LEAN Manufacturing und MES

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1 LEAN Manufacturing

2 1. Vorbemerkung Lean manufacturing ist ein Synonym für Spitzenklasse im Produktionsprozess, andere Begriffe, die dazu Verwendung finden sind Synchronisation von Tätigkeiten, Pull-System gemäß des Kundenbedarfs, Just in Time, Flussproduktion etc.. Lean manufacturing ist ein ganzheitlicher, integrierter Ansatz, um Zeiten und Kosten des gesamtenauftragsprozesses zu reduzieren., d.h. Wettbewerbsvorteile am Markt zu gewinnen, insbesonderegeht es darum, indirekte Wertschöpfungstätigkeiten aus dem Produktionsprozess zu eliminieren. Alles, was nicht direkt am Wert eines Produkts beteiligt ist, muss auf die Wagschale gelegt werden. Eine umfassende Studie in den USA zu den Effekten von lean manufacturing hat folgendes erbracht: Reduzierung der Auftragsbearbeitungszeit ( Vertrieb, Einkauf ) um ca. 65% Umsatzerhöhung pro Beschäftigten um ca. 150% Reduktion der Lager um ca. 70 % Produktivitätssteigerung um 190% Senkung der Personaleinsatzkosten um 75% Reduzierung der Zykluszeit um ca. 80% Reduzierung der Umrüstprozesse um ca. 50% Steigerung des Return on Asset um ca. 50% Reduzierung der gesamten Produktionskosten um ca. 30% Diese Ergebnisse werden sicherlich im Einzelfall geringer ausfallen, sind aber doch so elementar,dass es erstaunlich ist, dass die Methoden von LM noch immer nicht bei einem Großteil der Produktionsunternehmen zum Einsatz kommen. Es wird zwar sicherlich laufend verbessert, wenn Fehler auftreten ( KAIZEN Blitz ), aber es fehlteine geplante, integrierte Betrachtung der Verbesserungspotenziale in der Produktion. Die eingesetzten Methoden sind in der Regel konventioneller Art. Es werden dabei die Methodenund Möglichkeiten elektronischer Instrumente eher im Nebensatz erwähnt. Diese Unterlage soll nun aufzeigen, welchen entscheidenden Beitrag MES zur Realisierung vonlm beiträgt. Um dies im einzelnen zu betrachten, werden nachfolgend die Träger von Verschwendung, d.h. vermeidbare Mehrkosten-Verursacher im Wertschöpfungsprozess herausgearbeitet und gezeigtwie sie entweder konventionell oder durch MES eliminiert bzw. reduziert werden können.

3 2. Die Kategorien und Typen für den Lean manufacturing Ansatz Die 4 Kategorien mit ihren Typen sind: o Vermeidbare Kosten durch Erhöhung der Personalleistungsfähigkeit o Vermeidbare Kosten im Arbeitsprozess des Personals o Vermeidbare Kosten im Materialfluss o Vermeidbare Kosten bei der Qualität Vermeidbare Kosten durch Erhöhung der Personalleistungsfähigkeit Es gibt 3 Typen für einen Ansatz, die Leistungsfähigkeit des Personals zu erhöhen. 1. Management bis hin zum Werker an den Maschinen ziehen an einem Strang Es ist heute entscheidend, dass sämtliche Personen, die am Wertschöpfungsprozess beteiligtsind, eine Sprache sprechen, sich mit der Firmenstrategie voll identifizieren und informiert sind. Aus diesem Grund sind laufende Schulungen, das Lernen im Team zu arbeiten und zu kommu-nizieren, nötig. Dies geschieht durch Ausbildungsprogramme, die von Beratungsunternehmen im Umfeld von Lean manufacturing angeboten werden.

4 Hier leisten die Funktionsinhalte von MES insofern einen Beitrag, als mit einem durchgängigen Informationssystem auf kurzem Wege über Abteilungsgrenzen hinweg kommuniziert wird. 2. Klare Zuständigkeiten Um Reibungsverluste zu vermeiden, ist es notwendig, dass die Zuständigkeiten in einer Organisationklar definiert sind und wie untereinander kommuniziert wird. Auch dies ist ein weites Feld für Beratungsunternehmen, die sich auf das Thema Organisationsentwicklung spezialisiert haben. 3. Personalmotivation Das Personal muss wissen, dass es anerkannt, dass seine Leistung gewürdigt wird und dass es einen hohen Grad von Selbstgestaltungsmöglichkeiten in seinem Arbeitsumfeld hat. Vermeidbare Kosten im Arbeitsprozess des Personals Der Werker an den Maschinen benötigt klare Informationen bzw. Vorgaben, nach denen er seine Wertschöpfung vollzieht. Zusätzlich benötigt er Arbeitsunterlagen für die Aufzeichnung wichtiger Prozesseinzeldaten, die zur Verbesserung und Beschleunigung der Prozesse führen können. Das beinhaltet u.a. Hinweise auf ein besseres Handling etc. Ziel ist es die Taktzeiten zu optimieren. Wenn der Werker motiviert und informiert ist, bringt er selbst die besten Verbesserungsvorschläge. Neben den konventionellen organisatorischen Maßnahmen werden mit einem MES Kosten imarbeitsprozess insofern vermieden, als dem Werker zu all seinen Tätigkeiten die notwendigeninformationen am Bildschirm angezeigt werden. Dies betrifft die verschiedensten Vorschriftenwie Rüstanweisungen, Produktionsverfahrensanweisungen, Prüfpläne etc.. Bei den nächsten beiden Kostenvermeidungskategorien ist MES praktisch ein zwingendnotwendiges Instrument, um Kosten zu vermeiden.

