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Einleitung Der heutige Wunsch der Kunden nach innovativen Produkten mit hoher Qualität zu einem günstigen Preis, ist nur ein Teil der aktuellen Marktanforderungen. Zusätzlich wird eine hohe Liefertreue, bei gleichzeitig kurzen Lieferzeiten, verbunden mit einer starken Flexibilität gefordert. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, müssen sich die Unternehmen heute entsprechend ausrichten. Dabei spielen die Bereiche der Produktion und Logistik eine zentrale Rolle. Ein entscheidender Faktor zur Optimierung des Gesamtsystems, ist die schnelle und flexible Produktion auf Basis echter Kundenbedarfe. Hierzu biete ein PULL System deutliche Vorteile gegenüber der traditionellen PUSH Steuerung. Ein typisches PUSH-System Im Rahmen dieser Pull-Prozesse ist Kanban ein häufig genutztes Element zur Steuerung des Materialflusses. Da ein umfangreiches manuelles Kanban System, bei dem vielleicht auch noch externe Lieferanten eingebunden sind, schnell unübersichtlich und fehleranfällig werden kann, bietet sich zur Unterstützung und Optimierung der Prozesse ein elektronisches Kanban System (e-kanban) an. Stellen Sie sich vor, die Produktionsprozesse in Ihrem Unternehmen werden selbstgesteuert durch einfache visuelle Methoden und Regeln, ohne zentrale Planung und Steuerung durch komplexe PPS-/ERP-Systeme oder SCM Software. Geringe Bestände bei hoher Verfügbarkeit und Qualität - undenkbar? Viele weltklasse Unternehmen haben bewiesen, dass sich mittels Kanban effektive verbrauchsgesteuerte Prozesse realisieren lassen und das nicht nur für die Serienfertigung. e-kanban Whitepaper Seite 2 von 15
Ein typisches PULL-System Rein manuell stößt aber auch ein Pull System schnell an seine Grenzen. Durch die software-technische Unterstützung der Prozesse und das erleichterte tägliche Management des gesamten Kanban Systems, reduzieren sich die Aufwände der verantwortlichen Mitarbeiter deutlich und die Abläufe werden transparenter und sicherer gestaltet. Durch die vielseitigen Möglichkeiten der Visualisierung und durch gezielte Auswertungen, lassen sich die Prozesse und das Gesamtsystem spürbar und vor allem auch kontinuierlich verbessern. Somit wird e-kanban zu einem wichtigen Hilfsmittel für Unternehmen, die ein durchgängiges Pull-System verwirklichen wollen. e-kanban bietet vielseitige Gestaltungsmöglichkeiten der Prozesse, um klare, transparente und flexible Abläufe zu schaffen und das Gesamtsystem kontinuierlich zu verbessern. Der Umstieg von komplexen prognose-orientierten Planungssystemen auf ein einfaches aber hochflexibles e-kanban System mit integrierter Performance Messung schafft dabei eine neue Dimension in der Fertigungssteuerung. Einfachheit ist der Schlüssel, nicht nur um die Identifikation der Mitarbeiter mit den Produktionsprozessen sehr viel stärker wirken zu lassen. Wichtig ist dabei vor allem auch die Transparenz innerhalb der Prozesse, um eine kontinuierliche Optimierung zu ermöglichen. Bei zu komplexen Abläufen ist die Scheu einer Veränderung häufig sehr groß. Ein durch ein e-kanban System unterstütztes Pull System kann auf Basis eines sog. PDCA (Plan-Do-Check-Act) Zyklus kontinuierlich angepasst und verbessert werden und zwar solange bis das Pull Prinzip durchgängig zum Einsatz kommt. Somit wird elektronisches Kanban zu einem universell einsetzbarem Werkzeug für die schlanke Produktion der Zukunft, zur Sicherung der langfristigen Wettbewerbsfähigkeit Ihres Unternehmens! e-kanban Whitepaper Seite 3 von 15
