Von der Theorie in die Praxis - Den Wertstrom in der Produktion optimieren

Thomas Pehl, Projektleiter der CIMAachen

Der amerikanische Forscher Mike Rother hat eine Antwort auf die bislang geringen Implementierungserfolge des Lean Managements entwickelt. Das so genannte Value Stream Design ist eine klar strukturierte Vorgehensweise, die systematisches „Sehen Lernen" ermöglicht. Trotz der sehr pragmatischen Beschreibung der Vorgehensweise in der Literatur ist jedoch die unternehmensspezifische Umsetzung selbst zu erarbeiten.

Die Anwendung von Value Stream Design kann der direkte Einstieg in ein unternehmensspezifisches und strukturiertes Produktionssystem werden. Dies wird unter anderem am Beispiel des Automobilzulieferers Helbako GmbH deutlich. Das Unternehmen entwickelt und liefert Elektronikkomponenten in kleinen und mittleren Serien.
Zur Zeit werden ca. 50 Produkte und Varianten mit Stückzahlen von wenigen Dutzend bis zu mehreren Tausend je Lieferabruf in drei verketteten Fertigungsbereichen hergestellt. Diese durchlaufen in unterschiedlichen Reihenfolgen sowohl automatische als auch manuelle Bestückungslinien mit zwischengelagerten Teststationen und Prüfstationen.

Problem der Unteilbarkeit
Diese Randbedingungen lassen sich auch als Problem der Unteilbarkeit im Mittelstand verallgemeinern. Es äußert sich sowohl in der gemeinsamen Nutzung von kapitalintensiven Anlagen über die gesamte Prozesskette, als auch in dem weiten Spektrum an Varianten und Bedarfsmengen, die durch die Fertigung geschleust werden müssen. Gemeinsam genutzte Ressourcen sind dabei nicht die Ausnahme, sondern die Regel. Werden diese Besonderheiten bei der Formulierung des Zieles verdrängt, ist es höchst wahrscheinlich, dass man sich nach ersten Analyseerfolgen verheddert. So zeigt die Erfahrung der CIMAachen, dass die für den pragmatischen Einstieg sinnvolle Beschränkung auf eine ausgewählte Produktgruppe das eigentliche Problem ist. Entgegen der reinen Lehre hat Helbako deswegen bereits im ersten Schritt, dem Value Stream Mapping, das gesamte Produktspektrum in die Untersuchung mit einbezogen. Eine Segmentierung kam nicht in Frage.

Davon ausgehend ist Helbako entsprechend der bekannten Methode des Value Stream Design weiter vorgegangen. Externe Unterstützung ist von den Experten der CIMAachen in mehreren Workshops und einer Skalierungsrechnung eingebracht worden (Bild 1). In einem eintägigen Impuls-Workshop wurde eine Einführung in die Elemente des Lean Management gegeben und durch Value Stream Mapping daraufhin gemeinsam mit den leitenden Mitarbeitern der Fertigung der Informations- und Materialfluss sowie alle bestandsrelevaten Parameter erfasst.

Nach der Vervollständigung dieser Parameter wurde in einem zweiten Workshop gemeinsam der Zielzustand entwickelt. Dazu wurden, ausgehend vom Kundenbedarf, zuerst weitestgehend die bereits in der Vergangenheit errichteten Kurse (= Fertigungszellen), in denen das Material im One-Piece-Flow bzw. One-Tray-Flow fließt, eingeplant (Bild 2). An der Schnittstelle der unterschiedlichen Fertigungsmethoden automatische Bestückung zu manuelle Bestückung wird das bestehende Zwischenlager zu einem so genannten Supermarktlager entwickelt. Die dadurch entstehenden Fertigungsbereiche werden künftig über Kanban-Karten in Form einer Zugsteuerung gesteuert, die fast ausschließlich durch eine Kundenentnahme ausgelöst werden. Neben der laufenden Reduzierung der Fertigungsmengen lassen sich dadurch nun beide Bereiche auch in den Losgrößen entkoppelt steuern.

