Fabrikplanung

Transcrição

Fabrikplanung

Fabrikplanung – Sommersemester 2010
Vorlesung 9 und 10
Werkzeugmaschinenlabor
der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen
Lehrstuhl für Produktionsmanagement
Prof. Dr.-Ing. A. Kampker
Fabrikplanung
Vorlesung 9 und 10 - Production Systems II
Organisationsgestaltung und Lean Production
Vorlesungsverantwortlicher:
Dipl.-Wirtsch. Ing. Sven Koch
Steinbachstr. 19
HOH Raum 514
Tel.: 0241-80-25321
[email protected]
Production Systems II
V 9/10 S. 0
Vorlesung 9 und 10
Inhaltsverzeichnis V9 und V10:
Inhaltsverzeichnis
Seite 1
Vorlesungslandschaft
Seite 2
Terminübersicht
Seite 3
Aufbau der Vorlesungsreihe
Seite 4
Glossar
Seite 5
Ziele der Vorlesung
Seite 7
Vorlesung
Aufbauorganisation in der Produktion
Seite 11
Produktionsformen
Seite 17
Production Systems
Seite 24
Elemente der Lean Production
Seite 32
Bilanz der Vorlesung
Seite 45
Fragen zur Vorlesung
Seite 46
Literaturhinweise
Seite 47
V 9/10 S. 1
Vorlesung 9 und 10
Vorlesungslandschaft des Lehrstuhls für Produktionssystematik
Produktionsmanagement I
• Einführung in das Produktionsmanagement
• F&E, Produktplanung und Konstruktion
• Materialwirtschaft, Arbeitsplanung & -steuerung
• Unternehmens- & Prozessmodellierung
• Produktionsstrategien, Komplexitätsmanagement
Fertigungs- und
montagegerechte Konstruktion
• Konstruktionsaufgabe in Kleingruppe
• Konstruktionsbeispiele
• Konstruktionsrichtlinien
Fabrikplanung
• Standortplanung
• Production Systems
• Logistik
Produktionsmanagement II
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
V8
V9
V10
V11
V12
IT im Produktionsmanagement
Enterprise Resource Planning I
Enterprise Resource Planning II
Enterprise Resource Planning III
Supply Chain Management I – Trends (Gastvorlesung durch Prof. Elsenbach)
Supply Chain Management II
Supply Chain Management III
Product Lifecycle Management I
Product Lifecycle Management II
Digitale Fabrikplanung und Simulation
Customer Relationship Management
Business Engineering - Methodik zur Systemauswahl (Trovarit)
Business Engineering
• Strategie und Management
• Unternehmensprozesse
• Rechnungswesen und
Investitionsentscheidung
© WZL/Fraunhofer IPT
Technische InvestitionsPlanung
Innovationsmanagement
• Fertigungsmittelplanung
• Technologieplanung
• Kostenrechnung
• Integrierte Managementaufgabe
• Produkt- und Produktprogrammplanung
• Organisation und Mitarbeiterverhalten
Seite 2
V 9/10 S. 2
Vorlesung 9 und 10
Terminübersicht:
Fabrikplanung
- Deutsch -
Vorlesungsthema
lfd. Nr.
Vorlesung:
Mo, 08:00 - 09:30 AH III
Übung:
Mo, 09:45 - 11:15 AH III
Datum
V1
Einführung in die Fabrikplanung
26.04.2010
V2
Einführung in die Fabrikplanung
26.04.2010
V3
Standortplanung I - Planung des Wertschöpfungsumfangs
03.05.2010
V4
Standortplanung I - Planung des Wertschöpfungsumfangs
03.05.2010
V5
Standortplanung II - Standortplanung und Bewertung
10.05.2010
V6
Standortplanung II - Standortplanung und Bewertung
10.05.2010
V7
Production Systems I - Prozess und Ressourcenplanung
17.05.2010
V8
Production Systems I - Prozess und Ressourcenplanung
17.05.2010
Vortrag - Production Systems (Lisa Dräxlmaier GmbH)
31.05.2010
V9
Production Systems II - Organisationsgestaltung und Lean Production
07.06.2010
V10
Production Systems II - Organisationsgestaltung und Lean Production
07.06.2010
V11
Logistik I - Logistikplanung
14.06.2010
V12
14.06.2010
V13
Logistik II - Layoutplanung
14.06.2010
V14
14.06.2010
Ü11/12
21.06.2010
Ü13/14
21.06.2010
Highlights
28.06.2010
Extern
V15
Verantwortlich
Hr. Nowacki
Tel. 0241 80 27394
Hr. Nowacki
Tel. 0241 80 27394
Hr. Kupke
Tel. 0241 80 28210
Hr. Kupke
Tel. 0241 80 28210
Hr. Gartzen
Tel. 0241 80 28193
Hr. Gartzen
Tel. 0241 80 28193
Hr. Swist
Tel. 0241 80 28101
Hr. Swist
Tel. 0241 80 28101
Priv. Doz. Prof. Dr.
Jörg M. Elsenbach
Hr. Koch
Tel. 0241 80 25321
Hr. Koch
Tel. 0241 80 25321
Hr. Attig
Tel. 0241 80 27375
Hr. Attig
Tel. 0241 80 27375
Hr. Fuchs
Tel. 0241 80 26265
Hr. Fuchs
Tel. 0241 80 26265
Hr. Attig
Tel. 0241 80 27375
Hr. Fuchs
Tel. 0241 80 26265
Hr. Nowacki
Tel. 0241 80 27394
V 9/10 S. 3
Vorlesung 9 und 10
Gliederung der Vorlesungsreihe Fabrikplanung
V1/2: Einführung
Anforderungen an die Fabrikplanung
Standortplanung I, II
V3/4
V5/6
Fabrikplanungsprozesse
Branchenspezifika
Einordnung in die Unternehmensplanung
Production Systems I, II
V7/8
V9/10
Planung des
Standortwahl
Wertschöpfungsumfangs
Make or Buy
Standorttypen
Technologie
Verteilung von
ProduktionsWertschöpfungs- netze
umfängen
Personal
Organisation
in der
Produktion
Produktionsprinzipien
Lean Production
Prozesse
Betriebsmittel
Logistik I, II
V11/12
V13/14
Beschaffungslogistik
Materialfluss
Produktionslogistik
Distributionslogistik
Layoutkonzepte
Gebäude
Case: Eickhoff
Highlights
V15: Summary
Beispiele
V = Vorlesung
Seite 4
Anmerkungen zur Folie:
Die Vorlesungsreihe gliedert sich in ihrem Hauptteil in die Standortplanung,
die Festlegung des Produktionskonzeptes und die Definition der Logistik.
Dabei umfasst die Standortplanung einerseits die Festlegung des
Wertschöpfungsumfangs und andererseits die Standortwahl, wobei zu
beachten ist, dass die Lebensdauer einer Fabrik viel höher ist als die eines
Produktes. Aufgrund der nicht exakten Planbarkeit eines Produktes muss
über ein breites Spektrum geplant werden. Die Konzeption des Production
Systems schließt die Prozess- und Ressourcenplanung mit ein. Die Gestaltung der Logistik beinhaltet neben der Layoutgestaltung auch die
Lagerplanung.
V 9/10 S. 4
Vorlesung 9 und 10
Glossar V9 und V10:
5S:
Aussortieren (Seiri), Aufräumen (Seiton), Arbeitsplatz sauber halten
(Seiso), Anordnungen zur Regel machen (Seiketsu), alle Punkte einhalten
und ständig verbessern (Shitsuke).
Andon:
Ein Lichtsignalsystem um Verzögerungen oder Unterbrechungen in der
Produktion sofort für jeden sichtbar zu machen.
Autonomatisierung:
Einrichtung von Prozessen und Vorrichtungen zum Aufdecken von
Fehlern, bevor diese an den nachfolgenden Prozess weitergegeben
werden.
FPS:
Ford Production System
Gemba:
Ort der Wertschöpfung
Kaizen:
japanischer Terminus für kontinuierliche Verbesserung
Kanban:
Karte um einem vor-/ nachgelagerten Prozess zu signalisieren, dass er
produzieren/ abholen soll.
KVP:
Kontinuierlicher Verbesserungsprozess
Lean Production:
„Schlanke“ (nicht im Sinne von Rationalisierung) Produktion (am Vorbild
Toyota) - im eigentlichen Sinn nicht übersetzbar.
MPS:
Mercedes Production System
Muda, Mura, Muri:
7 Arten der Verschwendung, Unregelmäßigkeit und Überbelastung
Nachfrageglättung:
Zeitliche
Mittelung
der
Nachfrage
Produktionsmenge zu bestimmen.
um
eine
kontinuierliche
V 9/10 S. 5
Vorlesung 9 und 10
Glossar V9 und V10:
One-Piece-Flow:
Fertigung mit Losgröße 1
PDCA/ Deming Kreislauf:
Planen, Durchführen, Checken, Aktion
Poka-Yoke:
Einen Fehler vermeiden, oder sofort ausfindig machen.
Qualitätszirkel:
Treffen von Mitarbeitern mit dem Ziel der Prozessverbesserung im Sinne
des Qualitätsmanagements.
SMED:
Methode zur Verkürzung von Anlagenstillständen bei Umrüstvorgängen
(Single Minute Exchange of Die).
Target Costing:
Ausgehend von einem Zielpreis werden sogenannte Zielkosten festgelegt
und das Produkt nach diesen Kostenvorgaben entwickelt.
TPM:
Vermeidung von Anlagenstillständen durch präventive Wartung (Total
Productive Maintenance).
TPS:
Toyota Production System
TQM:
Durchgängige, fortwährende und alle Bereiche einer Unternehmung
erfassende und kontrollierende Tätigkeit, die dazu dient, Qualität als
Systemziel einzuführen und dauerhaft zu garantieren (Total Quality
Management).
V 9/10 S. 6
Vorlesung 9 und 10
Ziele der Vorlesungen V9 und V10:
Grundlegende
Begriffe
und
Ablauforganisation der Produktion
Methoden
zur
Aufbau-
und
Überblick über den Betrachtungsbereich Production Systems
Gestaltungselemente der „Lean Production“
V 9/10 S. 7
Vorlesung 9 und 10
Production Systems I & II
V7
Prozessplanung
V8
Ressourcenplanung
Technologieketten
Betriebsmittelplanung
Zeitwirtschaft
Personalbedarfsplanung
Arbeitsplanbildung
Leistungsabstimmung
V9
Aufbauorganisation
Produktionsformen
Bildung organisatorischer Einheiten
Formen der
Aufbau- und
Ablauforganisation
in Fertigung und
Montage
Fertigungssegmentierung
V10
Production Systems
Lean Production als Kern der
Produktionsorganisation
Bestandteile des Lean
Konzeptes
Seite 8
V 9/10 S. 8
Vorlesung 9 und 10
V9
Aufbauorganisation
Produktionsformen
Formen der
Aufbau- und
Ablauforganisation
in Fertigung und
Montage
V10
Production Systems
Konzeptes
Seite 9
V 9/10 S. 9
Vorlesung 9 und 10
Gliederung
1
2
Produktionsformen
3
Production Systems
4
Seite 10
V 9/10 S. 10
Vorlesung 9 und 10
Aufbauorganisation: Bildung organisatorischer Einheiten nach
Ähnlichkeitskriterien
Typische Ähnlichkeitskriterien
Kriterium 1
A
Prozessschritt 1
B
C
Kriterium 2
AA
B
Kriterium x
A
B
Ähnlichkeitskriterien und
Klassen (A, B, …)
Produktvarianten und -änderungen,
Unterschiedliche Produktionsvolumina
Qualifikationsanforderungen Mitarbeiter
a
Technologie- und
Maschinenanforderungen
b
a
Prozessschritt 2
b
c
Prozessschritt 3
Prozessschritt Y
a
Verwendung ähnlicher Prozessanforderungen zur Bildung
organisatorischer Einheiten
a
b
Produktionsprozess
und Anforderungsunterschiede (a, b, …)
Kriterium x A&B lösen
Anforderungen a&b am
Produktionsprozess aus
Funktionale oder prozedurale
Organisation?