Das Kanban Prinzip Kanban wurde ursprünglich 1947 Taiichi Ohno in der Toyota Motor Corporation entwickelt. Es ist ein System zur Steuerung des Materialflusses und der Produktion nach dem Pull-Prinzip (auch Hol-Prinzip). Dabei werden so genannte selbst--- steuernde Regelkreise eingesetzt, um die Materialversorgung zu gewährleisten. Traditionelle Kanban Systeme verwenden meist Kanban Karten als Informationsträger in einem Kreislauf, um den Produktionsprozess visuell zu steuern. Dabei entspricht ein Kanban für den internen oder externen Lieferanten einem Produktionsauftrag. Alle Details des Auftrages sind auf der Karte beschrieben wie zum Beispiel die Teilenummer und -bezeichnung, die Anzahl der Teile im Behälter, der Verbraucher (Senke) und der Lieferant (Quelle). Weitere hilfreiche Informationen können selbstverständlich zusätzlich erwendet werden. Ein Kanban ist somit die kleinste Einheit für die jeweilige Komponente oder Baugruppe. Je nach Bedarf, Wiederbeschaffungszeit und gewünschtem Sicherheitsbestand kann über eine einfache Formel die Anzahl der benötigten Kanbans berechnet werden. Als Ladungsträger können dabei Gitterboxen, Paletten, KLTs, Kartons etc. fungieren. Wurde das letzte Teil aus einem Kanban Behälter entnommen (bei manchen Firmen auch das erste Teil), so wird das Kanban Signal z.b. in Form der Kanban Karte (Karten Kanban) oder des Behälters mit befestigter Karte (Behälter Kanban) von der verbrauchenden Stelle (Senke) and die erzeugende Stelle (Quelle) gesendet. Nach Wiederbefüllung der definierten Einheit wird der volle Kanban Behälter zurück zum Ort des Verbrauchers geliefert. Die Teile werden dann in dem so genannten Kanban Supermarkt bereitgestellt. Damit entsteht ein Kreislauf oder auch Kanban Regelkreis. Die Visualisierung des Produktionsauftrages entsteht durch den leeren Behälter am entsprechenden Standort oder über eine Kanbantafel, in welcher die Karten bzw. die Aufträge einsortiert werden. Liegt kein Kanban Signal also Produktionsauftrag vor, so wird auch nicht produziert. e-kanban Whitepaper Seite 4 von 15
Das e-kanban Prinzip Bei kleinen übersichtlichen Bereichen und wenigen Kanban Teilen kommt eine manuelle Kanban Steuerung prinzipiell ohne den Einsatz eines Software Systems aus. In solchen Kanban Umgebungen ist entsprechend auch der Aufwand für die Pflege des Kanban Systems gering. Bei einer steigenden Anzahl der Kanban Regelkreisen wird aber schnell eine gewisse Komplexität erreicht, durch die das Gesamtsystem unüberschaubar wird. Dadurch wird die manuelle Pflege sehr aufwendig und die Transparenz geht sehr schnell verloren. Auch die Einbindung externer Zulieferer gestaltet sich häufig als schwierig, da die Kanban Signal die Unternehmensgrenzen verlassen. In diesem Fall hilft ein e-kanban System weiter. Ein e-kanban basiert auf der Erfassung der Kanban Bewegungen. Dies bedeutet, dass jedes Kanban erfasst wird, sobald sich sein Zustand ändert (z.b. das Kanban ist leer, wieder aufgefüllt etc.). Diese Erfassung der Bewegungen erfolgt meist per Barcode Leser durch scannen einer sog. Kanban ID, also einer eindeutigen Nummer der Kanban Karte. Durch diese Erfassung der Kanban Bewegungen wird ein hoher Visualisierungsgrad erreicht und es können Kanban Signale in elektronischer Form weitergegeben werden. Das e-kanban Prinzip ist also sehr einfach zu verstehen und in der Praxis sehr leicht zu handhaben. Der Aufwand, um nicht nur eine Kanban Karte weiterzugeben, sondern zusätzlich auch noch einen Barcode zu scannen, ist fast vernachlässigbar gering. Die Vorteile, die sich aus diesem Mehraufwand jedoch ergeben, sind gewaltig. e-kanban Whitepaper Seite 5 von 15