5 Vermeidbare Kosten im Materialfluss Hier werden primär 4 JIT Methoden eingesetzt, wie Kanban, Heijunka, SMED und präventive Wartung. Hier geht es im Prinzip darum, einen Produktions- bzw. Materialfluss sicherzustellen, bei dem Material in möglichst kleinen Mengen zum richtigen Zeitpunkt, in der angeforderten Menge, an der jeweiligen Bedarfsstelle zur Verfügung gestellt wird. Kanban Es ist zwar richtig, dass man auf konventionelle Art mittels Kanbankarten zwischen 2 Prozessschritten die konventionelle Nachlieferung von Material sicherstellen kann, wenn es sich aberum komplexe Prozessketten handelt, ist ein elektronisches Pullsystem erforderlich.dieses arbeitet nach dem Kundenbedarf und kleinen Losgrößen, löst die Prozesskette über sämtliche Prozessschritte auf und sorgt für einen geplanten, kontinuierlichen Produktionsfluss. Wenn eine bestimmte Abarbeitung der Produktionsmengen erfolgt ist, der Sicherheitbestand für das bereitgestellte Material erreicht ist, wird dies elektronisch ( Druck Anlieferungsschein, , Andon etc. ) angezeigt. Heijunka Bei Einsatz des Heijunka Prinzips werden Bedarfsmengen geklättet, d.h. ist wird in MES ein Durchschnittsbedarf über einen bestimmten Zeitraum gebildet, der dann als Produktionsrichtgröße gilt und für eine ruhige, gleichmäßige Produktion sorgt. Werkzeugwechsel im einstelligen Minutenbereich ( SMED ) Dies ist ein Verfahren, das die Rüstzeit einer Produktionsmaschine reduzieren soll. Ziel ist es, ohne den Fertigungsfluss zu stören, die Maschine auf einen neuen Fertigungsprozess umzurüsten. Umsetzung: In mehreren iterativen Schritten wird die Rüstzeit durch organisatorische Maßnahmen verbessert. Wesentliches Element bei der Umsetzung ist es, Rüstvorgänge in interne und externe Schritte zu unterteilen. Interne Schritte können nur bei Stillstand der Maschine durchgeführt werden (z.b. Werkzeugwechsel) Externe Schritte können durchgeführt werden, wenn die Maschine noch produziert (z.b. Bereitstellung der Werkzeuge und Vorprodukte).

6 Diese organisatorischen Maßnahmen schlagen sich dann in Plangrößen für Rüstvorgänge nieder. Diese gehen in die Arbeitspläne für die Artikel ein und werden in der Auftragsverplanung mit der Rüst- Matrix gekoppelt. Hier ist MES der Empfänger von Daten, die sich aus organisatorischen Maßnahmen ergeben. Sie sind entscheidend für einen Produktionsfluss mit minimalen Rüst- und Lagerzeiten. Präventive/Prediktive Wartung Hier geht es darum, dass Wartungsmaßnahmen frühzeitig wahrgenommen werden und möglichst versucht wird, Wartungstätigkeiten im laufenden Produktionsbetrieb vorzunehmen. Neben organisatorischen Maßnahmen kommt dabei MES eine zentrale Bedeutung zu, weil es frühzeitig erkennt, wann eine Wartung vorgenommen werden muss ( Überschreitung von Nutzungsgrenzgrößen, Maschinenzustandsfaktoren ). Durch dieses Überwachungsinstrumentarium für Maschinen und Betriebsmittel können Zusatzkosten Im Produktionsbetrieb minimiert werden. Vermeidbare Kosten bei der Qualität Hier geht es darum, dass der eigentliche Wertschöpfer (Maschine oder manueller Arbeitsplatz) eine bestmögliche Qualität liefert, heute auch unter dem Begriff 6 Sigma abgehandelt. Um dies sicherzustellen, muss die jeweilige Maschine beim zu produzierenden Artikel fehlerfrei arbeiten. Dazu trägt einmal die Verfahrenstechnik bei, mit der der eigentliche Prozess in der Maschine reibungslos abgewickelt werden kann. Entscheidend ist, dass das Produkt mit seinen Messparametern kontinuierlich überwacht wirdhinsichtlich der Einhaltung der vorgegebenen Plangrößen, d.h. die Prozessfähigkeit der Maschine wird zum entscheidenden Kriterium für die Qualität. Dazu kommen aber auch Prüfungen von Stichproben, die manuell bzw. mit Messmitteln vorgenommen werden. Diese Tätigkeiten sollten aber auf ein Minimum beschränkt werden, weil schon der Nachweis einer kontinuierlich, automatisch überwachten Prozessfähigkeit genügend Sicherheit zur Beurteilung der Qualität geben sollte. Mit dem Konzept DMAIC (Erkenne und definiere das Problem, Erstelle Messdaten, Analysiere diese, Überlege Verbesserungen, Kontrolliere Verbesserungsmaßnahmen durch erneute Messungen) soll eine möglichst fehlerfreie Produktion erreicht werden.