Getrennte oder integrierte Fertigung
unterschiedlicher Produkte od. Varianten?
Seite 11
Für die Gestaltung der Aufbauorganisation muss die Arbeits- oder Produktionsaufgabe auf
verschiedene organisatorische Stellen oder Einheiten verteilt werden. Dazu wird die
Gesamtaufgabe zunächst in Teilaufgaben zergliedert. In der Produktionsgestaltung können
diese Teilaufgaben meist über die Arbeits- oder Prozessschritte, die zur Herstellung eines
Produktes notwendig sind, beschrieben werden.
Die Bildung organisatorischer Einheiten beruht in der praktischen Umsetzung auf der
Abwägung, was das ausschlaggebende Kriterium für die Zusammenlegung oder Trennung
bestimmter Aufgaben in organisatorische Einheiten ist. Einen verbindlichen Katalog solcher
Kriterien gibt es nicht, die Abwägung wird vielmehr stets unternehmens- und fallspezifisch
durchzuführen sein. Hilfreich bei dieser Abwägung ist meist eine Untersuchung der
Ähnlichkeit der Anforderungen an den Produktionsprozess: Wenn z.B. zwei Produkte sehr
unterschiedliche Anforderungen an Produktionsmittel oder die Prozessgestaltung haben, ist
dies ein Indiz dafür, dass eine Verteilung auf zwei organisatorische Bereiche sinnvoll sein
kann. Ebenso kann der Bedarf nach sehr ähnlichen Qualifikationsanforderungen der
Mitarbeiter einen Hinweis darauf geben, dass eine organisatorische Zusammenlegung
dieser Aufgaben sinnvoll sein kann.
Eine Bewertung, welches Kriterium dominant für die Bildung der aufbauorganisatorischen
Einheit ist, erfolgt durch verschiedene qualitative und quantitative Faktoren. Besonders zu
nennen sind hier z.B.: Die Minimierung des Kommunikations- und Koordinationsaufwandes
zwischen den organisatorischen Einheiten, die Optimierung der kapazitiven Auslastung der
Mitarbeiter und Maschinen und die Sicherstellung der für die Aufgabenerfüllung
notwendigen Qualifikation.
V 9/10 S. 11
Vorlesung 9 und 10
Konzept der Fertigungssegmentierung
Markt-/ Zielausrichtung
Produktorientierung
Bildung abgegrenzter ProduktMarkt-Kombinationen
Strategische Erfolgsfaktoren
Mehrere Stufen
der log. Kette
Integration
mehrerer
unternehmensinterner
Wertschöpfungsstufen
Koordinationsaufwand
Leistungsverflechtung
Fertigungstiefe
Fertigungssegment
Kosten-/ Ergebnisverantwortung
Übertragung
indir. Funktionen
Instandhaltung
Transport
Materialbereitst.
Steuerung
Rüsten
QM
Quelle: Wildemann 2007
Seite 12
In dem Organisationskonzept der Fertigungssegmentierung wird die
Produktion in am herzustellenden Produkt bzw. an Verkaufsmärkten
ausgerichtete Organisationseinheiten eingeteilt. Jedes dieser Segmente
übernimmt möglichst vollständig alle notwendigen Produktionsleistungen,
die für die Herstellung des jeweiligen Produktes oder der jeweiligen
Produktgruppe erforderlich sind (hohe Fertigungstiefe). Explizit werden
dabei auch alle relevanten indirekten Funktionen einem Segment
zugeordnet, wie z.B. Instandhaltungsaufgaben, Bereitstellungslogistik,
Aufgaben der Arbeitsvorbereitung oder Qualitätssicherung. Ziel der
Organisation der Produktion in solche Segmente ist eine stringente
Konzentration aller Aktivitäten auf die von der Kundengruppe eines
Produktes oder dem Marktssegment geforderten Produkteigenschaften.
Durch diese Fokussierung des Segments sollen Kundenbedürfnisse besser
erfüllt und Marktveränderungen schneller antizipiert werden. Faktisch
stellen die Fertigungssegmente kleine Produktionsunternehmen im
Unternehmen dar.
Die Schwierigkeit des Konzeptes der Fertigungssegmentierung ist, dass
leicht redundante Strukturen in den Segmenten entstehen können, da jedes
über eine eigene Arbeitsplanung und eigene, exklusiv genutzte Maschinen
verfügt. So ist bei der Bildung von Fertigungssegmenten etwa darauf zu
achten, dass für die Ressourcen eine ausreichende Auslastung stattfindet
und eine hinreichende Abstimmung der Produktionsplanung erfolgt.
V 9/10 S. 12
Vorlesung 9 und 10
Beispiel einer vertikalen Segmentierung nach Produkttyp und
-menge
Produkt
A
B
C
Menge
A
B
a
b
Segment 1
c
d
a
Segment 2
Altes
layout
Job-shop
Technologie
A
B
Segment für große
Volumina
Integration in
flexibles Niedrigvolumen-Segment II
b
c
Produktspezifisches
Segment
Segment 1
Segment 2
Maschinengruppe
Neues
layout
Flow-shop
Segmente I-III
Quelle: MPA/ WZL
Seite 13
In dem beschriebenen Beispiel handelt es sich um eine Segmentierung
eines Fertigungsbereiches. In dem untersuchten Bereich werden Produkte
mit unterschiedlichen Prozessanforderungen hergestellt. Weiterhin gibt es
Produktreihen mit großen und sehr kleinen Stückzahlen und
unterschiedliche
Anforderungen
an
die
Oberflächenbeschichtung
(Technologie). Die Ähnlichkeit der Maschinen ist in diesem Fall so groß,
dass unterschiedliche Qualifikationsanforderungen keine Rolle spielen.
Die Untersuchung der Ähnlichkeit führte im dargestellten Beispiel zu einer
Umgestaltung der organisatorischen Einheiten von einer funktional
organisierten
Werkstattfertigung
zu
einer
am
Produktionsfluss
ausgerichteten Organisationsstruktur, in der sich eine organisatorische
Einheit (Segment) auf die Produktion der Großserienprodukte (geringe
Produktvarianz, Fokus auf Effizienz) spezialisierte, eine auf die Herstellung
der zahlreichen Kleinserienprodukte (Fokus auf Flexibilität) und eine Einheit
auf die Herstellung von zwei Produktreihen mit aufwendigen
Oberflächenbehandlungen.
Eine Untersuchung der Ähnlichkeitsanforderungen zur Identifikation der
dominanten Gestaltungskriterien zur Bildung organisatorischer Einheiten
kann nur Anhaltspunkte für die Gestaltung vermitteln. Ein Vergleich
unterschiedlicher Gestaltungsmöglichkeiten muss daher auf Basis einer
monetären und qualitativen Bewertung erfolgen.
V 9/10 S. 13
Vorlesung 9 und 10
Beispiel einer segmentierten Produktion: Pumpenhersteller
Menge
Teilung des
Produktspektrums
„Standardpumpen“:
Kleinpumpen aus „Katalogangebot“
„Spezialpumpen“:
Auftragsspezifische Sonderanfertigungen
11302
61581
11304
Montagesegment
Spezialpumpen
12006
94603
11030
33601
A nreißpl
.
221
R
53003
12008
Lager- u.Bere itst ellflä che
33101
Putze rei
17001
46301
L. u. H.
65012
22101
00
3
02
410
32002
22001
A nlieferfläche
für
Rücksendungen a us
Sc hwe ißerei
777
o4
41
32003
Lager- u. Be reitste llfläche
große NW
Lager- u.Bereitstellfläche
113/11030
27
110
120
01
122
02
11
009
15103
Instandhaltung
17801
Büro WS
Lager-und
Bereitste llfläche
Montage
Lager- und
Bereitstellfläche
Montage
26503
L. u. H.
Meisterbüro
La ger- u.Bere itste llfläc he
110/120
43002
Fertigungssegment
Spezialpumpen
17806
77500
Lager- u.Bereitste llfläche
151 und Vorrichtung
ZFP
15101
17900
17002
17911
420
70502
Meßraum
70503
Werkzeugausgabe 70501
70302
Schleifere i70000
70602
43601
71071
70561
70562
Lage r- u. Bereitstellflä che
Montage
70560
62201
Fertigungssegment Standardpumpen
Herstellung der Eigenfertigungsteile für
Standardpumpen
Arbeitsvorbereitung
Maschineninstandhaltung
11305
Produktvarianz
R
Meisterbüro (oben)
16901
Anreißplatte
La ger- u.Bereitste llfläche
Großmechanik
Bereitste llfläche
für Sic hern
26502
18m
77140
Lagerfläche
Montage
Prüfen
25001
25001
12302
26501
La ger- u.Bere itst ellflä che
Wa sc hen
14103
14201
77140
14102
62103
La ger- u.Bereitstellfläche
Großmechanik
31005
Waschanlage
67001
51005
51503
55011
51001
55008
55002
55004
Schw eißüberwachung
groß
55009
Rißprüfung
55010
51002
51504
Kompressor
Luftprüfstand
80260
94809
94807
053
05094
Bere itste llfläc he
für Schweiße n und ZFP
Kle insegment und
Kleinteile aus Großsegment
94803
94101
M3
Rollband
94202
Büro
WQ
M2
Montage -K appen
M1
Bedienungspult
für Luftprüfstand
Bereitst ellflä che
für Sichern
1. Etage: Doppelregal
für Rückliefe rungen an Kleinsegme nt
Wertstoffbe hä lt er
M4
Waage
Kle insegme nt
A 160
Typensch.Ma sc h.
D urchlaufrega le
Dampfprüfstand 80250
Behä lter für
Wasse rprüfstand
N D 64
Versuchsraum
Lufttrockener
05099
Wasserprüfstand
ND 320
SAS
Läppe n
62301
62314
Labor
80200
93201
F
a
r
eb
93301
17908
26101
Bereitste llfläche
für Sichern
Bere itst ell
flä che
Strahlen
Verputze n
05090
Kompressor
1. Etage Hochspannunga nlage
93302
33501
Bere itste llfläc he für a lle Se gmente
a m Ware ne inga ng
05091
05093
Schaltschänke
G laswascha nlage
67002
66002
Hochrega l
Büro
Zentra lla ger
05098
Wasserauufbereitugsanlage für Dampfprüfst
Prüfstand
Wasserprüfstand
ND 64
94808
52004
51559
Dampfe rzeuge r
SKB J- R
SKB J- R
Läppen
VSE- 0/ Min.s
94503
SKB E-H
SKB A-D
12007
94606
51558
05084
52001
Röntge nra um
77700
MAG
Hochregal
Hochregal
94603
53006
51004
52701
E-Hand/ Pallette nWIG
Entn.
