sind:

- die Dezentralisierung von Produktionsstrukturen
- die "fraktale Fabrik"
- die Fertigungssegmentierung
- die Einführung der Gruppenarbeit
- die Bildung von Prozessketten
- die Konzentration von Unternehmen auf ihre Kernkompetenzen
- die Einrichtung von Fertigungsinseln
- die "schlanke Fabrik"
- die "atmende Fabrik"
- die Reduzierung von Fertigungstiefe
- die Minimierung des logistischen Aufwandes
- die Kundenorientierung
- die Orientierung an der Wertschöpfungskette
- die Re-Integration des Humankapitals ("Mitarbeiterorientierung")
- die Minderung von Komplexität
- die Konzentration oder Delegation von Verantwortung[5]

Diese Strategien wirken auf alle Objektbereiche der Fabrikplanung, d. h. sie führen zu modifizierten oder neuartigen Gestaltungs- und Organisationslösungen der Produktionskonzepte. Zum Teil herrscht über die Umsetzbarkeit der Konzepte geteilte Meinung. Das Ziel innovativer marktflexibler Produktionskonzepte ist der Aufbau durchgängiger, dezentral strukturierter, autonom agierender und kooperativ vernetzter, flexibler Produktionssysteme bei ausgeprägter Markt- bzw. Kundenorientierung.[6]

Das Wertstromdesign eignet sich als Werkzeug zur Entwicklung eines solchen Produktionssystems und vereint viele der o.g. Strategien in sich. Jedoch basieren Aussagen bsw. zur Verringerung von Leerzeiten oder monetären Vorteilen von Verbesserungen aus Erfahrungen im Anwendungsfall und spiegeln selten das Potenzial der 100%igen Umsetzung wider.

1.2 Zielsetzung und Aufbau der Arbeit

Eine detaillierte Untersuchung vorherrschender Produktionszustände in einer Fabrik mit den Methoden des Wertstromdesigns und die anschließende schrittweise Optimierung dieser Zustände nach den Grundsätzen der Lean Production bilden den Kern dieser Arbeit. Dabei soll jede Veränderungsstufe im Wertstromdiagramm simulativ nachgebildet und die genauen Auswirkungen durch diesen Verbesserungsschritt offen gelegt werden. Hierdurch soll veranschaulicht werden, in welchem Maße die Produktion Verschwendung „erzeugt“ und wie hoch der Optimierungseffekt einzuordnen ist.

Im Grundlagenteil der Arbeit wird die notwendige theoretische Basis der Arbeit gelegt und folgende Fragestellungen beantwortet:

- Welche wesentlichen Prinzipien verfolgt der Leanansatz und wodurch ist er entstanden?
- Was ist die Wertstrommethode und wie ist ihre genaue Vorgehensweise?

Kapitel 2 erläutert die Entstehung und die wichtigsten Punkte der Methode Lean Production. Es werden Bezüge zum Toyota Produktionssystem und der Verschwendungsphilosophie hergestellt. Verschwendung wird näher klassifiziert, um zwischen den Arten der Verschwendung unterscheiden zu können. Darüber hinaus werden auch Probleme, welche bei der Umsetzung des Leanansatzes außerhalb der Toyota Motor Company entstehen können, behandelt.

Kapitel 3 baut auf Kapitel 2 auf und befasst sich mit der Methode „Wertstromdesign“. Beginnend mit der Erläuterung der Wertstromanalyse (Erstellung des Wertstromdiagramms) wird die Vorgehensweise bei der Optimierung einer Wertschöpfungskette durch das Wertstromdesign erläutert.

In Kapitel 4 finden Kap. 2 und Kap. 3 praktische Anwendung. Das Wertstromdiagramm einer Beispielfabrik wird erstellt und es werden die Potenziale einer Optimierung aufgezeigt. Anschließend wird das Wertstromdesign durchgeführt und anhand einer Fertigungssimulation nachgewiesen, in welcher Höhe und in welchen Bereichen in der betrachteten Firma Verschwendung vorherrscht. Es wird aufgezeigt, wie sich die Simulation, aber auch das Layout und der Wertstrom bei der schrittweisen Optimierung nach vorgestelltem Muster auswirken und in Beziehung zum Ausgangszustand gesetzt. Darauf folgend werden alle Optimierungsmaßnahmen gemeinsam durchgeführt (Sollzustand) und auch dieser Zustand mit der Ausgangssituation verglichen.

Kapitel 5 fasst die Erkenntnisse der Arbeit zusammen und gibt einen weiteren Ausblick. Es werden offene Punkte umschrieben und ein Vorschlag für weiterführende Untersuchungen basierend auf dieser Studienarbeit gemacht.

Im Anschluss an die Anlage, in der wichtige Zusatzinformationen zusammengefasst werden, erläutert das Glossar wichtige Begriffe der Arbeit und soll einen tieferen Einblick in die Materie ermöglichen.

Abbildung 1-1 verdeutlicht die Vorgehensweise:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1-1: Vorgehensweise bei der Erstellung der Studienarbeit

Quelle: /eigene Darstellung/

2. Lean Management und Lean Production

Lean Management, am treffendsten mit einfaches, schlankes Organisationskonzept übersetzt, meint eine radikale Vereinfachung aller Abläufe im Unternehmen. Es entwickelte sich aus den Prinzipien der Lean Production heraus, die früh Einzug in der Automobilindustrie erhielten. Es wurde erkannt, dass die Prinzipien der Lean Production sich auch nützlich auf andere Bereiche im Unternehmen ausbreiten lassen.[7]

Leankonzepte haben sich unter Strategien zur Unternehmensführung einen festen Platz in der Fertigungsplanung erobert. Als exotisches Sammelsurium japanischer Methoden wurden sie anfangs belächelt, haben sich mittlerweile aufgrund ihrer Einzigartigkeit aber durchgesetzt.

Leangrundsätze ermöglichen, neben Kostensenkungen und Qualitätssteigerungen, Stabilität der Arbeitsabläufe eines Unternehmens und bringen Angebot und Nachfrage in Einklang. Somit kann Krisenmanagement beendet und die erforderlichen Voraussetzungen für kontinuierliche Verbesserung geschaffen werden.[8]

2.1 Entstehung der Lean Production und des Toyota Produktionssystem

In der Zeit nach dem Zweiten Weltkrieg entwickelten Eiji Toyoda (Präsident der Toyota Motor Company) und sein Werkleiter Taiichi Ohno das Konzept der schlanken Produktion.[9]

Sie etablierten in ihrem Unternehmens ein neues Produktionssystem, das als „Toyota Produktionssystem (TPS)“ bekannt wurde. Aufgrund damaliger japanischer Rahmenbedingungen (geringe Investitionsmittel, schlechte Nachfrage nach japanischen Automobilen etc.) entwickelten Toyoda und Ohno ein Produktionssystem, das sich zu einer wettbewerbsfähigen Alternative der damaligen Massenproduktion etabliert hat.[10] Es dauerte jedoch mehrere Jahre, bis Ohno 1962 das System gegen anfänglichen Widerstand in der gesamten Toyota Corporation eingeführt hatte.[11]

Ohno ging auf die Beseitigung von Verschwendung und Leerzeiten innerhalb der Gesamtprozesse ein und versuchte, die Aktivitäten zu identifizieren, die einen Mehrwert ihrer Produkte generierten[12] und die zur Veränderung des Charakters eines Produkts führten.[13]

Mit zunehmender technologischer Entwicklung führte Toyota später ergänzend die "autonome Automation" ein. Dabei wurde durch ein Zusatzgerät menschliche Intelligenz auf eine Maschine übertragen, die damit in der Lage war, anormale Situationen zu erkennen und bei fehlerhafter Produktion die Prozesse selbstständig zu stoppen.[14]

Der Begriff „Lean Production“ als Beschreibung dieser Philosophie wurde erstmals 1985 im Rahmen des International Motor Vehicle Program (IMVP) des Massachusetts Institute of Technology (MIT) von den dafür verantwortlichen Initiatoren Jim Womack, Dan Jones und Dan Roos verwendet. Anlass dieser Studie war die zunehmende Leistungsfähigkeit japanischer Automobilhersteller gegenüber amerikanischen und europäischen OEMs. Innerhalb des IMVP wurde das japanische Optimierungskonzept, dem man den Namen „Lean Production“ gab, sorgfältig untersucht.