Die großen Vorteile eines elektronischen Kanban Systems Einfaches Kanban Daten-Management Eine grundlegende Funktion eines Kanban Software System ist selbstverständlich der Zugriff und die Pflege der Stammdaten wie zum Beispiel Produktionseinheiten (also Lieferanten, Läger, Produktionslinien, Maschinen etc.), Supermarkt Lagerplätze, Behältertypen und Teilestamm. Mit Hilfe dieser Daten werden die physikalischen Kanban Regelkreise im System abgebildet. Auf Basis der Dimensionierungsdaten wie durchschnittlicher Tagesbedarf, Wiederbeschaffungszeit, Sicherheitsfaktor und Menge pro Behälter wird die benötigte Anzahl an Kanbans pro Regelkreis berechnet. Die Berechnung wird durch vorhandene Kanban-Formeln unterstützt. Die kundenspezifischen Kanban Karten können direkt, schnell und ohne Aufwand gedruckt werden. Dabei erhält jeder Kunde ein individuelles Karten Layout. Somit lässt sich das gesamte Kanban System mit minimalem Personaleinsatz managen und auf aktuellem Stand halten. Automatisierung des Informationsflusses Zur Verbesserung von Wiederbeschaffungszeiten kann ein e-kanban System beitragen, indem es die Kanban Signale direkt bei Leermeldungen eines Kanbans oder komplette Bestandsübersichten in Echtzeit an die vorgelagerten Fertigungseinheiten oder externe Lieferanten schickt. Die Erfassung der Kanban Statuswechsel erfolgt durch Barcode oder RFID Scanner. Die Kanban Bewegungen (Transaktionen) werden dabei in einer Datenbank erfasst und können von dort jederzeit abgerufen werden. Die Einsparungen sind enorm, nicht nur dadurch, dass Fehler bei der Informationsweitergabe reduziert werden, sondern auch durch die Minimierung der Aufwände zur manuellen Signalübermittlung. Durch die elektronische Rücksendung der Kanban Signale vom der Senke zur Quelle, lässt sich eine Reduzierung der gesamten Wiederbeschaffungszeit erreichen, was sich unmittelbar in niedrigeren Sicherheitsbeständen widerspiegelt. Somit wird der Informationsfluss deutlich transparenter und schneller. e-kanban Whitepaper Seite 6 von 15
Echtzeit-Visualisierung aktueller Bestände und anstehender Kanban Aufträge Die verantwortlichen Mitarbeiter benötigt eine schnelle und vollständige Übersicht über die aktuellen Materialbestände (volle Kanbans) und den Kanban Auftragsbestand (leere Kanbans). Ein e-kanban System kann über die Anzeige der verschiedenen Kanban Zustände (z.b. voll, leer, in Transport etc.) mit entsprechenden Auswahlfiltern gezielt diese Informationen anzeigen ("Monitoring"). Dadurch wird eine hohe Transparenz des "Work in Process" (WIP) und aller anderer Bestände erreicht. Ist diese Transparenz nicht vorhanden, wird oft ein erheblich höherer Sicherheitsbestand notwendig, um die vorhandenen Unsicherheiten abzudecken. Somit erhalten Sie eine sehr hohe Visualisierung über die gesamte Kanban Situation und benötigen aufgrund der hohen Transparenz geringere Sicherheitsbestände. Einbindung von externen Lieferanten Ein e-kanban System erleichtert vor allem auch die Einbindung von externen Lieferanten, externen Lägern oder anderen Standorten des Unternehmens, die ebenfalls als Zulieferer fungieren. Während sich beim klassischen manuellen Kanban häufig die Frage stellt, wie das Kanban Signal zum Lieferanten kommt (z.b. über die manuelle Versendung eines Faxes), laufen solche Prozesse der Signal Übermittlung in einem elektronischen Kanban System automatisiert hat. Dadurch wird wieder ein schnellerer Informationsfluss erreicht, die Fehlerquote reduziert und die Aufwände im täglichen Betrieb deutlich reduziert, was sich direkt in der Produktivität der Mitarbeiter widerspiegelt. Ein e-kanban System wie IKS bietet alle Möglichkeiten zur Übermittlung der Kanban Signale. Dies kann per E-Mail oder Fax erfolgen (hier wird eine Kopie der Kanban Karte oder eine Zusammenfassung der verbrauchten Kanbans übermittelt), aber auch über eine Web-Plattform, die dem Lieferanten alle notwendigen Informationen zur Verfügung stellt. Speziell bei der Verwendung eines Web-Portals lassen sich die Kanban Prozesse sehr flexibel gestalten und der Lieferant kann aktiv mit Ihnen kommunizieren. Somit lassen sich externe Lieferanten auf vielfältige Weise in den Pull Prozess integrieren und Sie erhalten sichere und transparente Prozesse. e-kanban Whitepaper Seite 7 von 15