94804
17904
8m
53001 51517
51518
52901
51006
52501
51002
52801/
51527
31002
24001
93401
Druckprüfung
Gehäuse
43501
V AX
12010
11031
R
15201
15102
R
Kattenba ch- Sä ge
46404
MEBA- Sä ge
46402
Bereitstellfläche
für Absperren kle in
16903
94710
Ble chla ge
MEBA- Säge
46401
Behnunger- Säge
46403
54002
Lagerfläche
Meiste rbüro
Sägezentrum
u. LVR 76100
Werkstoffanalyse
Wareneingang
77800
H ebegabel
für Bleche
R
US- Prüfung
Trennnraum
Lager sonstiges
Produktionsmaterial
Elektrodenraum
77510
Waage
29
77500
110
Zeugniskontrolle
Büro
Ware ne ingang
11 014
Warene ingang
77800
11008
WC
94708
Druckprüfung
Stutz en
MaterialZw ischenlager
R
93102
55007
14301
R
R
Montagesegment Standardpumpen
Montage der Standardpumpen
Produktionsplanung und -steuerung für
Montage- und Fertigungssegment
Arbeitsvorbereitung
Qualitätssicherung
La ger- und
Be re itste llfläche
G ehäuse
47002
La ger- u.Bereitstellfläche
250/ 265/ 131/ 143
13101
12301
45001
77704
64001
13001
22501
Automa tisches
Kassettenlager
76101
Fa. Re mmert
Materialbe reitste llunf
VW
Magne tpulve rPrüfplat z
Dienstleistungssegment
Materialversorgung der
Produktion
Kundenspezifische
Anbauteile
(Ventile, Adapter etc.)
Ersatzteilversorgung
Kunden
Lagerhaltung
Seite 14
Im dargestellten Beispiel einer segmentierten Produktion bei einem
Pumpenhersteller kann das Produktspektrum in zwei Gruppen geteilt
werden. Der größere Mengenanteil sind Kleinpumpen aus dem
Standardsortiment des Unternehmens. Die Kleinpumpen werden
entsprechend der mittleren Marktnachfrage produziert und über die
Vertriebspartner
des
Unternehmens
verkauft.
Der kleinere Mengenanteil der Produktion sind Spezialpumpen, die zum Teil
auf Basis des angebotenen Produktprogramms konstruktiv an spezifische
Kundenwünsche angepasst werden. Die Spezialpumpen werden nur
auftragsspezifisch hergestellt. Da sie zum Teil sehr groß sind und über
spezielle Anforderungsspezifikationen verfügen müssen, werden für die
Fertigung und Montage der Spezialpumpen zum Teil besondere Maschinen
und Vorrichtungen benötigt.
Aufgrund der Unterschiede in der Auftragsabwicklung und in den
Prozessanforderungen wurde die Produktion im Beispiel vertikal in Spezialund Standardpumpen und horizontal in Montage- und Fertigungsbereiche
segmentiert. Die Material- und Teileversorgung wurde in einem separaten
Dienstleistungssegment zusammengefasst.
V 9/10 S. 14
Vorlesung 9 und 10
Aufbauorganisation: Konzept der fraktalen Organisation
Fraktale Strukturen
Merkmale der fraktalen Produktionsorganisation
Im Detail spiegelt sich die
Gesamtstruktur wider.
Selbstähnlichkeit
Jedes ihrer Teile enthält die
Fraktale sind selbstähnlich, jedes leistet Dienste.
Analogie zur Produktion
Selbstorganisation
Fabrik ist ein Verbund von
Fraktale betreiben Selbstorganisation.
Gesamtstruktur.
Fraktalen.
Ein Fraktal ist eine selbständig
agierende Unternehmenseinheit,
deren Ziele und Leistung
eindeutig beschreibbar sind.
Beispiel eines fraktalen
Objektes: Mandelbrot Menge
Operative Selbstorganisation: Die Abläufe werden mittels angepasster Methoden
optimal organisiert.
Selbstoptimierung
Taktische und strategische Selbstorganisation: In einem dynamischen Prozess
erkennen und formulieren die Fraktale ihre Ziele sowie die internen und externen
Beziehungen. Fraktale bilden sich um, entstehen neu und lösen sich auf.
Zielorientierung
Das Zielsystem, das sich aus den Zielen der Fraktale ergibt, ist widerspruchsfrei
und muss der Ereichung der Unternehmensziele dienen.
Die Leistung eines Fraktals wird ständig gemessen und bewertet.
Dynamik
-
Fraktale sind über ein leistungsfähiges Informations- und Kommunikationssystem
vernetzt. Sie bestimmen selbst die Art und Umfang des Zugriffs.
Quelle: Warnecke 1996
Seite 15
Ein jüngeres, viel diskutiertes Organisationskonzept ist das der „Fraktalen
Fabrik“. Ausgangspunkt dieses Konzeptes ist folgende, aus der
Systemtheorie stammende Überlegung: Unter bestimmten Bedingungen
bilden sich in großen Systemen Prozesse der Selbstorganisation aus. Ein
Beispiel für eine solche Selbstorganisation ist eine von Mandelbrot
entdeckte rekursive Folge, deren Zahlenmenge die so genannte
Mandelbrotmenge darstellt. Graphisch finden sich bei immer weiterer
Vergrößerung immer die selben Strukturen wieder (Selbstähnlichkeit). Die
fraktale Organisation versucht das Phänomen dieser selbstorganisierten
Strukturbildung auf die Organisationsgestaltung zu übertragen und dadurch
Koordinations- und Hierarchieebenen so weit wie möglich zu reduzieren und
eine wandlungs- und anpassungsfähige Struktur einzurichten.
Eine
direkte
Übertragung
der
fraktalen
Struktur
auf
die
Produktionsorganisation ist nur begrenzt möglich. So ist eine der
Schwächen des Ansatzes, dass das Aussehen einer fraktalen Fabrik nur
unscharf geklärt werden kann. Vielmehr ist das Konzept als
Gestaltungsrichtlinie, d.h. als Anhaltspunkt, für die Organisationsgestaltung
zu verstehen.
V 9/10 S. 15
Vorlesung 9 und 10
Gliederung
1
2
Produktionsformen
3
Production Systems
4
Seite 16
V 9/10 S. 16
Vorlesung 9 und 10
Produktionsformen
Räumliche Strukturierung
Arbeitsobjekt (Produkt)
fest
beweglich
Zeitliche Strukturierung
Losgröße
10 5
Massenfertigung
stationär
Baustellen-/
Baustellen-/
Gruppenfertigung
Gruppenfertigung
z.B.
z.B. WerkzeugWerkzeugmaschinenmontage
maschinenmontage
Fließfertigung
Fließfertigung
z.B.
z.B. Industrielle
Industrielle
Serienproduktion
Serienproduktion
10 3
10 2
Kleinserienfertigung
Einzelfertigung
10 1
1
Großserienfertigung
10 -1
beweglich
Arbeitsplatz
10 4
Arbeitskolonnen
Arbeitskolonnen
z.B.
z.B. GroßanlagenGroßanlagenbau,
bau, Schiffbau
Schiffbau
Werkbankfertigung
Werkbankfertigung
z.B.
z.B. KleinserienKleinserienmontage
montage
Werkstattfertigung
Werkstattfertigung
z.B.
z.B. KomponentenKomponentenfertigung
fertigung
Produzierte Jahresstückzahl
10
-1
1
10
1
10 2
10 3
10 4
10 5
10 6
10 7
10 8
Punktfertigung
Werkstattfertigung
Gruppenfertigung
Linienfertigung
Quelle: in Anl. an Kettner 1984; in Anl. an Schuh 1996, S.9-67
Seite 17
Für die Festlegung der Organisationsform eines Produktionsbereiches
(Produktionsform) gibt es keine eindeutigen Beschreibungsmuster. Es
stehen jedoch unterschiedliche Anhaltspunkte zur Verfügung, um eine
systematische Vorgehensweise zu unterstützen.
Die Problemstellung in der Gestaltung der Ablauforganisation besteht in der
personellen, räumlichen und zeitlichen Synthese der Arbeitsaufgabe.
Sowohl für die räumliche als auch für die zeitliche Strukturierung können
einige
grundsätzliche
Indizien
aus
den
Spezifikationen
der
Bearbeitungsaufgabe abgeleitet werden: Beweglichkeit des Werkstücks,
Beweglichkeit des Werkzeugs bzw. der Arbeitstationen oder Maschinen,
sowie zu produzierende Stückzahlen.
V 9/10 S. 17
Vorlesung 9 und 10
Produktionsformen in der Fertigung
Werkstättenfertigung
Gruppenfertigung
Fließfertigung
Typische Anordnungsstruktur
Maschinengruppe
Maschinengruppe
Fließreihe
Gliederung des Fertigungsbereichs
Rohmateriallager
Rohmateriallager
D
D
B
B
D
B
D
D
B
B
F
S
D
S
F
F
F
F
Fertigteillager
Gliederungskriterien:
Zusammenfassen gleicher
Bearbeitungsverfahren
B
Rohmateriallager
D
D
D
F
F
F
B
B
S
S
F
S
F
B
B
Fertigteillager
Fertigteillager
Zusammenfassen der notwendigen Verfahren für eine Werkstückgruppe
Aufstellen der Maschinen nach
der Arbeitsfolge einer
Teilegruppe
Legende:
D = Drehen
F = Fräsen
B = Bohren
S = Sägen
Seite 18
Produktionsformen werden in Fertigungsbereichen vor allem durch die
Anordnungs- und Verknüpfungsstruktur der Maschinen beschrieben.
Die Eignung des Einsatzes unterschiedlicher Fertigungsformen oder prinzipien kann schematisch durch die folgende Matrix erläutert werden:
V 9/10 S. 18
Vorlesung 9 und 10
Produktionsformen in der Montage
Montageproduktionsformen
Fließprinzip
Verrichtungsprinzip
BewegungsVor- und
Nachteile
charakteristik
Baustellenmontage
Gruppenmontage
Reihenmontage
+ Gute Durchführbarkeit von
Sonderaufträgen
Bewegte
Arbeitsplätze
- mechanische
Montageeinrichutng
Bewegte
Arbeitsplätze
Stationäre
Arbeitsplätze
Fließprinzip
+ Geringer Flächen-
+ Geringe
bedarf Qualifikationsanforderungen
- Hoher Steuerungs-
- Hoher
aufwand
Planungsaufwand
+ Hohe Transparenz
des Montageablaufes
- Geringe Eignung für
Sonderaufträge
- Hohe Kapitalbindung
Legende:
Fließmontage
Bewegte Montageobjekte
Stationäre Montageobjekte
Stationäre
Arbeitsplätze
Taktstraßenmontage
- manueller
Arbeitsplatz
- Montageobjekt
- Objektbewegung
- Arbeitsplatzbewegung
Seite 19
Die Unterscheidung unterschiedlicher Produktionsformen wird in
Montagebereichen durch drei Charakteristika beschrieben: Die Bewegung
des Werkstückes, die räumliche und prozedurale Verknüpfung der
Arbeitsplätze oder -stationen und die Zuordnung von Mitarbeitern zu den
Arbeitsstationen. Aus den unterschiedlichen Kombinationsmöglichkeiten
dieser
Charakteristika
ergibt
sich
eine
Klassifizierung
der
Montageproduktionsformen.
V 9/10 S. 19
Vorlesung 9 und 10
Typische Aufbauorganisation zu unterschiedlichen
Produktionsformen
Werkstättenorientierte Strukturierung
Prozessorientierte Strukturierung
Leitung
F
PPS
PPS
QS
Hauptbetriebe
Leitung
F
AggregatF
T1 T2 T3 T4
A1 A2
Schreinerei
Teile-F
Objektorientierte Strukturierung
Schlosserei
Elektrowerkstatt
Zusammenbau
Fräserei
Dreherei
Gießerei
Schreinerei
Schlosserei
Elektrowerkstatt
Arbeitsvorbereitung
A1
T2
Betrieb
a
Betrieb
b
Schreinerei
Schlosserei
Elektrowerkstatt
PPS
aa ab ac
Betrieb
c
PPS
ba bb bc
T4
PPS
ca cb cc
Fertigungsstufe 1
M1
M3
T3
Hilfsbetriebe
G1 G2 M1 M2 M3
G1
T1
QS
Arbeitsvorbereitung
Prüfabnahme
Hilfsbetriebe
Hauptbetriebe
GehäuseF
Hilfsbetriebe
QS
Montage
Leitung
F
A2
Fertigungsstufe 2
G2
Fertigungsstufe 3
P
M2
Fertigungsstufe 4
Prüfstufe
PPS:Produktionsplanung und -steuerung
QS: Qualitätssicherung
Quelle: in Anl. An Bleicher 1991
Seite 20
Die Organisation des Fertigungsbereiches ist weitgehend bestimmt durch
ingenieurtechnische und verfahrenstechnische Vorgaben, die aus der
Beschaffenheit der Produktionsmittel bzw. der anzuwendenden Fertigungsverfahren stammen.