Die Veröffentlichung der Studie löste reges Interesse aus, weil sie eindrucksvoll die Produktivitäts- und Wettbewerbsvorteile japanischer Unternehmen gegenüber ihren westlichen Konkurrenten im Weltmarkt belegte:

„[…] it uses less of everything compared to mass production - half the human effort in the factory, half the manufacturing space, half the investment in tools, half the engineering hours to develop a new product in half the time […] it requires keeping far less than half the needed inventory on site, results in many fewer defects, and produces a greater and ever growing variety of products”.[15]

Darüber hinaus zielt der Ansatz auf eine marktorientierte Produktion ab, die steigenden Kundenansprüchen nach Produktvielfalt und kurzen Lieferzeiten gerecht werden kann. Dazu wird die Lagerhaltung in der Massenproduktion zur kurzfristigen Nachfragebefriedigung abgeschafft und durch den Grundsatz hoher Flexibilität in der Produktion ersetzt, der Fertigung auf Bestellung ermöglicht. Lean Production erfüllt damit die erfolgskritischen Ziele Qualität, Wirtschaftlichkeit und Geschwindigkeit (Abbildung 2-1), die aus Sicht der Handwerks- und Massenfertigung unvereinbar schienen.[16]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2-1: Das Dilemma der drei Ziele der Produktion

Quelle: Vgl. /Erlach-2007:S.21/

Die Realisierung dieses Konzepts beschränkt sich nicht nur auf den Fabrikbetrieb, sondern schließt alle unternehmensweiten Prozesse sowie deren Schnittstellen zu Lieferanten und Kunden mit ein. Der Erfolg liegt in einer umfassenden Reorganisation aller Unternehmensfunktionen hin zu einem ganzheitlichen Ansatz, mit der Forderung, alle Synergien einer abgestimmten Prozesskette zu nutzen. Entscheidend sind die Wirkungsmechanismen der Elemente untereinander und deren erfolgreiche Einbettung in das Gesamtsystem.[17]

Aus diesen Zielen lässt sich eine „Architektur“ des Produktionssystems ableiten, die in Abbildung 2-2 dargestellt ist. Das Dach symbolisiert langfristige Ziele, die es zu erreichen gilt. Gestützt wird es durch die Säulen, die die wichtigsten Bestandteile des TPS darstellen, die autonome Automation und den Materialfluss in Form von Kanban[18].

Basis des „TPS-Haus“ ist der Grundsatz: kontinuierliche Verbesserung mit und durch Standards und Stabilität, um eine reibungslose optimale Produktion zu gewährleisten. Im Inneren des Hauses befindet sich der Mensch als Kern. Er wird als wichtiger Produktionsfaktor angesehen und vollständig in den Fertigungsprozess integriert.[19]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2-2: Architektur des TPS

Quelle: Vgl. /Tautrium-2008/

Die Optimierungsansätze wurden mit der Zeit in vor- und nachgelagerte Unternehmensbereiche übertragen und mittlerweile immer häufiger in Unternehmen der Dienstleistungs- und Servicebranche eingesetzt. Unter Lean Management ist ein modernes Managementkonzept zu verstehen, mit dessen Hilfe Unternehmen durch optimal abgestimmte Prozesse alle Bedürfnisse der Kunden bestens befriedigen.[20]

2.2 Die Probleme bei der Umsetzung von Lean Production außerhalb Toyotas

Mithilfe des wegweisenden Produktionssystems hat Toyota die Konkurrenz mehrfach in den Schatten gestellt – und dies in fast allen unternehmensrelevanten Kennzahlen, wie z. B. Qualität, Produktivität, Verlässlichkeit, Kosteneffizienz, Umsatzzuwachs, Marktanteilsgewinn und Börsenkapitalisierung.[21]

Bei der bloßen Nachahmung treten meistens Probleme in verschiedenen Bereichen auf, wovon gravierende nachfolgend beschrieben werden:

Kanban

Durch Kanban wollen Unternehmen ihre Lagerbestände reduzieren. Dies führt häufig zu einer Katastrophe, da die durch Materialbestände verdeckten Probleme plötzlich auftreten und Produktionsausfälle mit sich bringen. Kanban kann nie isoliert eingesetzt werden, sondern nur als System-Baustein.[22]

Kommunikation

Abstimmung zwischen Abteilungen wird durch Einführung des TPS in einer umfangreicheren Art notwendig, was eine Umstellung erfordert. Auch auf Managementebene muss die Methode gelebt werden, denn ein kooperativer Führungsstil „auf Augenhöhe“ ist erforderlich um alle Potenziale ausschöpfen zu können.[23]

Nachhaltigkeit

Um nicht in das alte System zurückzufallen, erfordert die Einführung des TPS Nachhaltigkeit, da kontinuierliche Verbesserung Basis des TPS ist (siehe Abbildung 2-2). Werden lediglich Elemente übernommen, werden letztlich nur die Ergebnisse eines kreativen Prozesses der Problemlösung eingeführt.[24] Nur „wenn es gelingt, dieses kreative Feuer zu entfachen und am Leben zu erhalten, sind spezifische Lösungen das Ergebnis für die jeweilige Organisation“.[25]

Der Prozess versandet ansonsten sehr schnell wieder, wenn er nicht durch entsprechende Systematik und das Management gestützt wird.[26]

2.3 Das Verständnis der Verschwendung nach Lean-Gesichtspunkten

Nur ein geringer Anteil der Aktivitäten innerhalb der Unternehmensprozesse dient wirklich der Wertschöpfung eines Produkts bzw. einer Dienstleistung. In der Lean Production gibt es insgesamt drei Arten von nicht-wertschöpfenden Tätigkeiten, die als „drei m´s“ bezeichnet werden.

Erstens gibt es „mura“, das Ungleichgewicht bedeutet. Hierunter werden Verluste verstanden, die aufgrund unabgestimmter Kapazitäten auftreten. Es kann vorkommen, dass mehr Aufträge zur Bearbeitung anstehen, als Maschinen und Mitarbeiter abarbeiten können. Dahingegen sind sie zu anderen Zeitpunkten zu wenig ausgelastet. Somit entstehen Schwankungen der Produktionsmengen, die zu Ungleichgewicht führen.

