Produktionssysteme. Prof. Dr. Schoper Hochschule Mannheim. Prof. Dr. Y.-G.Schoper BWL II - WS 2008/09

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1 Methoden Moderner Produktionssysteme Prof. Dr. Schoper Hochschule Mannheim

2 Abschlusspräsentation Master Thesis Produktionssysteme Lernziele: Kenntnis des Ursprungs und der Philosophie von Produktionssystem t Wissen was ein Ganzheitliches Produktionssystem ist Kenntnis der wichtigsten Methoden von Produktionssystemen Verständnis für das Verbesserungspotenzial von TPS

3 Abschlusspräsentation Master Thesis Produktionssysteme Entwicklung Ursprung der Entwicklung in Japan (Nachkriegszeit) Notwendigkeit zur Produktionsverschlankung vor allem betriebswirtschaftlicher Natur: - sehr begrenzte finanzielle und materielle Ressourcen - geringe Nachfrage durch Kunden - hohe Flexibilität zur Erfüllung der Variantenvielzahl für unterschiedliche Märkte notwendig Auswirkungen hauptsächlich im technischen Bereich: - Vermeidung gjeglicher Verschwendung im Produktionsprozess - Steigerung der Prozessqualität - hohe Innovationsrate

4 Japanischer Ansatz

5 Mike Rother auf dem MPS Kongress am in Bremen: Manager in klassischen Automobilfirmen sehen es als ihre zentrale Aufgabe an, Stückzahl zu erreichen. Die Führungskräfte bei z. B. Toyota sehen ihre Aufgabe darin, Systeme zur Verbesserung zu entwickeln und zu leiten.

6 Produktionssysteme Kennzeichen Ein Produktionssystem ist die komplexe Vernetzung einzelner Strategien zur Organisation von Fertigungsstrukturen. Kennzeichen ist u.a. die gegenseitige Wirkungsverstärkung einzelner Strategien. Oberstes Ziel ist die Vermeidung von Verschwendung, unregelmäßiger Auslastung und Überbelastung. Daraus folgt eine Kostenreduzierung, jedoch bei Gewährleistung einer konstant hohen Produktqualität und flexibler Produktionsumgebung.

7

8 Grundansatz der Lean Production Turbulenzkeime in der Produktion Änderungen am Absatzmarkt Änderung der Produkte Änderung der Produktionsziele Änderungen am Ab Arbeitsmarkt Änderung von Kundenaufträgen Änderung technischer und organisatorischer i Prozesse Produktion Störungen in der Produktion Änderungen am Zuliefermarkt Fehlteile, Lieferstörungen interner Turbulenzkeim externer Turbulenzkeim

9 Konkurrierende Ziele in der Produktion

10 Entwicklung Ganzheitlicher Produktionssysteme Taylorismus -Arbeitsteilung - Anweisungen - Druck und Geld * Reibungsverluste Widersprüche Zielkonflikte Suboptima Lücken Innovative Arbeitsformen -Prozessorientierung -Gruppenarbeit -Selbstorganisation Isolierte Elemente* Lean Production - JIT, Kanban - Muda, Kaizen - Standardisierung -(Toyota Production- system) Integration zu Ganzheitlichen Produktionssystemen - Stärken kombinieren - Schwächen ausräumen - Elemente auswählen, ergänzen, anpassen Zielsetzung: - Produktivität - Qualität - Sicherheit - Schnelligkeit - Flexibilität - Motivation Quelle: Spath/Korge/Scholz (2003)

11 Kernelemente von Ganzheitlichen Produktionssystemen Gruppenarbeitsstrukturen Just-in-Time-Logistik Total Quality Management Visuelles Management Kontinuierlicher Verbesserungsprozess (KVP) Standardisierte Methoden und Prozesse

12 Methoden der Lean Production Synchronous Production System [WZL Schuh]

13 Japanischer Ansatz

14 Produktionssysteme Verschwendung Die 7 Verschwendungsarten nach Ohno: 1. Überproduktion nicht benötigter Güter 2. Wartezeiten durch Maschinenverzögerung 3. Überflüssiger Transport von Gütern 4. Überflüssige Prozessschritte 5. Lagerbestände im Produktionsprozess und im Fertigwarenlager 6. Überflüssige Bewegungen von Mitarbeitern 7. Produktfehler