Bei einer werkstättenorientierten Strukturierung – einer Verrichtungsstrukturierung – werden technische Komponenten zusammengefasst, die
sich durch gleichartige Leistungsabgaben an verschiedene Objekte
auszeichnen. Diese Strukturierung findet häufig in der Einzel- und
Kleinserienfertigung Anwendung.
Die prozessorientierte Struktur ist eine zweite Variante der Verrichtungsstrukturierung. Die Gliederung entspricht hier abgrenzbaren Stufen des
Arbeitsfortschrittes und geht mit einer – im Gegensatz zur werkstättenorientierten Strukturierung – relativ geringen Differenzierung des Erzeugnisprogramms einher.
Bei der Objektstrukturierung der Fertigung werden die Produktionsstätten
bestimmten Produkten bzw. Produktgruppen zugeordnet. Diese Fertigungssegmentierung fasst somit mehrere Stufen der logistischen Kette eines
Produktes zusammen.
V 9/10 S. 20
Vorlesung 9 und 10
Bestimmung der Produktionsform mit dem Kooperationsgrad
χ-m-Diagramm zur Bestimmung der Produktionsform
Kooperationsgrad
Werkstattstruktur
(Werkstattfertigung)
Gruppenstruktur
4
3
2
1
Mit dem Kooperationsgrad wird eine
durchschnittliche Anzahl von
Arbeitsplätzen bezeichnet, mit
denen ein Arbeitsplatz
unmittelbar verbunden ist.
Berechnung
m
Reihenstruktur
(Reihenfertigung)
χ=
5
10
k2=2
k3=4
∑k
i =1
i
m
15 Arbeitsplatzanzahl
Beispiel
k1=2
Kooperationsgrad
k4=3
6 Arbeitsplätze m=6
χ = 16/ 6 = 2,67 Reihenfertigung
k5=2
k6=3
ki Anzahl der Arbeitsplätze, mit
denen Arbeitsplatz i
unmittelbar in Verbindung
steht
m Anzahl der Arbeitsplätze,
der betrachteten
Produktionseinheiten
Quelle: Schmigalla 1995
Seite 21
Ein Kriterium zur Auswahl der Produktionsform ist der Kooperationsgrad. Er
sagt aus, mit wie vielen Arbeitstationen eine Arbeitsstation durchschnittlich
interagiert. Analytisch betrachtet ist der Kooperationsgrad das Verhältnis
der Summe der einzelnen Verbindungen und der Anzahl der Arbeitsplätze.
SCHMIGALLA schlägt abhängig von der Arbeitsplatzanzahl und dem
Kooperationsgrad mögliche Produktionsformen vor. Wichtig ist dabei, dass
nicht immer eindeutig zwischen Gruppenstruktur und Reihenstruktur
unterschieden werden kann.
Da der Kooperationsgrad nur ein Kriterium von vielen ist, muss die Aussage
des Diagramms immer im Kontext zu weiteren Kriterien gesehen werden.
V 9/10 S. 21
Vorlesung 9 und 10
V9
Aufbauorganisation
Produktionsformen
Formen der
Aufbau- und
Ablauforganisation
in Fertigung und
Montage
V10
Production Systems
Konzeptes
Seite 22
V 9/10 S. 22
Vorlesung 9 und 10
Gliederung
1
2
Produktionsformen
3
Production Systems
4
Seite 23
V 9/10 S. 23
Vorlesung 9 und 10
Das „Lean Production System“
Zukünftig: Haus der Wertschöpfung*
Leitungsfunktion
Leitungsfunktion
Früher: Unternehmen als Pyramide*
Prozess
Wertschöpfungsfunktion
Wertschöpfungsfunktion
Zentrale
Weisung
Zielabstimmung
Prozess
Prinzipien der „Lean Production“
Quelle: in Anl. an Warnecke 1996
Wertschöpfungsorientierung
Prozessorientierung
Parallelisierung von Prozessen
Partizipativ-Kooperatives Management (Mitarbeitereinbindung)
Kunden-Lieferanten-Prinzip in der gesamten Prozesskette
Visualisierung und Transparenz
Seite 24
Der Begriff der „Lean Production“ wurde von der MIT Studie „The machine
that changed the world“ zu Beginn der 90er Jahr geprägt. Der in der Studie
angestellte Vergleich japanischer, europäischer und amerikanischer
Automobilhersteller war Teil einer Bewegung, die die Gestalt heutiger
Produktionsunternehmen nachhaltig geprägt hat.
Der Paradigmenwechsel der „Lean Production“ wird häufig über das Bild
eines Wechsels der Unternehmensstrukturen von einer Pyramide zu einem
Haus der Wertschöpfung beschrieben. Damit ist gemeint, die direkten,
wertschöpfenden (also von Kunden bezahlten) Geschäftsprozesse in den
Mittelpunkt der Aktivitäten des Unternehmens zu rücken. Entsprechend
wurden in zahlreichen Unternehmen Hierarchieebenen abgeschafft und die
Wertschöpfungs-funktionen der Unternehmung reorganisiert, um diesem
Anspruch gerecht zu werden. Die Bemühungen lassen sich als
Grundprinzipien der „Lean Production“ zusammenfassen.
Da im Lean Production System der „Gemba“ (jap.: „Ort der Geschehens“)
bzw. der wertschöpfende Mitarbeiter, in der Fabrikplanung in der Regel der
Produktionsmitarbeiter, in den Mittelpunkt rückt, sind die Regeln, Methoden
und Standards, die in operativen Production Systems formuliert werden, auf
die
leicht
verständliche
und
eindeutige
Kommunikation
an
Produktionsmitarbeiter ausgelegt.
V 9/10 S. 24
Vorlesung 9 und 10
Beispiel: Konzept des „Synchronous Production System“
Synchrone
Produktion
Benötigte Teile,
Hohe Qualität
Das
synchronous
Production
System zur
Reform der
Unternehmenskonstitution, um
im
internationalen
Wettbewerb zu
gewinnen
Konsequentes
Eliminieren von
Verschwendung
(muda)
Niedrige
Herstellungskosten
Reduzierung aller
Durchlaufzeiten
Produktvielfalt
in notwendiger
Stückzahl,
herstellen.
Standardisierte Arbeit
der
Mitarbeiter
(Fertigung,
Kaizen)
Autonomatisierung
Keine
Schlechtteile an
den nachgelagerten
Prozess
Kanban für
Material
(Steuerung,
Informationen)
zum geforderten
Zeitpunkt
Visuelles
Management
Quelle: in Anl. an Takeda 2006
Seite 25
Ein spezifisches Konzept zur Umsetzung einer „Lean Production“ ist das
„Synchronous Production System“. Die Grundregeln entsprechen den
bereits vorgestellten Aspekten, sie rücken jedoch die Aspekte der
bedarfsorientierten Produktion (Synchronität) und des Kunden-Lieferanten
Prinzips (Autonoma-tisierung) in den Vordergrund.
Der Begriff Autonomatisierung beschreibt die Einrichtung von Prozessen
und Vorrichtungen, die ermöglichen, dass Fehler entdeckt werden, bevor
sie an den nachgelagerten Prozessschritt weitergegeben werden können.
Beispiele dafür sind Pick-to-light Systeme oder Systeme, die kontrollieren,
ob die notwendige Anzahl an Schrauben angezogen wurde.
V 9/10 S. 25
Vorlesung 9 und 10
In der Lean Production orientieren sich die Prozesse am Wert aus
Kundensicht
Was ist für
den Kunden
„Wert“?
Kunde
Produktnutzen
Prozessnutzen
Für welche Prozesse
bezahlt der Kunde?
Prozess
C
Was ist wertschöpfend,
was nicht?
Wie erzeugt man
stabile Bedingungen?
Prozess
B
Wie können Prozesse
betriebsübergreifend
synchronisiert werden?
Prozess
A
Lieferant
Wie wird der
Prozess gesteuert?
Die wertorientierte Gestaltung der Prozesse erfolgt mit den fünf Prinzipien des Lean Production:
Wert, Wertstrom (Synchronisierung), Fluss, Pull und Perfektion
In Anl. an: Womack J und Jones D (2004). Lean Thinking
Seite 26
Neuere Erkenntnisse und Denkweisen zu Folge, steht der Wert für den
Kunden im Vordergrund. Dieser zahlt letztendlich für das Produkt und für ihn
muss der Produktnutzen maximiert werden. In der Lean Production
Philosophie wurde dies erkannt und der Wert des Kunden in den Mittelpunkt
gestellt. Dabei wirkt sich diese wertorientierte Denkweise auch auf die
zugrundeliegenden Prozesse aus.
Letztendlich wird bei der Lean Production Philosophie versucht nicht
wertschöpfende Prozesse zu eliminieren und Verschwendung innerhalb der
Prozesse zu vermeiden. Die wertorientierte Gestaltung erfolgt dabei entlang
fünf verschiedener Prinzipien: Wert, Wertstrom, also die Synchronisierung
des Prozesses, andere bezeichnen dies auch als Takt, Fluss, Pull und die
langfristige ausgerichtete Perfektion.
V 9/10 S. 26
Vorlesung 9 und 10
Planung der Wertschöpfung mit Wertstromdesign
Produktfamilie
wählen
Aufbau der
Methodik
ABC GmbH
Zeichnung des
Ist-Zustandes
Gruppe von Produkten
am Ende (Kunde) des
Wertstroms
Grobes Skizzieren von
Material- und
Informationsfluss
Basis: Ähnliche Verarbeitungsschritte und
Maschinenausrüstung
Analyse und Verständnis der aktuellen Funktionsweise des Werkes
Kunde oder
Zulieferer (extern)
Zeichnung des
Soll-Zustandes
Zeichnen des in zwölf
Monaten erreichbaren,
künftigen Wertstroms
Umsetzung
Erstellen eines Wertstromplans (Jahresplan)
Schrittweise Umsetzung
Basis: Grundregeln eines Kontinuierliche AnpasLean-Production-System
sung und Prüfung des
Soll-Wertstroms
Fertigungs
-planung
Elektronischer
Informationsfluss
MRP
Dienstag
+ Freitag
LkwLieferung
Werk Köln
Informationsfluss
Stanzen
I
Montage
4 x / Tag
I
Bestand
(Menge und
Zeitwert notiert)
I
2 Schichten
Zykluszeit
Umrüstzeit
Laufzeit (%)
Material „PUSH“
(vorgeschoben)
2 Schichten
Zykluszeit
Umrüstzeit
Laufzeit (%)
Prozesskasten
Datenkasten
Quelle: Rother 2000/ Erlach 2003, S. 167-168
Seite 27
Unter Wertstrom versteht man alle Aktivitäten (sowohl wertschöpfend als
auch nicht-wertschöpfend), die notwendig sind, um ein Produkt vom
Rohmaterial bis in die Hände des Kunden zu bringen. Wertstromdesign
heißt, den gesamten Wertstrom sichtbar zu machen, um ihn anschließend
zu verbessern.