Andererseits gibt es „muri“, das als Überlastung von Maschinen und Menschen über ihre Grenzen hinaus zu verstehen ist. Bei Mitarbeitern können Stress oder Konflikte entstehen, die u. U. zu Qualitätsproblemen führen können.[27]

Unter „muda“ ist „jede menschliche Aktivität, die Ressourcen verbraucht, aber keinen Wert erzeugt“[28] zu verstehen, was allgemein mit Verschwendung beschrieben wird.

Aus Unausgeglichenheit und Überlastung entsteht auch Verschwendung, d. h. „mura“ und „muri“ führen letztendlich zu „muda“.

Häufig beeinflussen sich die Arten der nicht-wertschöpfenden Tätigkeiten auch gegenseitig, sodass keine klare Trennung gezogen werden kann. Abbildung 2-3 verdeutlicht den Zusammenhang zwischen den verschiedenen Arten:[29]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2-3: Die „drei m´s“

Quelle: Vgl. /Liker;Jeffrey-2007:S.171/

Verschwendung (muda) gilt darüber hinaus als das bekannteste „m“[30], was Kosten verursacht, ohne zur Wertschöpfung beizutragen.[31]

Taiichi Ohno, als „der heftigste Feind der Verschwendung, den die Menschheit hervorgebracht hat“,[32] spezifizierte Verschwendung genauer und unterteilte sie in die „sieben Arten der Verschwendung“ (Abbildung 2-4):

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2-4: Aufteilung der nicht-wertschöpfenden Tätigkeiten

Quelle: /eigene Darstellung/

Ohno beobachtete seine Arbeiter genau und teilte ihre Bewegungen in Arbeit und Verschwendung auf. Die Arbeit wiederum zerlegte er in die Bestandteile mit Wertschöpfung und solche ohne Wertschöpfung. Nicht-wertschöpfende Tätigkeiten waren bei den vorherrschenden Arbeitsbedingungen notwendig, obwohl sie keinen Nutzen erbrachten. So führt das Abholen von Teilen zu keiner Wertsteigerung, ist aber notwendig, wenn der Materialständer mehrere Meter vom Arbeitsplatz entfernt steht. Signifikant für das Verbesserungspotenzial im Produktionsprozess war die Tatsache, dass ein Drittel der Arbeit in der Produktion als Verschwendung, also für die eigentliche Arbeit überflüssig, definiert wurde.[33] Abbildung 2-5 verdeutlicht die Aufteilung von Arbeit und Verschwendung:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2-5: Aufteilung von Arbeit und Wertschöpfung

Quelle: /eigene Darstellung/

Abbildung 2-6 zeigt die Verschwendungsquellen exemplarisch in einem Herstellungsprozess. Der geringe Anteil an wertschöpfender Arbeit ist hell, die Verschwendung dunkel markiert.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2-6: Verschwendungsquellen im Herstellungsprozess

Quelle: Vgl. /Liker;Jeffrey-2007:S.61/

Die Verschwendung wurde nach deren Analyse in sieben (acht) Kategorien eingeteilt, was die Beseitigung derselbigen vereinfachen sollte:[34]

1. Überproduktion

Die gravierendste Art der Verschwendung ist die Produktion über den Bedarf hinaus:

Es werden bsw. Produkte gefertigt oder Dienstleistungen ausgeführt, für die keine Kundenaufträge bestehen. Dies führt zu Verschwendung von Arbeitskräften, Arbeitszeit, Materialbeständen, Transport und Lagerflächen.[35]

2. Wartezeiten oder Leerlauf

Zwischen Arbeitsschritten entstehen Warte- und Liegezeiten aufgrund fehlender Teile oder unzureichender Verfügbarkeit von Informationen, Materialien, Maschinen bis hin zu Arbeitskräften. Diese Zeiten werden auch als Verschwendung angesehen.[36]

3. Unnötige oder lange Transportwege

Lange Transportwege zwischen verschiedenen Lagern und Prozessen sind Indizien eines schlechten Produktionslayouts.[37]

Transport von Waren innerhalb der Prozesskette dient nicht der Wertschöpfung eines Produkts oder Dienstleistung und ist daher Verschwendung. Es entstehen Verzögerungen und eventuell Wartezeiten im Prozess, die zu einer Erhöhung der Durchlaufzeiten führen und zusätzliche Kosten verursachen. Transport als Verschwendungsart kann in der Praxis nie vollständig eliminiert, sondern sollte auf lange Sicht auf ein Minimum reduziert werden.[38]

4. Überflüssige oder fehlerhafte Bearbeitungsschritte

Durch mangelhafte Organisation von Prozessen können diese wertlos werden und zur Verschwendung beitragen. Durch Einsatz falscher Werkzeuge oder überflüssiger Prozessschritte arbeiten Prozesse nicht effektiv und sollten dringend überarbeitet werden.

Darüber hinaus können durch schlechte Produktdesigns unnötige Bearbeitungsschritte bzw. Bewegungen und Mängel entstehen (nicht-wertschöpfende Prozesse).[39]

5. Unnötige Lagerhaltung

Eine weitere Art der Verschwendung sind hohe Bestände an Arbeitsmaterialien, Dokumenten, Fertigprodukten etc. Ein großer Lagerbestand führt zu längeren Durchlaufzeiten (DLZ), veralteten Gütern und hohen Lagerkosten. Außerdem besteht die Gefahr, Produktionsprobleme in Form von Leerläufen, ungleichmäßiger Auslastung oder langsamer Umrüstung aufgrund des Sicherheitspuffers nicht wahrzunehmen.[40]

6. Unnötige Bewegungen

Überflüssige Bewegung eines Mitarbeiter zur Bewältigung des Prozesses ist Verschwendung, die sich besonders in den Tätigkeiten Material auffüllen, Arbeitsmittel holen oder sogar Unterlagen suchen ausdrücken. Als Beispiel hierzu können vier Teilemonteure genannt werden, die in einer Schicht eine Strecke von 24 km zurücklegen, weil das Fertigungslayout sie dazu zwingt.[41]

7. Fehler/Defekte

Die siebte Verschwendungsart bezieht sich auf Fehler innerhalb des Prozesses, die zu Nachbesserungen, Fehlerbeseitigungen, Ausschuss, eventueller Neuproduktion oder zu zusätzlichen Kontrolltätigkeiten führen.[42]

Die Reparatur bzw. Nacharbeit eines fehlerhaften Teiles ist vielfach aufwendiger, als die Vermeidung des Fehlers durch genaueres Arbeiten, da alle Prozesse der vorangegangenen Arbeit wieder rückgängig und noch mal durchgeführt werden müssen.[43]

(8. Ungenutzte Initiative und Kreativität der Mitarbeiter)

Hierbei sind die Potenziale der Mitarbeiter gemeint. Sie sind direkt am Prozess beteiligt und können daher am ehesten Fehler erkennen und vermeiden. Durch das Nichtnutzen von Kreativität der Mitarbeiter ist keine Verbesserung des Status quo möglich und führt somit zu Verschwendung. Die achte Art der Verschwendung wurde erst später eingeführt und wird vielfach in der Literatur nicht zu den Arten der Verschwendung dazugerechnet.[44]

2.4 Leitgedanke der Lean Philosophie

Womack, Jones und Ross beschreiben in ihrem Literaturwerk[45] fünf Schlüsselprinzipien, die entscheidend für eine erfolgreiche Umsetzung des schlanken Ansatzes sind. Aufgrund ihrer Bedeutung für das Verständnis von Lean Production werden diese Grundsätze nachstehend näher beschrieben.