15 Wesentliche Ansätze von Lean Production Vermeidung von Qualitätsproblemen Vermeidung von Schwachstellen im Produktionsprozess Reduzierung der Durchlaufzeit Bestandsreduzierung Kostengünstige Produktion kleiner Stückzahlen bei hoher Varianz der Produkte Reduzierung des Investitionsbedarfs Reduzierung des Flächenbedarfs Reduzierung des Personaleinsatzes in der gesamten Prozesskette

16 Standardisierung Methoden der Lean Production Lean House Lean House Führung KVP Organisation und Struktur Robuste Prozesse und Produkte Synchroner Produktionsfluss Arbeitssicherheit & Umweltbewusstsein Mitarbeiterbeteiligung & -entwicklung Mitarbeiterführung und Motivation Beseitigung von Verschwendung Gruppenarbeitsstrukturen und Teamarbeit Prozessorientierte Organisation Lieferanten- integration Null - Fehler Produktion Präventives QM Standardisierte Methoden und Prozesse Fließfertigung Vis JIT Pull - Production Taktfertigung uelles Management

17 Beispielhafter Aufbau eines Ganzheitlichen Produktionssystems Ganzheitliche Produktionssysteme Subsysteme Logistik Kontinuierliche Verbesserung Professionelle Arbeitsroutinen Robuste Prozesse Organisation der Arbeit Just-in-Time Pull Produktion... Beseitigung von Verschwendung... Standardisierte di i t Methoden und Prozesse Visuelles Management. Gestaltungsprinzipien Prozess- Organisation Präventive QS.. Klare Aufgaben und Rollen Beteiligung von Mitarbeitern. Methoden Kanban Kleine Losgröße FIFO. PDCA-Zirkel 5 W KVP-Zirkel.. Standardisierte -Arbeitsabläufe -Schichtüberg. -Einrichtungen 5 A Methode. FMEA Qualitätsalarm SPC Audetierung. Gruppenarbeit Zielvereinb. Stellenbeschr. Rotation. Werkzeuge Kanban-Karte.. Maßnahmenpl... Stationsblatt.. SPC-Regelkarte.. Gruppentafeln.. Quelle: Fraunhofer Institut für Arbeitswissenschaft und Organisation (2006)

18 Beispiel: Bosch Production System [Robert Bosch GmbH]

19 Beispiel: Mercedes Production System (MPS) [DaimlerChrysler AG]

20 Zusammenfassung der Systemmethoden in den drei Umsetzungssträngen (Beispiel Die Basismethoden Montage): des MPS Mercedes-Benz Produktionssystem Strang Pull-Produktion (10 Methoden) Arbeitsorganisation (11 Methoden) Führen mit Regelkreisen (12 Methoden) System- Methoden Feste Taktzeiten Produktionsprogrammplanung Perlenkette Standardisierter Materialbestand Kleine Ladungsträger Kanban-Verfahren Verbrauchsgesteuerter Routenverkehr 436EinLager Ein-Lager-Strategie Markierung, Kennzeichnung, Beschriftung First In/First Out, Beschriftung Gruppenaufgabe Ganzheitliche Anlagenbetreuung 211S Standardarbeitsblätter d blä Qualifizierung A-Methoden mkvp - mitarbeitergetragener KVP KVP-Workshop Leistungsstandards ekvp - expertengetragener g KVP KVP-Werkstatt Standardisierte Einrichtungen Kennzahlentafel Vor-Ort-Kennzahlenverfolgung 118R Regelkommunikation Gruppentafel Mitarbeiterfeedback Anerkennung der Mitarbeiter Zielvereinbarung Qualitätsvereinbarung Qualitätsregelkreise Problemlösungsprozess Q-Stopp/ Anlagen-/ Maschinen-Stopp Qualitäts- und Produktionsstandsinfo

21 Beispiel: Trumpf SYNCHRO Haus [Trumpf AG]

22 Ergebnisse durch Einführung von lean production bei Porsche

23 Kennzahlen zur Steuerung des Prozesses

24 Methoden der Lean Production Wertstromanalyse und -design Ist Eine Methode, um den Wertstrom ganzheitlich zu erkennen. Eine Methode, um einen kundenorientierten Wertstrom zu designen. Eine Methode, die sehr stark umsetzungsorientiert ist. Soll Gesamtheitl. Aufnahme des Wertstromes im Bereich

