Value Stream Design (VSD) und Advanced Planning & Scheduling (APS) – in der Fertigung wird es spannend

Götz Marczinski

In vielen Fertigungsbetrieben endet das Streben nach dem „One-Piece Flow“ im besten Fall bei der klassischen 70% Lösung. Manchmal wird auch gar nichts erreicht. Durch die geschickte Kombination der Lean Management Methoden mit geeigneten Softwarehilfsmitteln lässt sich die Erfolgsquote auch in schwierigen Fällen maßgeblich steigern.

Dass die Umsetzung des VSD in Fertigungsbetrieben anspruchsvoller ist als in der Montage, haben wir an dieser Stelle schon mehrfach erläutert. Dabei steigt die jeweilige Herausforderung mit der Kapitalintensität der Anlagen bzw. mit der „Stückigkeit“ und der Produkte.

Kapitalintensive Anlagen, insbesondere wenn diese die Produktionsleistung des Betriebes insgesamt bestimmen, sind allen Lean-Strategien zum Trotz kontinuierlich auszulasten. Die Skalierung des Wertstroms kann in diesen Fällen nicht statisch sein, sondern muss rollierend entsprechend dem aktuellen Mix-/Mengenverhältnis angepasst werden.

Produkte, die kleinteilig verkauft werden aber produktionstechnisch in grossen Stückzahlen zu produzieren sind (Werkzeuge, Verbindungselemente, Schüttgut,..) stellen eine weitere Herausforderung dar. Was ist „One-Piece“? Was sollte fliessen? Ein Behälter, eine Charge, eine Transporteinheit? Bei der Skalierung des Wertstroms sollten die Produktionsraster einzelner Fertigungsabschnitte als ganzzahlige Vielfache voneinander bestimmt werden. Im Prinzip lässt sich der Wertstrom damit Schachteln wie die russischen Puppen. Zu berücksichtigen ist dabei, dass auch in diesem Fall der Produktmix eine entscheidende Rolle spielen kann (Stichwort Behälterbedarf).

In der Prozessindustrie (Stahl, Aluminium, Glas,..) können sich beide Problemkreise gegenseitig verstärken. Meistens sind die kapitalintensiven Anlagen zwar der Engpass in Bezug auf die mögliche Produktionsleistung, allerdings nicht der Schrittmacher in Bezug auf die Kundenwünsche. So können beispielsweise in einem Walzwerk die für die kundenspezifische Vereinzelung notwendigen Längs- bzw. Querteilanlagen bei „ungünstigem“ Produktmix zum Engpass werden. Werden diese im Sinne des VSD kundenspezifisch optimiert, wird die absolute Produktionsleistung mittelfristig sinken. „Was wir heute nicht walzen, wird uns am Ende des Jahres fehlen“, so der Werkleiter eines Kunden der CIMAachen. Spätestens an dieser Stelle kommen APS Systeme zur Unterstützung der Belegungsplanung ins Spiel.

Dynamische VSD-Skalierung
Da CIMAachen die Skalierung des Wertstroms ohnehin mit einem IT-Werkzeug (VSD-Tool) durchführt, steht in den entsprechenden Projekten bereits die Basis für die dynamische Bestimmung von Losgrössen, Reichweiten bzw. Bestandshöhen

Das VSD-Tool dient zunächst zur Quantifizierung des Soll-Zustand und dann als Hilfsmittel zur kontrollierten Bestandsreduzierung. Damit ist es möglich, die Dispositionsparameter einer grossen Artikelanzahl effizient anzupassen, ohne interaktiv am ERP arbeiten zu müssen. Auch saisonale Änderungen im Produktmix und der Abnahmefrequenzen lassen sich damit schnell einpflegen.

Das VSD-Tool ist einzeln nicht käuflich, sondern dient während des Projekts zur Quantifizierung des Sollzustands und als Kristallisationspunkt der Dispositionsparameter und relevanter Artikelstammdaten. Im Projektverlauf übergibt CIMAachen das VSD-Tool an den Kunden, wo es als Hilfsmittel in der Auftragsleitstelle bzw. AV weiterentwickelt wird. So startet CIMAachen mit der klassischen ABC-Einteilung der Artikel, die sukzessive vom Kunden verfeinert wird. Reviews bei den Kunden zeigen nach 4-6 Monaten mindesten 4 Artikelklassen, im Durchschnitt sind es 5.

Wohlgemerkt, Steuerungsaufgaben (Aufträge starten, rückmelden, Materialdisposition, ..) die nicht über KANBAN-Kreise, Supermärkte oder FiFo-Linien geregelt sind, laufen über die Standard ERP.

Advanced Planning
Die Standard ERP reicht jedoch nur dann für einen optimalen Wertstrom aus, wenn die Kapazität ab dem Engpass entlang der Wertschöpfungskette zunimmt. Tatsächlich wird aber manchmal bei bestimmtem Produktmix eine einfache Kapazitätseinheit zum Engpass. Beispiele dafür sind die mechanische Bearbeitung, der Zuschnitt oder die Verpackungslinien, deren Kapazitäten aufgrund einer theoretischen Belastungssituation bestimmt wurden. Um die Reihenfolgeplanung am Engpass unter Berücksichtigung der nachgelagerten Schritte durchzuführen, und den dazu notwendigen Arbeitsvorrat (Bestand) am Engpass zu bestimmen, ist ein elektronischer Leitstand in vielen Fällen hilfreich.

APS-Systeme sind auch immer dann eine Hilfe, wenn es für bestimmte Produkte alternative Routings, also alternative Wege durch die Fertigung gibt. Oder wenn Sekundärmaterialien bzw. Betriebsmittel (Werkzeuge, Behälter) abhängig vom Produktmix zum Engpass werden können. Hier stossen Selbststeuerungsmechanismen an Grenzen. Wenn das Überschreiten der Grenze der Selbststeuerung betriebswirtschaftlich Sinn macht, muss die Einführung eines APS-Systems zum Bestandteil jedes VSD-Projekts werden. VSD und APS stehen also nicht im Widerspruch, sondern können sich sinnvoll ergänzen. Bei CIMAachen finden Sie die dazu notwendige Kompetenz in einer Hand.

erschienen in CIMAktuell, Januar 2005