2.4.1 Fokussierung auf den Kunden

Einzig der Kunde kann durch seine Perspektive den Wert eines Produktes oder einer Dienstleistung definieren. Nur bei einem bestimmten Wert ist er zufrieden und bereit einen angemessenen Preis für das Produkt zu bezahlen. Als zentrale Frage stellt sich somit „Wer ist unser Kunde und was sind seine Bedürfnisse?“

Der Wert des Produktes bzw. der Dienstleistung aus Kundensicht bildet den Ausgangspunkt des schlanken Ansatzes. Der Hersteller erzeugt diesen Wert und hat seine Existenzberechtigung darin, die Kundenanforderungen zu befriedigen. Durch diese Festlegung existiert eine klare Rollen- und Aufgabenteilung, die den Abnehmer des Produktes in den Mittelpunkt der Betrachtung stellt.[46]

Nicht selten findet in produzierenden Unternehmen eine gegenläufige Spezifikation des Wertes statt. Nicht der Kunde, sondern technischen Funktionen und Experten definieren die Wertschätzung, mit der Ansicht, es sei das, was der Kunde wünscht und der Produktionsprozess benötige .[47]

Ein weiterer Grund, der es erschwert, den Wert eines Produktes richtig zu erfassen, ist die Vielzahl von an der Wertschöpfung beteiligten Unternehmen, die jeweils aus der eigenen Position einen Wert definieren und somit einen ganzheitlichen Zusammenhang vermissen lassen .[48]

Wird die Frage gestellt „Was will der Kunde wirklich?“, so wird deutlich, dass undurchsichtige Strukturen und individuelle Lösungen in der Wertschöpfungskette Produkte erzeugen, die aus Kundensicht zu teuer erscheinen und für den eigentlichen Nutzen der Käufer nicht als passend oder notwendig erachtet werden .[49]

Aus diesen Erkenntnissen erhebt sich der Anspruch, dass implizite Anforderungen ohne Kundenmehrwert nicht länger akzeptiert werden können .[50]

Schlankes Denken muss mit dem bewussten Versuch einer exakten Definition der Wertschöpfung hinsichtlich spezifischer Produkte mit spezifischen Leistungen beginnen, die zu entsprechenden Preisen über einen Dialog mit dem Kunden angeboten werden .[51]

Die wichtigste Aufgabe bei der Bestimmung des Wertes ist die Festlegung der Zielkosten auf Basis des benötigten Aufwands zur Produktherstellung, wenn die sichtbare Verschwendung aus dem Prozess eliminiert wurde. Darin liegt der Schlüssel zum Abbau von Verschwendung .[52]

2.4.2 Identifikation des Wertstroms

Unter dem Wertstrom versteht man die genaue Reihenfolge der einzelnen Prozesse um ein Produkt bzw. eine Dienstleistung herzustellen und anzubieten, wobei der Strom auch über Unternehmensgrenzen hinausgehen kann. Die genaue Betrachtung des Gesamtstroms offenbart die drei bereits genannten Tätigkeitsarten (Vgl. Kap.2.3).

Zum einen die wertschöpfenden Tätigkeiten innerhalb eines Wertstroms und die Prozessschritte, die keinen Wert erzeugen aber unvermeidbar zur Fertigung oder Dienstleistungserbringung nach momentanem Stand erforderlich. Zuletzt kommen Prozessschritte ans Licht, die überhaupt keinen Wert erzeugen und vermeidbar wären (Vgl. Abbildung 2-4). Der Wertstrom wird durch die Betrachtung wesentlich transparenter und offenkundige Verschwendung kann somit effizienter und schneller eliminiert werden .[53]

Da externe Schnittstellen in der Regel weniger Informationen austauschen als interne, zwischen Abteilungen, bergen Übergänge in der Wertschöpfungskette gute Möglichkeiten zur Verbesserung.[54] Burton und Boeder bemerken in diesem Kontext:

„This is a gold mine of opportunity because 70 to 95% of many organizations’ product cost, lead time, design, supply chain planning, and manufacturing are outside of the four walls”.[55]

Wurden die Wertströme für alle Produkte spezifiziert, sind verschwenderische Arbeitsschritte zu identifizieren und aufzulösen. Hierzu bietet sich die Wertstrommethode als Werkzeug zur Identifikation von Verschwendung an (siehe Kapitel 3).[56]

Es bleibt festzuhalten, dass das Ziel im Aufbau einer Lean Enterprise liegt, welche den organisatorischen Rahmen für ein ständig kommunizierendes Netzwerk aller beteiligten Unternehmen bildet, um den Kanal für einen ganzheitlichen Wertstrom zu schaffen und Verschwendung zu beseitigen .[57]

Burton und Boeder beschreiben die Existenz eines derartigen Netzes als höchsten Grad an Schlankheit und umschreiben ihn mit Lean Extended Enterprise:

„[…] this is where an organization views all the entities in the total value stream (e.g. suppliers, subcontractors, your enterprise, customers) as if they were a single entity. The Lean Extended Enterprise is an expansion of our traditional notion of lean to improve velocity, flexibility, responsiveness, quality, and cost across the value stream”.[58]

2.4.3 Realisierung des Fließprinzips

Nachdem der genaue Wert und der dazugehörige Wertschöpfungsstrom identifiziert werden konnten, folgt das kontinuierliche Fließen der werterzeugenden Aktivitäten, oft auch nur „Flow“ genannt, zu gewährleisten .[59]

Bei der Fließfertigung durchläuft jedes Produkt eine vorgegebene Maschinenfolge, bei der Arbeitssysteme derart aufgestellt sind, dass das Produkt die Verrichtungsarten in der richtigen Reihenfolge durchlaufen kann. Ziel ist, Arbeitsschritte zeitlich anzupassen und Unterbrechungen und Lagerstufen im gesamten Produktionsprozess zu beseitigen. Durch Erzeugung von kontinuierlich fließenden Prozessen entsteht großer Nutzen für die Unternehmung, denn durch eng aneinander liegende Prozesse werden auftretende Probleme unverzüglich sichtbar. Somit können Fehler und Probleme direkt am Ort der Entstehung mithilfe geeigneter Lösungen vermindert oder ganz behoben werden.[60]

Henry Ford erkannte als Erster das Potenzial der Fließfertigung und optimierte sie bis zu der Einführung des Fließbandes. Fords Methode der Kostensenkung funktionierte nur bei entsprechend hohem Produktionsvolumen und ließ sich zur damaligen Zeit damit primär für den Spezialfall realisieren.[61]

Die wirkliche Herausforderung bestand in der Produktion kleiner Losgrößen mit kontinuierlichem Fluss und somit der Abbildung des Prinzips auf den allgemeinen Fall. Die Lösung dieses Problems lieferten Taiichi Ohno und Shigeo Shingo, indem sie die Montagebänder mittels schnell rüstbarer Werkzeuge ersetzten, sodass verschiedene Fertigungsschritte parallel durchgeführt und zu fertigende Objekte in ständigem Fluss gehalten werden konnten.[62]