Wertstromdesign bezeichnet also eine Methode zur Verbesserung oder
Gestaltung der Produktionsabläufe. Dabei werden Material- sowie
Informationsflüsse und zeitliche Kopplung der Produktionsschritte
gemeinsam betrachtet, um eine umfassende Optimierung zu erreichen.
Das Vorgehen im Wertstromdesign kann wie folgt zusammengefasst
werden:
Mit einfachen Bildern und Symbolen wird direkt vor Ort, also in der
Produktion, der Wertstrom aufgezeichnet. Die verwendeten Symbole sind
so gestaltet, dass man den Wertstrom auch ohne Vorbildung intuitiv
versteht. Die Wertsromanalyse für einen Betrachtungsbereich beginnt stets
bei den Lieferanten und endet beim Kunden des aufgenommenen
Produktions-prozesses.
Nach der Aufnahme des Ist-Zustands folgt die Ausarbeitung eines
verbesserten Soll-Zustands. Die Methode bietet dazu einige grundsätzliche
Vorschläge, mit denen sich der Wertstrom verbessern lässt. Zu den
Vorschlägen gehört etwa die Vermeidung von Materialbeständen durch die
Einführung von kontinuierlicher Fließfertigung oder die Einführung von
dezentralen Steuerungsstrukturen.
V 9/10 S. 27
Vorlesung 9 und 10
Wertstromdesign zur operativen Produktionsoptimierung (1)
Wertstrom in der Ausgangssituation
Quelle: Visteon
Seite 28
Ein Beispiel für die operative Anwendung des Wertstromdesigns gibt die
Darstellung im Bild für den Herstellungsprozess von Innenraumkonsolen im
PKW. Die Durchführung einer solchen Wertstromoptimierung ist häufig als
Workshop organisiert, in dem alle relevanten Funktionsbereiche gemeinsam
eine Analyse der IST-Situation vornehmen und Verbesserungsmaßnahmen
festlegen. Die einfache „Rich Picture“ Symbolsprache hilft dabei, die
entscheidenden Gestaltungselemente in einer Handzeichnung zu
illustrieren.
Im dargestellten Wertstrom werden die Materialien nach einer 5-6 Wochen
Vorrausschau des Kunden beim Lieferanten bestellt und nach einer
Eingangskontrolle im „push“-Prinzip durch die Fertigungsschritte
„Spritzguss“, „Lackieren“ und „Montage“ geschleust. Die so hergestellten
Zwischenprodukte werden eingelagert und nach einer durchschnittlichen
Verweildauer von ca. 3 Tagen an eine Vertragsfirma ausgeliefert, die im
Industriepark
des
Automobilherstellers
eine
Variantenspezifische
Endkonfektion der Teile vornimmt und „Just in Time“ in dessen Montage
einsteuert.
V 9/10 S. 28
Vorlesung 9 und 10
Wertstromdesign zur operativen Produktionsoptimierung (2)
Optimierter Wertstrom
Quelle: Visteon
Seite 29
Bei
der
Optimierung
des
Wertstroms
Gestaltungsheuristiken zur Anwendung:
kommen
folgende
- Ausrichtung aller Prozesse am Produktionstakt (geglätteter
Kundenbedarf), um eine maximale Ablaufsynchronisation zu erreichen.
- Steuerungsprinzip „Pull“ statt „push“, wo immer dies möglich ist - nur
der „taktgebende“ Prozess erhält Steuerungsinformationen über das
herzustellende Produktionsprogramm und zieht die anderen Prozesse
nach.
- Minimierung der Lagerungs- und Liegezeiten zwischen allen Prozessschritten und Eliminierung aller nicht zur Wertschöpfung beitragenden
Aktivitäten.
- Vermeidung von Losgrößenbildung an allen Stellen des Prozesses;
Produktion und Anlieferung an allen Stellen des Prozesses in dem vom
Kunden geforderten Produktmix und der geforderten Abrufmenge.
V 9/10 S. 29
Vorlesung 9 und 10
Tätigkeitsanalyse (SMED Prinzip Toyota)
A
Tätigkeit bestehend aus Einzelelementen
Tkritisch
B
Identifikation von Tätigkeiten, die vorbereitend
durchgeführt werden können
Tkritisch
C
Neuordnung der Tätigkeiten
Anwendungsbereiche:
Umrüstvorgang
Maschinenwartung
Einstellvorgänge
...
Vorgehensweise:
Kleingruppe überarbeitet den
Ablauf einer Tätigkeit
entsprechend den Schritten A - D.
Überprüfung des Ergebnisses.
Anpassung oder Erweiterung
der bestehenden Standards
Legende:
Tkritisch
Zeitraum den die Haupttätigkeit beansprucht
Tkritisch
D
Optimierung der verbliebenen Tätigkeiten
Tkritisch
Tätigkeit die während
der kritischen Zeit durchgeführt werden muss
Tätigkeit die vorbereitend
ausgeführt werden kann
Seite 30
Der Begriff SMED ist eine Abkürzung für Single Minute Exchange of Die
(„ein-minütiger Werkzeugwechsel“) und steht für eine Methode zur
Verkürzung von Anlagenstillständen bei Umrüstvorgängen. Die Methode
und der Begriff SMED entstammen dem Toyota Production System, wo im
Rahmen der Just in Time Fertigung kleiner Losgrößen die Stillstandszeit
aufgrund von Werkzeugwechseln einen erfolgskritischen Faktor darstellt.
Sinnvoll zum Einsatz kann die Methode überall dort kommen, wo
zeitkritische, standardisierbare Tätigkeiten (z.B. an investitionsintensiven
Anlagen) durchgeführt werden müssen (wie z.B. Umrüstvorgänge,
Wartungsarbeiten oder Materialbestückung)
V 9/10 S. 30
Vorlesung 9 und 10
Gliederung
1
2
Produktionsformen
3
Production Systems
4
Seite 31
V 9/10 S. 31
Vorlesung 9 und 10
Synchronisation - Entscheidender Mehrwert der Lean Production
Ausgangszustand
Kunden-Takt
„Schrittmacher“
Zykluszeit 70
[min]
60
Wartezeit
50
40
30
20
10
0
A
B
C
D
E
Mitarbeiter
Endzustand
Zykluszeit 70
[min]
60
Kunden-Takt
50
Durch die Leistungsabstimmung der Prozesse werden die
Kapazitätsbedarfe
synchronisiert und die Auslastung optimiert
40
Jeder Prozess hat genau einen Engpass (Schrittmacher),
dieser steuert den Gesamtprozess: Upstream als Pull und
Downstream als FIFO-Push
10
30
20
0
AB
CD
E
Mitarbeiter
Quelle: in Anl. an Tapping: Value Stream Management, 2002
Seite 32
Mit Hilfe der Taktzeit (Sie wird als die Gesamtzeit der Produktion, dividiert durch die
gesamte Kundennachfrage in einer Periode, definiert) können durch die Synchronisation
der Materialfluss und die Just-in-Time-Anlieferung an den Kunden optimiert werden.
Bei der idealen, synchronisierten Produktion arbeiten Zulieferung und Fertigungsschritte
synchron ohne Wartezeiten, sodass keine Lager entstehen (Keine Bestände).
Darüber hinaus wird durch die Ausrichtung der Produktion am Kunden das Risiko der
Überproduktion beseitig. (Überproduktion ist bei der Lean Production die schlimmste Art
der Verschwendung, da sie versteckt auftritt und weitere Arten von Verschwendungen
verursacht).
Mit der Prozesssynchronisation werden alle Arbeitsinhalte auf eine annähernd gleiche
Zykluszeit angeglichen. Dieses Vorgehen hat oft den Effekt, dass die Arbeitsmenge
reduziert werden muss, um das Produkt herstellen zu können. Optimal wäre eine
gleichmäßige Annäherung der Zykluszeit. Eine Arbeitsstation (CD im Bild) gibt allerdings
immer den Takt vor und hat somit eine längere Zykluszeit, als die anderen Stationen (AB
und E im Bild) mit geringeren Arbeitsinhalten. Kurzfristig stellt die Ersatzkapazität von AB
und E im Bild eine Flexibilität dar, um auf alle auftretenden Probleme innerhalb des
Produktionszyklus reagieren zu können.
Auf Grund der erheblichen Schwankungen der Kundennachfrage innerhalb der Perioden
müssen Unternehmen die Taktzeit in jeder Periode neu ermitteln, um so die relevante
Kundennachfrage bearbeiten zu können. Da das Umrüsten der Fertigungsstraßen und die
Weiterbildung der Mitarbeiter sehr oft mit einem großen Aufwand in Verbindung steht,
sollen die getroffenen Annahmen nicht öfter als zweimal im Jahr korrigiert werden.
V 9/10 S. 32
Vorlesung 9 und 10
Erfolgreiche Unternehmen schaffen Synchronisation und erlauben
individuelle Kreativität
Dilemma zwischen Synchronisation und Kreativität
Einfache Synchronisation
erfolgreiche
Unternehmen
„Trade-Off“
nicht
erfolgreiche
Unternehmen
Berücksichtigung
individueller Kreativität
Die zentrale Herausforderung besteht in der Verschiebung des Trade-Offs
Seite 33
In nicht erfolgreichen Unternehmen stellt die scheinbare Dichotomie
zwischen großer individueller Kreativität der Mitarbeiter und einer einfachen
Synchronisation des Produktionssystems eine unüberwindbare Barriere dar.
Durch den Mehrwert der Methoden der Lean Production gelingt dem
erfolgreichen Unternehmen ein Trade-Off hin zu einer Lösung dieses
scheinbaren Zielkonflikts.
V 9/10 S. 33
Vorlesung 9 und 10
Die Abstimmung von Prozessen überprüfen –
Kapazitätssynchronisierung im Arbeitssystem
Beispiel: Kapazitätssynchronisierung bei einem Hersteller von Ladungsträgern
1
Halbfertigbestände aufnehmen
Akkord
Schweißen
Rückwände
2
Prozesszeiten bestimmen
3
ZZ=3:45min
RZ=20%
1MA
Schweißen
H-Träger (2x)
Schwachstellen und Potenziale
ZZ=1:10min
RZ=20%
1MA
Akkord
Wareneingang
Fertigung
Abstimmung
der Losgrößen
300
250
200
[t]
65
228
228
0
Schweißen
Schweißen
Eckpfosten
Eckpfosten
Quelle: WZL Projektbeispiel
120 Stk.
Schweißen
Eckpfosten
Schweißen
Seitenteile
ZZ=3:10min
RZ=20%
2MA
ZZ=3:25min
RZ=20%
2MA
Rahmenwinkel: 285 Stk.
H-Gestell (1): 126 Stk.
H-Gestell (2): 396 Stk.
H-Gestell (3): 378 Stk. Faltwand Unterteil:
Bolzen: 1 Gibo etc.
20 Stk.
Faltwand Oberteil:
51 Stk.
270
23
Akkord
100 Stk.
Unlackierte Gibo‘s
2032 373 Stk.
(2036 102 Stk.)
Akkord
Schweißlinie
Lackieren
ZZ = 3:45min
DLZ = 11:25min
NZ = 30%
ZZ = 3:05
DLZ = >2h (mit Tr.)
NZ = 30%
4 MA
1MA
lackierte Gibo‘s
2032 326 Stk.
(2036 108 Stk.)
Versand
222 Stk.
Schweißen
Faltgitter
ZZ = 2:35min
NZ =20%
1MA
47
246
270
125
168
168
246
Schweißen
Schweißen
Rückwände
Rückwände
Schweißen
Schweißen HHTräger
Träger
Schweißen
Schweißen
Seitenteile
Seitenteile
330 Stk.
107
186
186
Schweißen
Schweißen
Faltgitter
Faltgitter
Produktivitätsverlust von 8,71h/Schicht!