Die Ressourcen skalieren
Nach diesem gemeinsamen Entwurf war eine weitere Besonderheit zu beachten. Weil die gesamte Produktpalette im Untersuchungsumfang war, wurde die klare Skalierung der Ressourcen rechnerunterstützt durchgeführt. Die Software dazu ist Bestandteil des Methodenbaukastens der CIMAachen. Die Skalierung beginnt bei der Produktstruktur, umfasst die Ermittlung der für Rüstvorgänge verfügbaren Zeit und endet mit dem Produktionsraster „Jetil" (jedes Teil im Intervall). Für die Skalierungsrechnungen je Szenario wurden über die Bestimmung der verfügbaren Rüstmöglichkeiten je Produktgruppe und ABC-Klassifikation Mindestlosgrößen bestimmt, die direkt die Bestände im Umlauf und den Lagerstufen definieren. Lean Production kommt nämlich nicht ganz ohne Bestände aus, nur sind diese sowohl in Lagerort als auch in der Höhe fest definiert und es ist sichergestellt, dass dieses Niveau nicht überschritten wird.

Mit dem Rechenmodell können dann unterschiedliche Zielszenarien hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf Durchlaufzeiten und Bestände bewertet werden. Sehr wertvoll ist dabei die Möglichkeit, mit einer Sensitivitätsanalyse die Produktivitätshebel zu quantifizieren. Dazu gehört beispielsweise die Erkenntnis, dass jeder Prozentpunkt Produktivitätsgewinn, der nicht zwingend zur Deckung des Kundenbedarfes benötigt wird, immer zur Steigerung der Rüstflexibilität, nicht zur Überproduktion genutzt werden muss.

Schwachstellen aufdecken
Bei dieser Vorgehensweise werden die Schwachstellen im Wertstrom gnadenlos aufgedeckt und schrittweise die notwendigen Projekte eingeleitet. Aus der Sensitivitätsanalyse lässt sich der notwendige Umsetzungsgrad ableiten, denn nicht immer müssen 100 Prozent erzielt werden.

Bei der Umsetzung des entworfenen Zielbildes sind jedoch weitere wichtige Randbedingungen zu berücksichtigen. So müssen durch die Minimierung der Losgrößen zur Reduzierung der Umlaufbestände und zur Steigerung der Flexibilität die verfügbaren Kapazitäten der Fertigungseinheiten für Rüsten durch ein Zellendesign abgestimmt werden. Die ebenfalls resultierende Steigerung der Frequenz der Auslagerungen ist durch eine exakte Bestimmung der verfügbaren Kapazitäten in Lager und Bereitstellung sowie in den vorhandenen Betriebsmitteln zu berücksichtigen.

Die ganzheitliche Betrachtung macht ebenfalls deutlich, dass zum Zielszenario die Fehlteilquote gegen Null gehen muss, da diese direkt zum Produktionsstillstand führen können. Daher müssen entsprechende Maßnahmen auch im Bereich Beschaffung synchronisiert werden. Entsprechend ist, durch die Lösung von der Fertigung auf Kundenauftrag hin zu „Auffüllaufträgen", die Dispositionslogik abzustimmen.

Weiterhin sind die bisherige Form der Kalkulation und das bestehende Produkti-onscontrolling zu berücksichtigen, z.B. die Definition von Produktivitätszahlen. Bei der schrittweisen Lösung von Fertigungsaufträgen in Losen hin zum One-Piece-Flow ist die notwendige Chargenverfolgung auf ihre Fließfähigkeit zu überprüfen. Flankierend muss ein solches Projekt ebenfalls IT-technisch begleitet werden. Durch die horizontale Segmentierung sind dabei gegebenenfalls Stücklisten und Arbeitspläne anzupassen.

Schlussbetrachtung
Bei einer auf Einzelaspekte oder -prozesse fokussierten Betrachtung ohne Berücksichtigung der gesamten Prozesskette und ihrer Randbedingungen treten Suboptima auf. Diese verschiedenen Aspekte werden mit den Ergebnissen des Value Stream Designs priorisiert und konzertiert zu einem Gesamtsystem zusammengeführt. Damit ist Value Stream Design der schrittweise Einstieg in ein am Kundennutzen ausgerichtetes unternehmensspezifisches Produktionssystem, dass das Zusammenspiel aller Elemente der Wertschöpfung optimiert.

erschienen in DER BETRIEBSLEITER, 7-8/2004