Für die Realisierung des kontinuierlichen Flusses ist ein Perspektivenwechsel hin zur Flussperspektive notwendig. Eine Flussperspektive anzunehmen bedeutet, vom vertikalen zum horizontalen Denken umzuschalten und damit über die traditionellen Strukturen von Funktionen und Abteilungen hinweg zu sehen, um die wertschöpfenden Aktivitäten im Wertstrom vom Lieferanten, durch die eigene Organisation bis in die Hände des Kunden fließen zu lassen. Statt der Konzentration auf den gesamten Fluss und der Produktion im System, fokussiert das traditionelle Denken der Stapelverarbeitung nur die Punkt-Effizienz der einzelnen Abteilungen und Bereiche einer Organisation .[63]

Die schlanke Alternative besteht darin, die Arbeit der Funktionen, Abteilungen und Unternehmen neu zu strukturieren, sodass sie einen positiven Beitrag zur Wertschöpfung leisten können. Dies erfordert nicht nur den Aufbau eines schlanken Wertstroms für jede Produktfamilie, sondern ein Überdenken der konventionellen Organisationsstrukturen im Besonderen .[64]

2.4.4 Umsetzung des Ziehprinzips

Durch konsequente Umsetzung der ersten drei Prinzipien werden Zeiteinsparungen innerhalb der Bereiche Entwicklung, Informationsmanagement und physikalische Transformation sichtbar. Aufträge können schneller bearbeitet und Produktionszeiten von Tagen auf Stunden minimiert werden. Auf Nachfrageänderungen kann reagiert und eine Anpassung der Prozesse vorgenommen werden. Auslöser von Zeit- und Kosteneinsparungen dieser Art ist die Fähigkeit, zu einem bestimmten Zeitpunkt in exakter Menge und Qualität das zu fertigen, was der Kunde verlangt .[65]

Um sicherzustellen, dass diese Kriterien erfüllt und nur Güter bereitgestellt werden, die der Kunde nachfragt, hilft das Ziehprinzip (Pull). Es bedeutet, dass eine vorgelagerte Prozessstufe kein Produkt herstellt oder eine Dienstleistung erbringt, bevor der nachgelagerte Prozess diese nicht verlangt. Bei einer solchen nachfrageorientierten Form der Steuerung löst der Kunde den Informationsfluss aus, welcher dann entgegen der Materialflussrichtung läuft.[66]

Nicht nur der Abnehmer eines Produktes wird dabei als Kunde verstanden (sog. externer Kunde), sondern alle Prozessstufen innerhalb der Unternehmung, die ein Produkt zur weiteren Bearbeitung nachfragen, werden als solche definiert (sog. interne Kunden).

Im Gegensatz dazu steht das Stoßprinzip (Push), das nicht zwangsläufig einen Kundenauftrag voraussetzt, sondern die Produktionsplanung allein „drückt“ Erzeugnisse durch die Fertigung.[67]

Bei dieser planungsorientierten Steuerungsform werden Informationen parallel zum Güterfluss weiter gegeben und Prozesse in sequenzieller Reihenfolge koordiniert.[68]

Abbildung 2-7 verdeutlicht den Unterschied der beiden Steuerungsprinzipien.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2-7: Stoßprinzip und Ziehprinzip

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Vgl. /Gienke;Kämpf-2008/

Das Fließprinzip lässt sich grundsätzlich für alle Tätigkeiten einführen. Wird die Methode jedoch nur zum Zweck einer schnelleren Güterproduktion angewendet, ohne Kundenbestellungen zu beachten, so wird auch aus dieser Anwendung Verschwendung resultieren .[69]

Es muss stets darauf abgezielt werden, nur Kundenaufträge zu bearbeiten. Die Anforderung geht über das reine Produkt hinaus und schließt richtige Menge, richtige Qualität, den vereinbarten Lieferort sowie den genauen Zeitpunkt mit ein.[70]

Beim Stoßprinzip erfolgt die Aufnahme der Tätigkeit durch die Vorgabe der Produktionsplanung und nicht durch das Erkennen des Bedarfes beim Kunden.

Für die Fertigung ist es unerheblich, ob der Kunde Einheiten tatsächlich abnimmt. Ebenso wird den vor- und nachgelagerten Prozessen keine Beachtung zugewendet. Durch fehlende Abstimmung in der Produktion werden zwischen Prozessen Bestände aufgebaut, um diese als Sicherheit für die nachfolgenden Stufen nutzen zu können. Somit entsteht hoher Verschwendungsgrad.[71]

Im Fall des Ziehprinzips wird der Erzeugungsprozess erst nach Vorliegen von konkreten Kunden-Bedarfsinformationen ausgelöst. Die Steuerung beginnt dabei im letzten Prozess der logistischen Kette. Von dort aus werden benötige Teile sukzessiv von vorgelagerten Prozessstufen bezogen. Danach fertigt jeder Arbeitsschritt die Menge nach, die der nächste Prozess benötigt um den Kundenbedarf decken zu können. Auf diese Weise wird der Bestand zwischen Stationen und an den Schnittstellen des Unternehmens erheblich reduziert .[72]

Das Ziehprinzip ist notwendige Voraussetzung um das Fließprinzip realisieren zu können. Eine Kombination beider Prinzipien reduziert lange Vorlaufzeiten und hohe Lagerbestände, wodurch eine Optimierung der Durchlaufzeit erfolgt. Das Unternehmen kann Kundenanfragen flexibel bearbeiten, sodass Nachfrage direkt zu Lieferung führt. Aufträge können schnell bearbeitet und Änderungen des Kunden unmittelbar umgesetzt werden.[73]

Abbildung 2-8 zeigt mögliche praktische Realisierungen der beiden Prinzipien Push und Pull:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2-8: Unterschied zwischen Push- und Pull-Produktion

Quelle: Vgl. /NN-2008/

2.4.5 Streben nach Perfektion

Werden die vier genannten Prinzipien der Lean Production innerhalb des Unternehmens gelebt, entsteht infolgedessen ein positiver Effekt. Mitarbeiter erkennen, dass die Möglichkeit Verschwendung zu identifizieren und zu eliminieren endlos anwendbar ist. Das Produkt bzw. die Dienstleistung erfüllt in steigendem Maße die Wünsche der Kunden und somit wird den Mitarbeitern bewusst, dass sie das Ziel der Perfektion erreichen können .[74]

Sie realisieren, dass Prozesse in Bezug auf Fehler, Zeit, Kosten und Qualität optimiert werden können und sich kontinuierlich Möglichkeiten der Verbesserung ergeben .[75]

Als wichtiger Anstoß des Prinzips der Perfektion ist die Transparenz aller Prozesse zu verstehen, die durch Zusammenwirken der vorangegangenen Prinzipien entsteht. Jeder Mitarbeiter kann Prozesse einsehen, wodurch die Differenzierung von Wertschöpfung und Verschwendung einfacher wird .[76]

Die kontinuierliche Verbesserung mit dem Ziel der Perfektion ist das wichtige Fundament jeder schlanken Fertigung und wird im Japanischen Kaizen[77] genannt. Maasaki Imai entwickelte das Konzept und übersetzte es mit: „Verbesserung des Status quo in kleinen Schritten als Ergebnis laufender Bemühungen“