293
48 Stück/Schicht
53
241
241
Schweißlinie
Schweißlinie
Lackieren
Lackieren
Seite 34
V 9/10 S. 34
Vorlesung 9 und 10
Umstellung des Produktionsablaufs auf Kanban-Steuerung
und bedarfsorientierte Mitarbeiterrotation
Beispiel: Kapazitätssynchronisierung bei einem Hersteller von Ladungsträgern
2
Schweißen
Rückwände
ZZ=3:25min
RZ=20%
1MA
3
Satzfertigung
Wareneingang
Fertigung
1
Schweißen
Eckpfosten
4
ZZ=3:10min
RZ=20%
2MA
Schweißen
H-Träger (2x)
Akkord
ZZ=1:40min
RZ=20%
1MA
Schweißlinie
Lackieren
Schweißen
Seitenteile
ZZ = 3:25min
DLZ = 11:25min
NZ = 30%
ZZ = 3:05
DLZ = >2h (mit Tr.)
NZ = 30%
4 MA
1MA
Versand
ZZ=3:25min
RZ=20%
2MA
5
Schweißen
Faltgitter
Akkord:
Ausstoß
Gitterboxen
ZZ = 3:15min
NZ =20%
1MA
freie Rotation in der Akkordgruppe
Baugruppenschweißen
Schweißlinie
1.1 1.2
2
4.1 4.2
3
5
Flexibler Montageplatz
Quelle: WZL Projektbeispiel
Seite 35
V 9/10 S. 35
Vorlesung 9 und 10
Beispiele der Lean Production
Lean Production
Bedarfsorientierte Produktion:
Just in Time
Zug-Steuerung
Zug-Steuerung
•• Kanban-Steuerung
Kanban-Steuerung
•• Auftragsbasierte
AuftragsbasierteProduktion
Produktion
•• Nachfrageglättung
Nachfrageglättung
Kleine
KleineLosgrößen
Losgrößen
•• Mix-Production
Mix-Production
•• Verkürzung
Verkürzungder
derDurchlaufzeiten
Durchlaufzeiten
•• One
OnePiece
PieceFlow
Flow
•• Single
Minute
Exchange
Single Minute Exchangeof
ofDie
Die
Prozesssicherheit
Prozesssicherheit
•• Visuelles
VisuellesInformationsInformations- und
und
Steuerungsprinzipien
Steuerungsprinzipien
•• Andon
Andon(Linienstopprinzip)
(Linienstopprinzip)
•• Autonomation
Autonomation
•• Standardoperationen
Standardoperationen
Quelle: in Anl. an Monden 1998 und Ohno 1993
Kunde-Lieferanten-Prinzip in der
gesamten Prozesskette
Integrierte
IntegrierteQualitätssicherung
Qualitätssicherung
•• TQM:
TQM:Deming
DemingKreislauf
Kreislauf
•• Visuelle
VisuelleKontrolle
Kontrolle
•• Poka-Yoke
Poka-Yoke
•• Breit
Breitausgebildete
ausgebildeteArbeiter
Arbeiter
Funktionsübergreifende
Funktionsübergreifende
Zusammenarbeit
Zusammenarbeit
•• Zielvorgaben/
Zielvorgaben/Policy
PolicyDeployment
Deployment
•• TPM
TPM
•• “Lean-Gruppen”
“Lean-Gruppen”
•• Qualitätszirkel
Qualitätszirkel
•• …
…
Zielkostenorientierung
Zielkostenorientierung
•• Marktorientierte
MarktorientierteKostenverursachung
Kostenverursachung
•• Prozesskostenreduzierung
Prozesskostenreduzierung
Konzentration auf Wertschöpfung
und kontinuierliche Verbesserung
Eliminierung
Eliminierung von
vonVerschwendung
Verschwendung
•• Flusslayout
Flusslayout
•• Visuelles
VisuellesManagement
Management
•• Mehrmaschinenbedienung
Mehrmaschinenbedienung
•• Bewegungsabläufe
Bewegungsabläufeoptimieren
optimieren
(z.B.
(z.B.U-Layout)
U-Layout)
•• Kontinuierliche
KontinuierlicheVerbesserung:
Verbesserung:
Eliminierung
Eliminierung von
vonMuda,
Muda,Mura
Mura und
und
Muri
Muri (7
(7Arten
Artender
derVerschwendung,
Verschwendung,
Unregelmäßigkeit
Unregelmäßigkeitund
und
Überbelastung)
Überbelastung)
•• 55SS(Regeln
(Regelnder
derOrdnung)
Ordnung)
•• Standardisierung
Standardisierung
•• ....
....
im folgenden exemplarisch erläutert
Seite 36
Zahlreiche Autoren beschäftigen sich mit der Frage, wie die Merkmale der „Lean
Production“ zu beschreiben sind. Das Unternehmen Toyota gilt dabei nach wie vor in vielen
Industriebranchen als „Best Practice“, als das Vorbild, dessen Methoden- und
Regelsammlung die Grundlage für die Gestaltung der eigenen Produktionsorganisation ist.
Das „Lean-Haus“ beruht auf der Darstellung der Grundbestandteile in Säulen, die das Lean
Production System tragen und in die die Methoden und Regeln eingeordnet werden. Eine
Ordnungsmöglichkeit sind die drei Säulen „Konzentration auf Wertschöpfung“,
„bestandsarme Produktion“ und „Kunde-Lieferanten-Prinzip“:
- Mit Konzentration auf Wertschöpfung ist die Vermeidung jedes Ressourceneinsatzes
gemeint, der nicht vom Kunden bezahlt wird. Operativ wird dies in einfachen Regeln
formuliert wie „die 7 Arten der Verschwendung“. Die Konzentration auf Wertschöpfung
ist ein Prozess des kontinuierlichen Strebens nach weiterer Verbesserung.
- Bedarfsorientierte Produktion beschreibt das Zusammenspiel einer Prozesskette, die
genau nur die Mengen herstellt, die wirklich gebraucht werden („Just in Time“). Um
dies über alle Prozessstufen hinweg zu ermöglichen, muss eine stringente
Orientierung am Kundenbedarf stattfinden, es dürfen nur dem Kundenbedarf
entsprechende Produkt-varianten hergestellt werden und die Prozesse sind so sicher
zu gestalten, dass Sicherheitsbestände minimiert werden können.
- Das
Kunde-Lieferanten
Prinzip
beschreibt
die
Orientierung
des
Wertschöpfungsprozesses an den vom Kunden gewünschten Produkteigenschaften
(Qualität und Kosten). Dabei ist eine Übererfüllung ebenso unerwünscht wie eine
Untererfüllung. Um über eine Prozesskette hinweg eine solche Orientierung zu
ermöglichen, wird zwischen allen Prozessschritten eine klar definierte KundenLieferanten Beziehung eingerichtet.
V 9/10 S. 36
Vorlesung 9 und 10
Bedarfsorientierte Produktion: Just in Time
Fertigungsgerechtes Produktdesign
kurze
Rüstzeiten
U-Layout,
breit ausgebildetes
Personal
JiT - Kern
Komponenten zum effizienten
Betrieb des JiT - System
Komponenten zur Fortentwicklung
des JiT - Systems
Fertigung
kleiner Lose
Flusslayout
Prozess u.
Qualitätssicherheit
Ziehprinzip
(Pull-Prinzip)
vorausGlättung
schauende
der
Adaption d.
Nachfrage
Kapazitäten Visuelle
Informationsu. Steuerungssysteme
permanente Verbesserung
Quelle: Görgens 1994
Seite 37
- Flusslayout: Dieser Begriff bezeichnet die prozessorientierte Anordnung der
Fertigungseinrichtungen mit dem Ziel, Transport-, Durchlauf- und Lagerzeiten zu
verringern sowie Platzbedarf und Kontrollaufwand zu minimieren.
- Zieh-Prinzip (Pull-Steuerung): Ziehprinzip heißt, dass die Auftragsauslösung durch den
Bedarfsverursacher stattfindet. Die Auftragsauslösung nach dem Zieh-Prinzip ergibt sich
unmittelbar aus der Forderung nach bedarfsgerechter Produktion.
- U-Layout und breit ausgebildetes Personal: Ziel ist es, die Prinzipien der Flussfertigung
mit einem hohen Grad an Flexibilität zu verbinden. Im U-Layout bewegen sich die
Mitarbeiter zwischen mehreren Arbeitsplätzen. Ein Mitarbeiter betreut also einen
größeren Prozessteil als in der herkömmlichen Fließfertigung und pro Mitarbeiter in der UZelle ist lediglich ein Produkt im Umlauf (One-Piece-Flow).
- Kurze Rüstzeiten: Rüstzeiten sind die Zeiten der Produktionsunterbrechung, die für den
Produktwechsel an einer Anlage benötigt werden. Sie lösen Kosten aus, machen
Sicherheitsbestände notwendig und sind daher so kurz wie möglich zu gestalten.
- Fertigung kleiner Lose: Häufige Produktwechsel erzwingen es, kleine Lose zu
produzieren. Dies erfordert hohe Flexibilität und kurze Rüstzeiten.
- Prozessund
Qualitätssicherheit:
Die
bedarfsgerechte
Herstellung
ohne
Sicherheitsbestände funktioniert nur, wenn der Prozess und das Ergebnis zuverlässig
sind.
- Glättung der Nachfrage: Unter der Glättung der Nachfrage wird der Versuch bezeichnet
die Auftragssteuerung so zu gestalten, dass eine gleichmäßige Abarbeitung möglich ist
und es nicht aufgrund unterschiedlicher Zykluszeiten im Prozess zu Engpässen kommt.
- Visuelle Informations- und Steuerungsprinzipien: Visuelle Informations- und
Steuerungsprinzipien, die die Prozesssicherheit erhöhen.
- Vorausschauende Adaption der Kapazitäten: Die vorausschauende Adaption meint die
frühzeitige Anpassung der Fertigungsanlagen an den Produktionsbedarf.
V 9/10 S. 37
Vorlesung 9 und 10
Just in Time: Logistik bestimmt das Layout - Beispiel DC Vitoria
Beispiel: Endmontagehalle Vito
Trim parts
Door on
Wheels
Marriage
Assembly start
End of line
Test & finish
Door of
Door pre assembly
Conventional
store
Seats
Direct delivery
cockpit pre
assembly
Exit finished
cars
Engine line
Chassis line
Cockpit
assemby
Interior
Glasses
Glass pre
assembly
Quelle: DaimlerChrysler
Seite 38
Das Just-in-Time Prinzip, also die bedarfsgerechte Produktion in allen
Prozess-stufen, ist heute in vielen Fällen zum dominanten Faktor der
Layout-gestaltung geworden. Ein Beispiel dafür ist das U-Layout der
Endmontage des DaimlerChrysler Werkes in Vitoria (Spanien).
Im dargestellte Beispiel ist die Materialbereitstellung der wesentlichste
Komplexitätsfaktor in der Organisation einer Just-in-Time Fertigung.
V 9/10 S. 38
Vorlesung 9 und 10
Just in Time: Kanban zur Umsetzung einer Pull-Steuerung
Stammkunde
Heranziehkanban
für Fertigteile
Auslieferungskanban
Fertigteillager
Montagelinie
Teile- bzw.