Kanban zur Steuerung der Produktion WIP Beständen. Bei starker Dezentralisierung der Produktionssteuerung besteht die Gefahr, dass der Überblick über die übergeordneten Interessen verloren geht. Beispielsweise erreicht ein Meister durch eine Optimierung der Kapazitätsauslastung in einem Produktionsbereich lediglich ein Suboptimum. Häufig erzeugt diese Steuerung auf Basis einer hohen Kapazitätsauslastung eine verspätete Lieferung von dringend benötigten Komponenten und endet in hohen Eine Steuerung über das Kanban Prinzip (meistens wird hier die klassische Kanban Ampel-Steuerung verwendet) hilft dabei, nur die Komponenten zu produzieren, die auch tatsächlich verbraucht wurden. Hierzu werden oftmals manuelle Kanban Tafeln verwendet, in die die Kanban Karten gesteckt werden, um das Auftragsvolumen zu visualisieren. Solche manuelle Kanban Tafel stoßen aber auch schnell an ihre Grenzen, z.b. wenn eine große Anzahl an Komponenten in einem Bereich gefertigt wird. In diesem Fall wird eine solche Kanban Tafel schnell unübersichtlich und die Fehlerquote z.b. beim Stecken der Karten erhöht sich. Hier kann eine elektronische Kanbantafel (e-kanban Board), welche den Kanban Auftragsbestand visualisiert, abhelfen. Die zu produzierenden Produkte oder Komponenten werden automatisch in der Reihenfolge der Aufträge visualisiert. Diese Anzeige der Kanban Aufträge wird ebenfalls automatisch immer wieder neu sortiert, so dass der Mitarbeiter (Kanban Boards dezentral direkt an der Maschine oder Linie) oder der Bereichsverantwortliche (Kanban Board an einer zentralen Stelle, z.b. im Büro) ständig die wichtigsten Kanban Aufträge im Blick hat. Dabei können die Aufträge natürlich auch hinsichtlich z.b. von Rüstfamilien, verwendetem Rohmaterial etc. zusammengefasst werden, um die Anzahl der Rüstvorgänge zu reduzieren. Dies sollte allerdings nur dann Berücksichtigung finden, wenn sonst keine Gefahr von Materialengpässen besteht und genügend freie Kapazitäten zur Verfügung stehen. Häufig wird bei einer solchen Steuerung über eine elektronische Kanban Tafel sog. temporäre Kanban Karten verwendet, die beim Start eines neuen Auftrags neu gedruckt werden. Wenn ein Kanban geleert wurde, wird das Kanban Signal elektronisch übermittelt und die alte Kanban Karte zerstört. Dadurch wird der Rücktransport der Kanban Karte von der Senke zur Quelle vermieden und es wird ein schnellerer Informationsfluss erreicht. Somit werden alle notwendigen Informationen in Echtzeit visualisiert und die eine Auftragsreihenfolge auf Pull Basis gebildet, um immer genau das richtige zu produzieren. e-kanban Whitepaper Seite 8 von 15
Automatisierung der Kanban Buchungen Da durch die Erfassung der Kanban Bewegungen erhält man durch ein e-kanban System immer eine aktuelle Übersicht über die aktuelle Bestands- und Auftragssituation im Unternehmen. Letztendlich ist jedoch das übergeordnete ERP-/PPS- System für die buchhalterische Bestandsführung und auch für sämtliche finanztechnischen Prozesse verantwortlich. Es wäre jedoch absolute Verschwendung, wenn Informationen, die im e-kanban System schon vorhanden sind, nochmals (vielleicht sogar manuell) in das Host-System eingegeben würden. Deshalb wird das e-kanban System fast immer über eine Schnittstelle an das übergeordnete System angebunden. Wie die technische Realisierung genau aussieht (z.b. per Datei-Transfer, Datenbanktabelle o.