Kaizen wird als geistige Einstellung betrachtet, die den Grundsatz vertritt, dass kein Vorgang oder Ablauf gut genug ist, als dass er nicht immer weiter verbessert werden könnte . Prozesse werden dokumentiert und als momentaner Standard angesehen. Daraufhin wird versucht Vorgänge und Abläufe zu verbessern und als neuen Standard festzuhalten (Vgl. Abbildung 2-9).[78]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2-9: Kontinuierliche Verbesserung

Quelle: Vgl. /Erlach-2007:S.12/

Ein erreichter Status wird nie als endgültig akzeptiert, sondern stets in Bezug auf andere Optimierungsansätze überprüft. Jeder Hinweis und jede Idee ist hierbei von Bedeutung, weil diese große Veränderung nach sich ziehen kann.[79]

Neben Kaizen existiert noch ein alternativer Weg zur Perfektion, im Japanischen als Kaikaku (kai = Veränderung, kaku = radikal) bezeichnet. Kaizen wird als schrittweise Optimierung verstanden, dahingegen basiert Kaikaku auf einer radikalen Neuausrichtung aller Fertigungseinheiten und Prozessketten zur Freisetzung von Potenzial.[80]

Beide Ansätze schließen sich nie aus, sondern sollen kombiniert werden. Jedes Unternehmen benötigt beide Ansätze um nach Perfektion zu streben und eine langfristige Verbesserung zu erzielen .[81]

Um die radikale und auch die schrittweise Verbesserung effektiv verfolgen zu können, schlägt Womack folgende Vorgehensweise vor :

Zunächst müssen die beschriebenen schlanken Prinzipien ausgehend von der Wertspezifikation bis zur Realisierung des Fließ- und Ziehprinzips umgesetzt werden, um sich ein Bild von der Bedeutung der Perfektion für das Unternehmen, und den Mitteln mit denen sie zu erreichen ist, machen zu können. Die Definition von Messgrößen dient als Maßstab auf dem Weg der kontinuierlichen Verbesserung. Darüber hinaus muss das Unternehmen Etappenziele für ein Erreichen des idealen Zustands definieren, die mittels eines systematischen Herunterbrechens der Ziele umzusetzen sind. Dabei sind neben Verbesserungszielen und Zeitmarken zusätzlich Projekte, Ressourcen und Mitarbeiter zur Realisierung genau zu definieren.[82]

Auf dem Weg der kontinuierlichen Verbesserung muss bewusst gemacht werden, dass es den perfekten Zustand nie geben kann. Er wird nicht erreicht, aber das Streben danach gibt die Denkweise vor, die für Fortschritte auf diesem Weg wesentlich ist .[83]

3. Wertstromdesign als Umsetzung des Lean Production-Gedanken

Eine Erfassung und Messung aktueller Prozesse im Unternehmen ist wenig sinnvoll, sofern die Ergebnisse nicht zur Definition eines verbesserten Zielzustands und zur Ableitung geeigneter Maßnahmen genutzt werden.[84]

Der Zweck des Wertstromdesigns ist daher, die Ursachen von Verschwendung im Ist-Zustand zu beseitigen und diesen in einen schlanken Soll-Zustand zu überführen.[85]

Ziel ist die Ableitung eines Wertstroms, der die Grundregeln des hocheffizienten Produktionssystems beachtet und den Zustand der Prozesse kundenorientiert, fließend und verschwendungsarm repräsentiert.[86]

Wertstromdesign basiert deshalb auf den schlanken Prinzipien und verfolgt den Gedanken, erforderliche Material- und Informationsflüsse so einzurichten, dass überzählige Bestände und Lagerflächen beseitigt werden können.[87]

Zusätzlich bedarf es einer Straffung aller Prozesse, durch Reduzierung überflüssiger Aktivitäten. Das Wertstromdesign wird dafür in einem iterativen Prozess entwickelt und im Verlauf an die aktuellen Bedingungen angepasst. Durch stetige Verfeinerung wird das Erreichen der Vision angestrebt.[88]

3.1 Die Wertstromanalyse als Grundlage des Wertstromdesigns

Als das Motor Vehicle Programm durch das Massachusetts Institute of Technology veröffentlicht wurde, interessierten sich sämtliche westlichen Automobilproduzenten für das japanische Organisationskonzept und die schlanken Prinzipien, die dem Toyota Produktionssystem zugrunde liegen. Man erhoffte sich, durch Nachahmung der Toyota-Denkweise die Effektivitätsvorteile der fernöstlichen Wettbewerber egalisieren zu können. Man installierte eigene, maßgeschneiderte Produktionssysteme auf Basis des Lean-Gedankens, erreichte jedoch nie das Niveau an Perfektion, wie es in den Toyota-Werken zu finden ist.[89]

Dabei werden bei der Neuausrichtung der Prozesse unterschiedliche Fehler gemacht. Der gravierendste ist dabei die fehlende Wertstromperspektive.[90]

Toyota praktiziert eine ganzheitliche Sicht von der Anlieferung des Rohmaterials bis zum Versand der Endprodukte. Diese Betrachtung des gesamten Wertstroms als Grundlage einer Optimierung setzt den Anwender über lokale Maßnahmen hinweg und erlaubt ihm die Produktion als Ganzes wahrzunehmen und ihre Teilprozesse optimal einander anzugleichen.[91]

Die Wertstrombetrachtung oder Wertstrommethode ist somit Instrument zur Umsetzung der schlanken Methoden, die zur Visualisierung und Analyse von Prozessen eingesetzt wird.[92] Sie ist ein wichtiger Baustein des Toyota-Erfolges und wurde unter dem Namen "Material and Information Flow Mapping" entwickelt.[93]

Die Wertstrommethode beginnt bei einer genauen Istanalyse der Fabrikzustände (Wertstromanalyse). Dabei werden neben Produktionskennzahlen auch Material- und Informationsströme unterschiedlichster Art aufgenommen und daraus ein anzustrebender Zielzustand entwickelt (Wertstromdesign), der den größtmöglichen Grad an Schlankheit gewähren soll.[94]

Die Wertstromanalyse wird immer für ein einzelnes Erzeugnis oder gegebenenfalls bei mehreren Varianten für die zusammenfassende Produktfamilie durchgeführt.[95]

Vor der Wertstromaufnahme wird deshalb die Produktfamilie bestimmt, die untersucht werden soll. Für diese Produkte werden in der Wertstromaufnahme zunächst die Prozessschritte eines ausgewählten Wertstroms vom Rohmaterial bis zum Endprodukt aufgeschlüsselt und durch Material- und Informationsflüsse miteinander verbunden.[96]

Die Darstellung der gesamten Produktion aus der Vogelperspektive erschließt den Gesamtzusammenhang der betrachteten Prozesse und vermeidet eine Beschränkung auf punktuelle Problembereiche.[97]

Eine Ist-Aufnahme entsteht, die Arbeitsschritte auf Grundlage einer klaren, verständlichen Symbolik abbildet und deren Schwachstellen aufzeigt (Verbesserungspotenziale).