25 Methoden der Lean Production Pull-Steuerungskette mittels Kanban [Takeda]

26 Methoden der Lean Production Reduzierung der Rüstzeiten Rüsten bedeutet jedoch Stillstand der Anlagen. Die Rüst- und Einrichtezeit wird typischerweise durch folgende 4 Merkmale charakterisiert: - Vorbereitung des Materials, der Werkzeuge, der Vorrichtungen und der Befestigungselemente - Ein- und Ausbauen von Formen und Werkzeugen - Zentrieren und Einmessen von Werkzeugen - Versuchsdurchführung und Feinabstimmung

27 Umfang der Rüstzeitverkürzungsaktivitäten

28 Methoden der Lean Production Ansätze zur Minimierung der Rüstzeit Die Stillstandszeiten können durch den Einsatz geeigneter Methoden und moderner Umrüsttechnik deutlich reduziert werden. Die Anwendung des single i l minute exchange of die (SMED) oder der one touch exchange of die (OTED) sind für den Werkzeugwechsel die wirksamsten Methoden, die Umrüstzeit zu reduzieren und damit deutlich flexibler und produktiver zu werden.

29 Methoden der Lean Production Single Minute Exchange of Die (SMED) [WZL Schuh]

30 Methoden der Lean Production Single Minute Exchange of Die (SMED) Beispiel [Sekine/Arai]

31 Methoden der Lean Production Zielvorgaben (Policy Deployment) [Micro Compact Car AG]

32 Methoden der Lean Production Visuelles Management [WZL Schuh]

33 Methoden der Lean Production Kaizen Quelle: Imai (1993)

34 Methoden der Lean Production Verbesserung durch Innovation und Kaizen Bisheriger Innovationsansatz Kaizen-Ansatz Theorie (Standard) Innovatio n neuer Standard Innovatio n Kaizen Theorie (Standard) Innovatio n Erhaltung Eh Erhaltung neuer Standard Innovatio n Kaizen Innovatio n Innovatio n

35 Methoden der Lean Production Deming-Zyklus (PDCA-Cycle) [WZL Schuh]

36 Methoden der Lean Production JIT Eine Umstellung der Produktion nach dem Konzept von Lean Production hat entscheidende Auswirkungen auf die Zusammenarbeit mit externen Partnern. Die Fertigungsplanung der Lieferanten erfolgt zunehmend verbrauchsgesteuert, ert um die Bestände zu reduzieren. Darüber hinaus werden die Anlieferungen zunehmend nach dem Just-in-Time-Konzept umgestellt, d.h. das Material muss zur richtigen Zeit, in der gewünschten Menge, in der geforderten Qualität sowie am richtigen Ort bereitgestellt werden. Diese Auswirkungen führen zu sensiblen Prozessen, die eine genaue Planung und Steuerung erfordern.

37 Abschlusspräsentation Master Thesis Produktionssysteme Zeithorizont Produktionssysteme Zeithorizont

38 Einführung des TPS im Phasenmodell

39 Erfolge von TPS TPS hat bis heute gezeigt, daß durch schlanke Produktion und durch Bündelung und Konzentration aller Kräfte auf den Wertschöpfungsprozess den gestiegenen g Anforderungen auf den Märkten erfolgreich begegnet werden kann.

40 Weiterentwicklung von TPS Stand heute ist, die Ideen und Methoden aus dem Produktionsbereich auf die übrigen Bereiche der Unternehmen zu übertragen: Administration/ Verwaltung Entwicklung Management Führung usw.