7 Von lean im Qualitätsprozess kann dann gesprochen werden, wenn elektronisch verwaltete Messbzw. Prüfpläne vorliegen, diese weitgehend automatisiert abgearbeitet werden und die entsprechenden Kontrolldaten automatisch geliefert werden. Für das Erreichen des 6 Sigma Zieles ist die Ausbildung des eingesetzten Personals (QS-Leiter, Supervisor, Prüfer) ein wesentlicher Punkt. Hier geht es u.a. darum das notwendig mathematisch, statistische Kenntnisse zu vermitteln, damit man Veränderungen in Streuung, Lage und Verteilung beurteilen kann. Für Für dies Aufgabenstellung kommt einem qualifiziertem Qualitätsmanagement innerhalb von MES eine zentrale Bedeutung zu. Vermeidbare Kosten im Maschinenprozess Der Maschinenprozess ist i.d.r. sehr komplex. Neben der Überwachung der Prozessfähigkeit haben eine Reihe von anderen Leistungsparametern der Maschine eine entscheidende Bedeutung. Wenn diese bestimmte Grenzgrößen verletzen, kann dies bereits die Ursache für Verletzungen der Prozessfähigkeit sein. Daher ist es wichtig, dass im Rahmen von lean manufacturing ein entsrechendes Kennzahlensystem entwickelt wird, das es gestattet, frühzeitig Fehlentwicklungen mit seinen Auswirkungen auf die Kosten zu erkennen. Auch hier gilt, dass die Ausbildung des Personals im Umgang mit den Kennzahlen entscheidend ist und dass die Kennzahlen automatisch ohne personellen Aufwand geliefert werden. Auch hier liefert MES, das nötige Instrumentarium.

8 Ein schlankes Management für das Tagesgeschäft Es besteht aus 4 Kernelementen 1. Visualisierung des Arbeitsstatus in allen Bereichen Dies ist letztlich ein Kennzahlensystem, in dem gesetzte Zielgrößen mit den Ist-Größen dargestellt werden. Entscheidender Beitrag durch MES 2. Arbeitsgruppen-Meetings Kurzfristig arbeiten diese Meetings auf der Basis der gelieferten Kennzahlen 3. Kaizen Verbesserungssystem In ihm werden auch kleinste Verbesserungsvorschläge und Ideen, die sich in den Meetings ergeben, in Standardformularen festgehalten, um sie in das kontinuierliche Verbesserungskonzept von Kaizen einfließen zu lassen Punkte Aktionsplan Der 20 Punkte Aktionsplan dient den Arbeitgruppen als langfristige Orientierung für das Erreichen von gesetzten Zielen. Nachfolgend ist ein solcher Aktionsplan dargestellt, der die verschiedenen Faktoren eines Lean manufacturing System darstellt. Diese sind einerseits Faktoren, die die Organisation und die Ausbildung des Personals betreffen, auf der anderen Seite sind es jene Faktoren, die ohne einem MES nicht erfolgreich bearbeitet werden können.

9 Betrachtet man nun die einzelnen Bearbeitungsfaktoren eines lean manufacturing Konzeptes, sind es 11 Faktoren, in denen MES ein zentrale Rolle spielt.

10 Es sind dies: Messsysteme Prozesskontrolle Produktionsnivellierung Bearbeitungsstandards Visualisierung Laufende Kontrolle ( Zeitraum bezogen ) Personalleistungsverbesserung Operative Planung Wartungsmanagement Qualitätsmanagement SMED-Management Mit einem Lean manufacturing Konzept wird eine ganzheitliche Betrachtung der Produktionsprozesse verfolgt. Daher ist es notwendig, die organisatorischen Maßnahmen und Personalausbildungsprogramme mit den Werkzeugen von MES zu kombinieren, um die entsprechenden Effekte bezüglich Produktivitätssteigerung und Kostensenkung im Unternehmen zu verwirklichen. Darüber hinaus kann MES als Simulator bei der Entwicklung schlanker Ablaufprozesse im Vorfeld einer Einführung eingesetzt werden, weil man die Wirkung von Maßnahmen aufzeigen kann.