Im anschließenden Wertstromdesign werden die Grundregeln eines effizienten Wertstroms eingearbeitet und der erforderliche Soll-Zustand abgeleitet.[98]

Maßnahmen zur Erreichung der verbesserten Zielwerte zeigt der Umsetzungsplan.[99]

Die Vision beschreibt den idealen Zustand als langfristiges Ziel eines iterativen Prozesses durch Abgleich des Ist- und Soll-Zustands und der Entwicklung und Umsetzung verfeinerter Zielkonzepte. Die Wertstrommethode wird bei diesem Vorgehen als Werkzeug des System-Kaizen verstanden.[100]

Die Wertstromaufnahme zeigt dem Anwender, welche Prozesse ein Produkt vom Kunden bis zu den Unterlieferanten durchläuft. Dabei werden neben Kernprozessen, die mit dem Produkt arbeiten und damit den Materialfluss betreffen, auch unterstützende Planungs-, Steuer- und Kontrollprozesse, die den Ablauf der Aktivitäten beeinflussen, durch die Aufnahme von Informationsflüssen einbezogen. Im Ergebnis entsteht das Abbild aller Aktivitäten, als Wiedergabe des aktuellen Produktionssystems.[101]

Der Wertstrom kann vom Ausgangsmaterial bis zum Endkunden aufgenommen werden, sodass die gesamte Lieferkette im Wertstromdiagramm abgebildet wird. Die Sicht kann gegebenenfalls auch auf Werkebene beschränkt werden, sodass für die Wertstromaufnahme nur Material- und Informationsflüsse innerhalb des eigenen Unternehmens herangezogen werden. Wird die Methode auf Prozesslevel angesetzt, ergibt sich eine detaillierte Sicht auf einzelne Arbeitselemente des betrachteten Prozesses.

Zu Beginn empfiehlt sich die Betrachtung des Wertstroms von „Rampe zu Rampe“, also zwischen Warenannahme bis Versand des Produktes im eigenen Werk.[102]

Nach Etablierung eines stabilen Zustands lässt sich die Vorgehensweise sukzessiv auf (Unter-) Lieferanten ausdehnen, bis der schlanke Gesamtwertstrom entsteht.[103]

Das Wertstromdiagramm entsteht, das in vier Kern-Komponenten gegliedert werden kann:[104]

- Kundeninformationen (Vgl. Kap. 3.1.2)
- Material- und Informationsflüsse (Vgl. Kap. 3.1.2)
- Zeitlinie (Vgl. Kap. 3.1.2)
- Produktionskennzahlen (Vgl. Kap. 3.1.3)
- Kaizen-Blitze (Vgl. Kap. 3.1.4)

3.1.1 Fokussierung auf Produktfamilien

Die Produktfamilie beschreibt eine Produktgruppe, die ähnliche Produktionseinrichtungen und Fertigungsschritte in gleicher Abfolge durchlaufen.[105]

Beginn der Wertstromanalyse ist die methodische Gliederung des gesamten Produktionsspektrums in Produktfamilien. Dabei werden die Familien so gebildet, dass Unterschiede im Produktionsablauf Produktfamilien abgrenzen, für die ein eigener Wertstrom aufzunehmen ist.[106] Die Erzeugnisse einer Familie müssen nicht zwangsläufig die Prozesse in gleicher Reihenfolge durchlaufen. Für einzelne Produkte können Prozessschritte auch wegfallen oder hinzugefügt werden. Lediglich Arbeitsinhalte und Bearbeitungszeit an den Prozessen sollten sich für die Erzeugnisse überdecken, um kontinuierlichen Fluss zu ermöglichen.[107]

Wie das Beispiel in Abbildung 3-1 zeigt, werden verschiedenen Varianten zu einer Produktfamilie (PF) zusammengefasst, da sie gleiche Arbeitsschritte in identischer Reihenfolge durchlaufen.[108] Die Auswahl der Produktfamilie kann aufgrund der Komplexität bei variantenreichen Erzeugnissen anhand der Matrixdarstellung erfolgen:[109]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3-1: Produktfamilien-Matrix

Quelle: /Erlach-2007:S.40/

Die Produktfamilien-Matrix teilt Produkte in Zeilen und Prozessschritte oder Einrichtungen in Spalten auf. Damit wird angezeigt, welche Maschinen welche Erzeugnisse fertigen und bietet die Möglichkeit komplexe Fertigungsvarianten übersichtlich darzustellen. Für ein Produkt werden dabei alle Prozessschritte aufgezeichnet, die an der Herstellung beteiligt sind. Durchlaufen Erzeugnisse Prozesse mehrmals (z. B. Fräsen, Trocknen etc.), so wird jeder Durchgang separat in einer Spalte angelegt.[110]

Dieses Vorgehen ist bei einem komplexen Produktspektrum sehr arbeitsaufwendig, wenn sehr viele Artikelnummern zu unterscheiden sind.[111]

Die Bildung der Produktfamilie erfolgt Top-Down in zwei Schritten: Zunächst werden entsprechend der benötigen Produktionsprozesse sowie ihrer Abfolge Produktionsablaufschemata gebildet, die daraufhin mit spezifischen Merkmalen der Rohmaterialien, Teile und Produkte die gebildeten Produktionsabläufe so weit untergliedert werden, bis einheitliche Anforderungen an die Betriebsmittel abgeleitet werden können.[112]

Des Weiteren kann ein Unternehmen für mehrere Produkte verschiedene Zielvereinbarungen festgelegt haben (z. B. Senkung der Durchlaufzeit oder Kosten etc.), die durch eine Segmentierung in Produktfamilien und Wertströmen entsprechend verfolgt werden können .[113]

3.1.2 Kundenbedarf, Material-, Informationsfluss und Zeitlinie ermitteln

Kundenbearf ermitteln

Das erste Prinzip der schlanken Produktion stellt den Kunden in den Mittelpunkt der Betrachtung und bestimmt, dass alle Prozesse auf die Erfüllung seiner Bedürfnisse auszurichten sind. Aufgrund dessen beginnt die Wertstrommethode beim Kunden und seinen Anforderungen.[114]

Zu diesem Zweck werden im Wertstromdiagramm die Kundeninformationen bestimmt (Vgl. Abbildung 3-2). Sie geben das Kundenverhalten wieder, wie bspw. seinen Bedarf und dienen als Grundlage bei der Erstellung des Wertstromdesigns.

Die Beachtung der Kundeninformationen im Zuge der Wertstromaufnahme unterstützt die Kundenorientierung und vermeidet ein Optimieren des Wertstroms hinsichtlich falscher Kriterien .[115]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3-2: Kundeninformationen

Quelle: Vgl. /Erlach-2007:S.49/

Materialfluss bestimmen

Nach der Bestimmung der Kundeninformationen kann die Aufnahme des Wertstroms erfolgen, die mit der Erfassung des Materialflusses beginnt und bei der Wertstrommethode in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt wird. Die Verfolgung der Produktfamilie beginnt beim letzten Prozessschritt vor dem Kunden (i. d. R. Versand) und wird flussaufwärts zu den ersten Schritten der Prozesskette ausgeführt (z. B. Wareneingang).[116]

Diese Reihenfolge bietet Vorteile, einerseits bei der Einzeichnung des Wertstroms (Perspektive des Kunden wird eingenommen), andererseits entsteht bei den Beteiligten durch die ungewohnte Betrachtungsperspektive des Flusses ein besseres Verständnis der Fertigung.[117]

Bei der Identifizierung des Materialflusses gilt es, die grundlegenden Produktionsprozesse zu erfassen, die dann in der Grafik durch einen Prozesskasten repräsentiert werden. Sie werden um anlagen- oder prozessspezifische Kenngrößen (Vgl. Kapitel 3.1.3) ergänzt, die bei der Betrachtung des Wertstroms gesammelt werden und der anschließenden Prozessbewertung dienen.[118]

Darüber hinaus hat es sich bewährt, auch die folgenden beiden Parameter in einem kleinen Symbol zu kennzeichnen:

- Die Anzahl der diesem Prozessschritt zugeordneten Mitarbeiter pro Schicht, die mit stilisiertem Kopf und Armen symbolisiert werden.
- Die Anzahl der dem Prozessschritt alternativ zur Verfügung stehenden Betriebsmittel bezeichnet als Ressourcen, die mit einem kleinen, senkrecht stehenden Rechteck symbolisiert werden.