41 Outsourcing von Wertschöpfungsanteilen in vorgelagerte Prozesse

42 Zentrale Anlieferung durch einen Spediteur

43 Organisations- und Strukturprinzipien Folgende Organisations- und Strukturprinzipien prägen das TPS und gelten für alle Bereiche: - Teamarbeit - Ausgeprägte Kommunikation und Informationsmöglichkeit - Übertragung g von Verantwortung, Aufgabenkomplexen und Entscheidungsbefugnisse auf die unteren Hierarchieebenen - Konzentration auf Wertschöpfung

44 Abschlusspräsentation Master Thesis Produktionssysteme Ganzheitlichkeit Bedeutung einzelner Hauptbausteine eines Produktionssystems Produktionssysteme Ganzheitlichkeit Erkenntnisse: 1. Alle Elemente müssen um- gesetzt t werden (Interrelationen) 2. Unterschiedliche Gewichtung der Elemente 3. Elemente mit vielen Sendungsverknüpfungen sind Basiselemente mit Ordnungsfunktion

45 Abschlusspräsentation Master Thesis Produktionssysteme Ganzheitlichkeit Produktionssysteme Ganzheitlichkeit

46 Abschlusspräsentation Master Thesis Bosch Production System - Zielsystem

47 Aufbau des Bosch Production System

48 Subelemente im Bosch Production System

49 Abrufverhalten des Kunden

50 Nivellierung der Produktion

51 Voraussetzung: Analyse der Ursachen für Änderungen

52 Analyse Verhältnis Rennerteile und Exoten

53 Material- und Infofluss bei nivellierter Fertigung

54 Einige Produktionskennzahlen EPEI = every part every interval

55 Organisation der Gruppenarbeit Mercedes-Benz Produktionssystem Einführung von Sonderfunktionen auf Meistereiebene für stabile Prozesse und konstante Qualität sowie konsequente Einhaltung der Führungsspanne 1:36 auf der Meisterebene Meisterei i Sonderfunktionen: Unterstützer Qualitätssicherer Ablöser * Gruppe 1 Gruppe 2 Gruppe 3 S S S S S S S S S S S MV Neben den von den Gruppen gewählten Gruppensprechern gibt es je Meister einen vom Meister benannten Meisterstellvertreter * Gruppengröße brutto, keine Stationsdarstellung S = MA beherrscht Gesamtinhalt der Meisterei und kann somit die Sonderfunktionen Qualitätssiche Unterstützer und Ablöser ausüben

56 Optimierungsprinzip: Lineback Mercedes-Benz Produktionssystem Logisti ik Potenziale in den Logistikprozessen Effizienzsteigerung Logistik Große Bestände I A Montage I B I C Push Montage I Einrichtung Supermarktkonzept Minimierung der Durchlaufzeit Optimierung Transportaufkommen und getakteter Routenverkehr Kanban (Verbrauchssteuerung) Bestands-/ Flächenreduzierung Lange Durchlaufzeit Reduktion Handlingstufen Verbesserte Transparenz Fertig gung Logistikbedingte Potenziale in der Fertigung Zykluszeit Prozesse Takt-Zeit Eliminierung logistischer Tätigkeiten Reduktion von Wegezeiten durch optimierte Materialanstellung Erhöhung der Wertschöpfungsanteile Verbesserte Austaktung Verbesserte Ergonomie durch kleinere Ladungsträger Höhere Flexibilität

57 Optimierungsprinzip Standardmontage MPS Montageprozess Logistikprozess 1 Eintakter 2 Montagedreieck 1 Einsatz von kleinen Ladungsträgern (KLT) ab Lieferant 2 Verbrauchsgesteuerter Abruf mit Kanban (Pull Prinzip) KL T K L T K L T 3 Stationsbezogene 4 Keine gegenseitige 5 Materialbereitstellung Behinderung Q-Alarm und Q-Stopp 3 Optimale 4 Bereitstellung 5 Staplerlose Bereitstell- von Bandversorgung Technik größeren Teilen durch auf Rollen (getakteter Routenverkehr) Rollenregale l 6 Stationsgebundene 7 Betriebsmittelnutzung Wertschöpfungsanteil 70 % wertschöpfend nws 8 Verbaureihenfolge: Kleinteile - SA Serie Kleint. SA Serie 6 Steigerung JIS / JIT Umfänge K4 K3 K2 K1 7 Perlenkettengüte 98% Synchronisation der Fertigung beim Lieferanten DC - Werk Lieferan t

58 MPS- Stufe 2: Verbesserungsprozess Mercedes-Benz Produktionssystem Werks-Strategie, MCG-Best-Aktivitäten, Bereichsvorhaben, PP-/PS-Aktivitäten ** ** = bei DLZ: DLZ-Check

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