Materialbereitstellung an
den Linien
Montage
Fertigteilwarenhaus
Bestückungskanban
Teileheranziehkanban
Vorfertigungslinien
Materialbereitstellung an
den Linien
Teilewarenhaus
Vorfertigung
Warenhaus für fertig
bearbeitete Teile
Teilefertigungskanban
Signalkanban für
Pufferbestände
Zukaufteilekanban
Zulieferer
Quelle: Takeda 2006
Seite 39
Eine Methode zur Steuerung eines Prozesses oder eines Prozessteils einer JiT Fertigung
ist Kanban (oder Produktionskanban).
Im Mittelpunkt dieses Steuerungsprinzips stehen die, den Produktvarianten zugeordneten,
Karten (Kanbans), die den Fertigungsauftrag auslösen. Ein Kanban repräsentiert ein
bestimmtes Los (entsprechend der Größe einer Verpackungseinheit). Am Ausgang des
Prozesses befindet sich ein Ort zur Ablage der verschiedenen Kanbankarten. Die Anzahl
der Karten einer Produktvariante in dieser Ablage repräsentiert die Dringlichkeit, mit der die
Variante herzustellen ist. Bei Fertigungsbeginn eines Kanbanloses wird die entsprechende
Karte aus der Ablage entfernt und wandert zusammen mit dem Los durch den Prozess in
einen Pufferspeicher am Prozessausgang. Der Kunde des Prozesses bedient seinen
Bedarf in diesem Pufferspeicher und legt die Karte bei Entfernung eines Kanbanloses
wieder zurück in die Ablage. Aufgrund der feststehenden Anzahl der Karten ist eine
Kanbansteuerung nur bei ausgeglichenen Produktionsmengen sinnvoll.
Eine weitere Variante des Produktionskanbans ist das Transportkanban. Dies kann den
Materialtransport zwischen zwei Lager- oder Lager- und Produktionsorten steuern.
Die Kanbansteuerung ist günstig für eine JiT-Fertigung, da sie die JiT-Prinzipien der
Zugsteuerung, der bedarfsgerechten Produktion, kleiner Lose und der Visualisierung erfüllt
und dabei sehr einfach, übersichtlich und selbststeuernd ist.
V 9/10 S. 39
Vorlesung 9 und 10
e
t iv
ra
Q u a l it ä t s m a n
ag
es
em
e
O
Qualitätsverbesserung
Qualitätsplanung
Act
t
Design of Experiments (DoE)
Qualitätsteams und -zirkel
Mitarbeiterentwicklung
Vorschlagswesen
n
p
TQM: Deming Kreislauf („PDCA-Zyklus“)
Fehlerbaumanalyse
Ereignisbaumanalyse
Failure Mode and Effects
Analysis (FMEA)
Quality Function
Deployment (QFD)
Plan
Deming
Circle
Check
Sichtprüfung
Statistische Qualitätsprüfung
Produkt- und Prozessaudits
Mess- und Testmethoden
Qualitätssicherung
Do
Qualitätskontrolle
Poka Yoke
Selbstprüfung
Statistische Prozess
Kontrolle (SPC)
Interne KundenLieferantenbeziehung
Quelle: In Anl. an: Howaldt 1998
Seite 40
Wichtiges Hilfsmittel der Lean Production ist das Total Quality Management (TQM). Die
Bestandteile des TQM können mit dem PDCA-Kreislauf oder Deming-Rad, nach seinem
Urheber benannt, beschrieben werden. Der Kreislauf besteht aus den vier Schritten Planen,
Durchführen, Prüfen und Handeln.
Die Grundidee des PDCA-Kreislaufes ist es, einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess
(KVP) in einem Unternehmen einzurichten, bestehend aus einer Vielzahl von PDCAKreisläufen die immer wieder durchlaufen werden. Im Grundverständnis des KVP ist kein
Zustand gut genug, um nicht mehr verbesserungswürdig zu sein.
Eine Variante des PDCA-Kreislaufes ist der SDCA-Kreislauf, in dem das Planen durch
Standardisieren ersetzt ist. Diese Variante wird bei einem noch nicht standardisierten
Prozess verwendet, bei dem zunächst ein Prozessstandard erarbeitet werden muss. Erst
dadurch kann der PDCA-Kreislauf zur Verbesserung durchlaufen werden.
Standards haben im Lean Production System folgende Funktionen:
- Ein Standard ist die beste, leichteste und sicherste Art eine Arbeit zu verrichten und
kann objektiv in Form einfacher und deutlicher Anweisungen formuliert werden.
- Er ist die beste Weise, Fachwissen weiterzugeben und stellt ein Messkriterium für
Leistung dar.
- Er weist auf die Beziehung von Ursachen und Wirkung hin und stellt die Basis für
Kontrolle und Diagnose zur Verfügung, sowie
- eine Basis, um das Wiederauftreten gleichartiger Probleme zu verhindern und
Abweichungen zu minimieren.
V 9/10 S. 40
Vorlesung 9 und 10
Zielvorgaben/ Policy Deployment
Unternehmensziele
Prozessziele
MCC - Leitbild
Kosten
Unternehmensziele
Termin
Qualität
Ziele des Werksleiters
Anlagenverfügbarkeit
Kooperation
Kennzahlen
Termintreue
Anzahl Fehler
Wertschöpfung
Qualifikation
Ziele des Bereichsleiters
Produktionscontrolling
Ziele des Abteilungsleiters
Soll/Ist Vergleich
Ziele des Meisters
Ziele der Gruppe
Analyse
Dokumentation
Visualisierung
Gruppe Erfolgsbeteiligung
Ziel
Kennzahl
1
2
3
4
5
6
KVP
7
Quelle: Micro Compact Car AG
Seite 41
Die wesentlichste arbeitsorganisatorische Grundlage der funktionsübergreifenden Zusammenarbeit in der Lean-Production-Philosophie ist ein partizipativkooperativer Führungsstil. Dies bedeutet für das Verhältnis zwischen
Führungskraft und Mitarbeiter, dass die klassische „Befehlskette“ durch eine
Zielabsprache zwischen Führungskraft und Mitarbeitern ersetzt wird. Der
Mitarbeiter
verfolgt
auf
Basis
solcher
Zielvereinbarungen
eigenverantwortlich deren Erreichung („Empowerment“), und erhält viel
weniger Vorgaben über die Art der Arbeitsausführung und Arbeitsweisen als
in klassischen Führungs-systemen. Die Führungskraft wird damit von einer
koordinierenden zu einer Betreuungs- und Klärungsinstanz.
Um eine unternehmensweite Konsistenz der Zielvereinbarungen
sicherzustel-len, werden diese sukzessiv aus den Unternehmenszielen auf
die
Hierarchie-ebenen
hinuntergebrochen.
Ein
so
angelegtes
Führungssystem wird auch als Policy Deployment bezeichnet.
V 9/10 S. 41
Vorlesung 9 und 10
Visuelles Management
Mitarbeiterbeteiligung &
Information
UnternehmensBekanntmachung
des Anreizsystems
Unternehmensvision & -strategie
Zielsetzung &
Vorgehensweise
Zielsetzung &
Zielerreichung
philosophie
Maßnahmen- &
Terminpläne
Arbeitsmethoden
Mitarbeiter &
Zuständigkeiten
Neuigkeiten
Unternehmenserfolg
Visuelles
Management
Darstellung von
Arbeitsstandards
übersichtliche
Prozessgestaltung
Erkennung von
Unregelmäßigkeiten
Verfahrensanweisungen
gut sichtbare
Anzeigen
Visuelle Markierung
der SOLL-Situation
KVP Aktivitäten
Ordnung &
Sauberkeit
Kontrolllichter
Kennzeichnung
von Flächen
Quelle: in Anl. an Monden 1998 und Ohno 1993
Seite 42
Das Visuelle Management ist die Kommunikationsbasis des Lean Production System und
ist daher ein Kernbestandteil. Drei wesentliche Aspekte des Visuellen Management können
unter-schieden werden:
- Informationsvermittlung: Mitarbeiter an den sie oder ihre Arbeit direkt oder indirekt
betreffenden Informationen teilhaben lassen und das „Mitdenken“ der Mitarbeiter
fördern.
- Kommunikation von Arbeitsstandards und Vorgehensweisen: Explizite Wissensdokumentation der arbeitsrelevanten Informationen.
- Visuelle Gestaltung der Arbeitsplätze und Prozesse: Schaffung einer Übersichtlichkeit,
die jede Form der Abweichung vom Soll-Zustand erkennen lässt. Dies setzt natürlich
voraus, dass Soll-Zustände festgelegt werden.
Im Toyota Production System sind die Regeln der „5S“ die wichtigste Grundlage des
Visuellen Management:
- Aussortieren (Seiri): Unterscheide zwischen notwendigen und unnötigen Dingen und
entferne die unnötigen.
- Aufräumen (Seiton): Ordne alle Dinge, die geblieben sind.
- Arbeitsplatz sauber halten (Seiso): Halte Maschinen und Arbeitsplatz sauber.
- Anordnungen zur Regel machen (Seiketsu): Wende das Konzept der Sauberkeit auf
die eigene Person an und praktiziere die ersten Schritte kontinuierlich.
- Alle Punkte einhalten und ständig verbessern (Shitsuke): Entwickle Selbstdisziplin und
mache die 5S zur Gewohnheit.
V 9/10 S. 42
Vorlesung 9 und 10
Kontinuierliche Verbesserung im Ford Production System
Produktionsplanung &-kontrolle
an
dh
al
tu
ng
5S
In
st
au
to
no
m
e
4 Prinzipien der visuellen
Lagerkontrolle
ür
er
k
R
KVP
ng
ltu
ha
nd
ta
üs
tz
ei
tv
s
In
trix
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ng ite
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rk ta
Ve tills
S
Lagerreduzierung &Kanban
zu
ng
te
an
pl
ge
StandardArbeitsanweisungen
Verfolgbarkeit&
Losgrößenkontrolle
Quelle: Ford
Seite 43
Ein wesentlicher Aspekt der Konzentration auf Wertschöpfung in der Lean Production ist
der Kontinuierliche Verbesserungsprozess (KVP). Kernziel des KVP ist die Elimination der
„7 Arten der Verschwendung“:
- Verschwendung durch Überproduktion: Überproduktion für Sicherheitsbestände oder
durch falsche Planung.
- Verschwendung durch Bestände: Jede Form von Beständen kostet Geld, trägt nicht
zur Wertschöpfung bei und sollte daher vermieden werden.
- Verschwendung durch Nacharbeit und Fehler: Fehlerhafte Produkte kosten Geld, da
sie eine Wertschöpfungskette bereits durchlaufen haben, die Prozesse stören und
eventuell nachbearbeitet werden müssen. Fehlerhafte Produkte bedeuten außerdem
eine Verletzung der obersten Priorität des KVP, der Qualität.
- Verschwendung der Bewegung: Körperbewegungen, die nicht zum Wertzuwachs
beitragen, sind unproduktiv und somit zu vermeiden. Insbesondere schwere
körperliche Arbeit sollte vermieden werden, da sie nicht nur Verschwendung ist,
sondern auch zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen kann.
- Verschwendung durch die Herstellungsart: Verschwendung durch Herstellungsart
entsteht durch die Verwendung einer nicht optimalen Technologie oder einer
ungünstigen Verfahrensweise. Dies kann zum Beispiel eine Presse mit zu großem
Hub oder ein Schleifvorgang mit zu großem Auslauf sein.
- Verschwendung durch Warten: Verschwendung durch Warten meint die Leistungsverminderung von Mitarbeitern oder Maschinen, die durch die verzögerte Zuführung
anderer Prozessteile ausgelöst wird, z.B. durch eine schlechte Austaktung oder einen
Maschinenausfall.
- Verschwendung durch Transport: Keine Art des Transports trägt zur Wertschöpfung
bei, stellt aber einen Kostenfaktor und ein Beschädigungsrisiko dar und ist zu
vermeiden.