Daneben werden Produktionsprozesse durch symbolische Darstellung weiter unterschieden (Abbildung 3-3):[119]

[...]


[1] Vgl. /Kuhn;Hellingrath-2002:S.5f/

[2] Vgl. /Westkämpder-2001:S. 3/

[3] Vgl. /Warnecke-2001:S 470f/

Vgl. /Wiegand-2008/

[5] Vgl. /Kühnle-2008:S.13ff/

Vgl. /Kühnle-2008:S.13ff/

Vgl. /Drew;McCallum;Roggenhofer-2005:S.222/

ebd. S.19

Vgl. /Womack;Jones;Roos-1990:S.11/

Vgl. /Liker;Jeffrey-2007:S.27/

Vgl. /Ohno-1993:S.62ff/

[12] Vgl. /Shingo;Robinson-1990:S.27ff/

[13] Vgl. /Ohno-1993:S.86/

Vgl. ebd. S.32f

[15] /Shingo;Robinson-1990:S.13f/

[16] Vgl. /Tautrium-2008/

Vgl. ebd.

[18] Eine nähere Erläuterung des Begriffs Kanban findet sich im Glossar

Vgl. /Becker-2008:S.272/

Vgl. /Wiegand-2008/

Vgl. /Spear-2004:S.36/

Vgl. /Schmitt-2008/

Vgl. /Dickmann-2008:S.20/

Vgl. /Teufel-2008/

/Takeda-2006:S.29ff/

Vgl. /Teufel-2008/

Vgl. /Liker;Jeffrey-2007:S.171/

/Womack;Jones-1997:S.16/

Vgl. /Takeda-2006:S.31f/

/Liker;Jeffrey-2007:S.171/

Vgl. /Drew;McCallum;Roggenhofer-2005:S.36/

/Womack;Jones-1997:S.16/

Vgl. /Ohno-1993:S.87/

Vgl. /Ohno-1993:S.46/

Vgl. /Liker;Jeffrey-2007:S.59/

Vgl. /Takeda-2006:S.109f/

Vgl. ebd. S.110f

Vgl. /Kostka;Kostka-2007:S.67/

Vgl. /Schmitt-2008/

Vgl. /Takeda-2006:S.109ff/

Vgl. ebd.

Vgl. /Liker;Jeffrey-2007:S.59f/

Vgl. /Schmitt-2008/

Vgl. ebd.

siehe /Womack;Jones;Ross-1990/

Vgl. /Womack;Jones-1997:S.16ff/

Vgl. S.17

Vgl. S.40

Vgl. /Womack;Jones-1997:S.17

Vgl. /Weisbecker-2006:S.15/

Vgl. /Womack;Jones-1997:S.20/

[52] Vgl. ebd. S.42

[53] Vgl. ebd. S.46

[54] Vgl. /Womack;Jones-1997:S.59/

/Burton;Boeder-2003:S.103/

Vgl. /Womack;Jones-1997:S.59/

Vgl. ebd. S.23

[58] /Burton;Boeder-2003:S.1073/

[59] Vgl. ebd. S.26ff

Vgl. /Liker;Jeffrey-2007:S.374f/

Vgl. /Ohno-1993:S.37/

Vgl. /Womack;Jones-1997:S.26/

Vgl. /Mittelhuber;Kallmeyer-2002:S.1/

[64] Vgl. /Womack;Jones-1997:S.27/

ebd. S.32f

Vgl. ebd. S.83

Vgl. /Schneeweiß-2002:S.234/

Vgl. /Klaas-2002:S.273/

Vgl. /Womack;Jones-1997:S.82/

Vgl. ebd. S.2

Vgl. /Gienke-2008/

Vgl. /Klaas-2002:S.272/

Vgl. /Wildemann-2001:S.299/

Vgl. /Womack;Jones-1997:S.34/

Vgl. /Womack;Jones-1996:S.112/

Vgl. ebd. S.17

Eine nähere Beschreibung des Begriffs Kaizen findet sich im Glossar

Vgl. ebd. S.112

[79] Vgl. /NN-2002:S.2/

Vgl. /NN-2009/

Vgl. /Womack;Jones-1997:S.116/

Vgl. ebd. 117

Vgl. /Womack;Jones-1996:S.67/

Vgl. /Ausländer-2006:S.49/

Vgl. /Gienke;Kämpf-2008/

[86] Vgl. /Rother;Harris-2001:S.5/

Vgl. /Vollmer;Halmosi-2003:S.33/

[88] Vgl. /Ritsch-2008:S.5/

Vgl. /Rumpelt-2007:S.12/

Vgl. /Mittelhuber;Kallmeyer-2002:S.79/

Vgl. /Erlach;Halmosi;Löffler:2003:S.167/

Vgl. /Wannenwetsch-2007:S.231/

Vgl. /Erlach;Halmosi;Löffler-2003:S.167/

Vgl. /Rother;Shook-2003/

Vgl. /Keyte;Locher-2004:S.9/

Vgl. /Engeln-2005:S.52ff/

Vgl. /Erlach-2007:S.37/

Vgl. /Rother;Harris-2001:S.5/

Vgl. /Engeln-2005:S.52ff/

Vgl. /Becker-2008:S.11/

Vgl. /Eyer;Schürfeld-2004:S.54/

Vgl. /Rother;Shook-2003:S.13/

Vgl. /Mittelhuber;Kallmeyer-2002:S.80/

Vgl. /Fimpel;Stender-2003:S.611/

Vgl. /Engeln-2005:S.52ff/

Vgl. /Erlach-2007:S.36/

Vgl. /Duggan-2002:S.37/

Vgl. /Rother;Harris-2001:S.147/

Vgl. /Duggan-2002:S.31/

Vgl. ebd. S.32

Vgl. /Erlach-2007:S.41/

Vgl. ebd. S.45

Vgl. /Keyte;Locher-2004:S.10/

Vgl. /Wittenstein-2008/

Vgl. /Keyte;Locher-2004:S.38/

Vgl. /Löffler-2009/

Vgl. /Lovelle-2001:S.30/

Vgl. /Rother;Shook-2003:S.18/

Vgl. /Erlach-2007:S.57/

Details

Seiten
141
Erscheinungsform
Originalausgabe
Jahr
2009
ISBN (eBook)
9783836636834
Dateigröße
6.4 MB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v227262
Institution / Hochschule
Universität Stuttgart – Fakultät 2: Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
Note
2,0
Schlagworte
lean management production wertstromdesign shop produktion

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Titel: Schrittweise Optimierung und Simulation eines produzierenden Unternehmens nach den Grundsätzen der Lean Production durch die Methode Wertstromdesign