V 9/10 S. 43
Vorlesung 9 und 10
Beispiel: Mercedes Production System (MPS)
Taktfertigung
Fließfertigung
Pull Produktion
Beseitigung von Verschwendung
Kontinuierliche
Verbesserung
Just in Time
Produktionsglättung
Kundenorientierung
(intern & extern)
Schnelle Problemerkennung
und Fehlerbeseitigung
Visuelles Management/ 5A
Stabile Prozesse/ Produkte und
präventives Qualitätsmanagement
Qualität im
Mittelpunkt
Standardisierung
Standardisierte Methoden
und Prozesse
Arbeitssicherheit und
Umweltbewußtsein
Gruppenarbeitsstrukturen
Beteiligung und Entwicklung
von Mitarbeitern
Klare Aufgaben und Rollen
Führung
Arbeitsstrukturen und
Gruppenarbeit
92 Vertiefende MPS-Methoden und -Werkzeuge
Quelle: DaimlerChrysler
Seite 44
Alle Automobilhersteller haben in den letzten Jahren eigene Production Systems entwickelt.
Diese beschreiben die Produktionsorganisation und verwenden dazu standardisierte
Methoden, die sich als „Best-Practice-Methoden“, also als besonders gute Methoden, in der
Vergangenheit bewährt haben.
Ziel der Einführung eines Production System ist die unternehmensweite Nutzung und
Weiterentwicklung einheitlicher Arbeitsstandards. Als beispielhaft gilt in der
Automobilindustrie Toyota mit dem „Toyota Production System“ (TPS).
Das Mercedes-Benz Production System (siehe Bild) besteht aus 3 Ebenen. 5
Grundelemente bilden ein Dach, das von 15 Produktionsprinzipien getragen wird. Das
Fundament zur Umsetzung dieser Prinzipien wird von insgesamt 92 Methoden,
Werkzeugen und Regeln gebildet, z.B:
- KVP-Werkstatt
- Gruppengespräche
- One-piece-flow
- Kanban
- Standardarbeitsblätter
- Methoden des TPM
- …
V 9/10 S. 44
Vorlesung 9 und 10
Bilanz der Vorlesung:
In der Automobilzulieferindustrie sind unter Kostendruck und nach inhaltlichen
Vorgaben der Automobilhersteller in den letzten Jahren unterschiedlichste
Managementkonzepte diskutiert und umgesetzt worden. Diese werden heute
häufig nicht synchronisiert und mit unterschiedlichen Zielsetzungen betrieben
oder berücksichtigen nur unzureichend die Gesamtausrichtung der Unternehmung.
Um ihre Aktivitäten im Bereich der Produktion zu harmonisieren und in einem
umfassenden Konzept zu integrieren, arbeiten Automobilhersteller seit
einigen Jahren mit so genannten Production Systems. Diese Production
Systems
beschreiben
die
Grundordnung
der
ganzheitlichen
Produktionsorganisation und beinhalten die Darstellung aller Konzepte,
Methoden und Werkzeuge, die in ihrem Zusammenwirken die Wirksamkeit
und Effizienz des gesamten Produktionsablaufes ausmachen. Sie
harmonisieren und standardisieren die Abläufe in den Funktionseinheiten der
Produktion und bilden gleichzeitig die Plattform für die kontinuierliche
Weiterentwicklung und Optimierung.
Bestehende Production Systems sind in der Regel hochgradig unternehmensspezifisch. Die wesentlichste Gemeinsamkeit liegt in der Ähnlichkeit
verwendeter Methoden und Hilfsmittel, die maßgeblich aus dem Umfeld des
Lean Management stammen. Die vorherrschenden Paradigmen sind
Prozess-orientierung, partizipativ-kooperative Arbeitssystemgestaltung und
Entwicklung im Sinne von Deming (stetige Verbesserung etablierter
Standards).
Production Systems beschreiben den strukturellen und organisatorischen
Rahmen, in dem die Aktivitäten in der Produktion ablaufen. Dieser wird durch
die Aufbau- und Ablauforganisation der Produktion vorgegeben. Die
Vorlesung Production Systems II erläuterte entsprechend die grundlegenden
Begriffe und Methoden der Strukturierung und Gestaltung der
Produktionsorganisation und der Planung der informatorischen und
materiellen Abläufe in der Produktion. Die organisatorische Umsetzung heute
etablierter Standards in Produktions-unternehmen wurden anschließend
beschrieben. Diese können unter dem Begriff „Lean Production“
zusammengefasst werden. Es werden darin Hilfsmittel und Methoden
zusammengefasst, die das Ziel verfolgen, die Aufbau- und Ablauforganisation
der Produktion konsequent auf den Prozess der Wert-schöpfung zu
konzentrieren.
V 9/10 S. 45
Vorlesung 9 und 10
Fragen zur den Vorlesungen 9 und 10 :
Sie betreten eine Produktionshalle, in der Lean Production umgesetzt
wurde und eine andere, in der herkömmlich produziert wird. Woran
erkennen Sie unmittelbar den Unterschied?
Was ist bei Lean Production der prinzipielle Unterschied zu dem System
von Taylor?
„Lean“ wird im deutschsprachigen Raum oft mit „Schlank“ übersetzt.
Wieso ist diese Übersetzung unglücklich? Begründen Sie Ihre Antwort.
Wieso ist der „Wert“ aus der Sicht der Kunden eine entscheidende
Größe in der Lean Welt?
V 9/10 S. 46
Vorlesung 9 und 10
Literaturhinweise V9 und V10:
Aggteleky, B.: Fabrikplanung Werksentwicklung und
Betriebsrationalisierung, Band 2, München/ Wien: Hansa, 1982.
Bleicher, K.: Organisation: Strategien, Strukturen, Kulturen. 2. Auflage,
Wiesbaden: Gabler, 1991.
Erlach, K., Halmosi, H., Löffler, B.: Wertströme elektronisch erfassen und
visualisieren. In: Werkstattstechnik online, Jahrgang 93 (2003).
Eversheim, W.: Prozeßorientierte Unternehmensorganisation, Konzepte und
Methoden zur Gestaltung „schlanker Unternehmen“. zweite Auflage mit
112 Abbildungen, Berlin, Heidelberg: Springer, 1996.
Frese, E.: Grundlagen der Organisation, Konzept – Prinzipien – Strukturen. 8.
überarbeitete Auflage, Wiesbaden: Gabler, 2000.
Görgens, J.: Just-in-Time Fertigung: Konzept und modellgestützte Analyse.
Stuttgart: Schäffer-Poeschel, 1994.
Howaldt, J., Kopp, R., Winther, M.: Kontinuierlicher Verbesserungsprozess:
KVP als Motor der lernenden Organisation. Köln: Wirtschaftsverlag
Bachem, 1998.
Kettner, H.: Leitfaden der systematischen Fabrikplanung. München: Hanser,
1984.
Kieser, A., Kubicek, K.: Organisation. 3. völlig neubearbeitete Auflage,
Berlin/ New York: de Gruyter, 1992.
Monden, Y.: Toyota Production System: An integrated approach to Just-inTime. Third Edition, London: Chapman & Hall, 1998.
Ohno, T.: Das Toyota-Produktionssystem. Übersetzung von W. Hof,
Frankfurt: Campus Verlag, 1993.
Prefi, T.: Entwicklung eines Modells für das prozeßorientierte
Qualitätsmanagement. FQS-Schrift 92-02 Diss. RWTH Aachen, 1995.
Rother, M., Shook, J.: Sehen lernen. Mit Wertstromdesign die
Wertschöpfung erhöhen und Verschwendung beseitigen. Stuttgart: LogX,
2000.
Schmigalla, H.: Fabrikplanung – Begriffe und Zusammenhänge. München
Wien: Hanser-Verlag, 1995.
Schuh, G., Eversheim, W.: Betriebshütte – Produktion und Management. 7.
völlig neu bearbeitete Auflage, Berlin: Springer, 1996.
V 9/10 S. 47
Vorlesung 9 und 10
Literaturhinweise V9 und V10:
Takeda, H.: Das synchrone Produktionssystem. 4. Auflage, Landsberg:
Moderne Industrie, 2006.
Warnecke, H.-J.: Die Fraktale Fabrik, Revolution der Unternehmenskultur.
Reinbek bei Hamburg: Rowohlt, 1996.
Werner, B.: Konzeption von teilautonomer Gruppenarbeit unter
Berücksichtigung kultureller Einflüsse. Diss. Universität Karlsruhe (TH),
1998
Westkämper, E.: Frauenhofer Institut für Produktionstechnik und
Automatisierung (IPA), Universität Stuttgart, Vorlesung:
Fabrikbetriebslehre II, WS 99/ 00
Wildemann, H.: Gruppenarbeit. Leitfaden zur Einführung von Gruppenarbeit
in direkten und indirekten Bereichen. München: TCW Transfer-Centrum,
2007
Womack, J.P. , James, D.T.: Lean thinking, 2004
Womack, J.P. , James, D.T., Roos, D.: The machine that changed the
world. MIT Studie zur Zukunft des Automobils, 1990
V 9/10 S. 48
Vorlesung 9 und 10
Spannungsbogen der Vorlesungen V9 und V10:
Elemente der Vorlesungen V9 und V10
Grundlegende Begriffe und Methoden zur Aufbauorganisation in der
Produktion (V9)
Überblick Produktionsformen (V9)
Überblick über den Betrachtungsbereich Production Systems (V10)
Gestaltungselemente der „Lean Production“ (V10)
Die Vorlesung teilt sich in Aufbauorganisation in der Produktion,
Produktionsformen, Production Systems und Elemente der Lean Produktion
auf.
In V9 wird zum einen auf die Bildung von organisatorischen Einheiten in der
Aufbauorganisation
eingegangen
sowie
zum
anderen
auf
die
unterschiedlichen Produktionsformen. Die Bildung organisatorischer Einheiten
in der Aufbauorganisation nach Ähnlichkeitskriterien beruht in der praktischen
Umsetzung auf der Abwägung, was das ausschlaggebende Kriterium für die
Zusammenlegung oder Trennung bestimmter Aufgaben in organisatorische
Einheiten ist. Anhand zweier Beispiele werden die vorgestellten Ansätze zur
Segmentierung vertieft. In Zusammenhang mit der Aufbauorganisation wird
das Konzept der fraktalen Organisation vorgestellt
Im zweiten Teil der Vorlesung 9 werden Ansätze zur Bestimmung der
notwendigen Produktionsform vorgestellt, bevor im Weiteren diese weiter
erläutert werden. Am Ende der Vorlesung 9 wird auf den Ansatz des
Kooperationsgrades eingegangen
In V10 wird im ersten Teil auf Production Systems eingegangen, bevor die
Methoden Wertstromanalyse und SMED vorgestellt und anhand von
Beispielen erläutert werden.
Im zweiten Teil von V10 wird die Bedeutung der Synchronität anhand eines
Orchesters und am Beispiel der Jüpo erläutert. Im Weiteren werden die
Merkmale der Lean Production vorgestellt und anhand von Beispielen das JIT
Prinzip erläutert. Wichtiges Hilfsmittel der Lean Production ist das Total
Quality Management (TQM). Die Bestandteile des TQM können mit dem
PDCA-Kreislauf oder Deming-Rad, nach seinem Urheber benannt,
beschrieben werden. Am Ende der Vorlesung 10 wird das Ford und Mercedes
Produktionssystem vorgestellt
V 9/10 S. 49
Vorlesung 9 und 10
Gliederung
1
2
Produktionsformen
3
Production Systems
4
Seite 50
V 9/10 S. 50

Fabrikplanung

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