ä.) hängt vom Kunden und dem bestehenden ERP-/PPS-System ab. Da die Buchungsprozesse in der Regel bei allen System sehr ähnlich sind, sind die Aufwände für die Erstellung einer Schnittstelle meistens sehr gering. Selbstverständlich können auch bestimmte Stammdaten vom Host-System in das e-kanban System geladen werden. Welche das genau sind, muss individuell festgelegt werden. Folgende Buchungsprozesse werden häufig verwendet: Buchung von Wareneingängen (z.b. auf bestehende Rahmenverträge) Erzeugung von Fertigungsaufträgen (bei Kanban in der Produktion) Materialumlagerungen (z.b. vom zentralen Lager an die Produktionslinien) Durch die automatisierten Material-Buchungsprozesse werden manuelle Aufwände deutlich reduziert und Eingabefehler vermieden. Somit sind die Bestände im bestehenden Hauptsystem korrekt und notwendige Prozesse können automatisiert im Hintergrund ablaufen. Somit lassen sich bisherige manuelle Buchungen automatisieren, was die Prozesse sicherer macht und die Aufwände deutlich reduziert. e-kanban Whitepaper Seite 9 von 15
Frühwarnsystem bei kritischen Beständen und verspäteten Lieferungen Das Ziel die Bestände so weit wie möglich zu senken, bewirkt, dass bei Störungen im Gesamtprozess oder bei Bedarfsspitzen Materialengpässe drohen. Um dem vorzubeugen, wird ein Frühwarnsystem benötigt, das kritische Engpasssituationen direkt visualisiert und somit den Verantwortlichen rechtzeitig erlaubt, Maßnahmen zu ergreifen. Sobald ein Kanban Teil den festgelegten Sicherheitsbestand erreicht, wird es im Frühwarnsystem visualisiert. Dadurch lassen sich potenzielle Gefahrensituationen besser einschätzen und Fehlteile vermeiden. Auch die Überwachung der aktuellen Kanban Lieferungen und somit die Einhaltung der festgelegten Wiederbeschaffungszeiten (intern wie extern) wird somit möglich. Materialengpässe und späte Lieferungen werden so erkannt, Fehlteile und damit verbundene Produktionsstillstände vermieden. Ein e-kanban System bietet hier einfache, aber sehr effektive Lösungen der Visualisierung. Somit lassen sich Fehlteile einfach und effektiv vermeiden und die Kanban Regelkreise können mit geringeren Sicherheitsbeständen definiert werden. Kontrolle über Kanban Liefervereinbarungen Bei der Dimensionierung des Kanban Systems spielt die Wiederbeschaffungszeit (WBZ) eine zentrale Rolle. Sie fließt als Parameter bei der Berechnung der Kartenanzahl mit ein. Somit ist der Höhe des Bestandes von der WBZ abhängig. Alle Unsicherheiten innerhalb des Lieferprozesses, aber auch lange Transportzeiten, Wartezeiten etc. müssen in der WBZ berücksichtigt werden. Um die Einhaltung der Liefervereinbarung sicherzustellen, muss die WBZ gemessen werden, was in einem manuellen Kanban System fast unmöglich ist. Dies kann unter zwei Aspekten erfolgen: Die Güte der WBZ über einen längeren historischen Zeitraum, sowie die Einhaltung der vereinbarten WBZ bezüglich aktueller Lieferungen. Damit wird dann auch unter dem Aspekt der Liefertreue eine Lieferantenbewertung möglich. e-kanban Whitepaper Seite 10 von 15
Ein e-kanban System misst durch die Erfassung der Kanban Bewegungen die Zeiten zwischen den Kanban Statuswechseln automatisch und ermöglicht somit eine Übersicht über die Pünktlichkeit aktueller Lieferungen als auch die Auswertung der historischen Daten, um die Qualität eines Lieferanten zu überwachen und einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess zu ermöglichen. Somit lassen sich Lieferzeiten überwachen und die Lieferanten-Performance kontinuierlich verbessern. Erkennen von Optimierungspotenzial bei den Beständen Zum Anfang der Einführung werden Sicherheitsbestände oft höher angesetzt, um dem Risiko von Fehlteilen vorzubeugen. Dies wird auch bewirkt durch Unsicherheiten in Bezug auf getroffene Lieferzeitvereinbarungen oder interne Prozess- Instabilitäten (z.b. Maschinenausfälle, Qualitätsprobleme etc). Ein höherer Sicherheitsbestand, also eine größere Anzahl Kanbans im Umlauf, hat zu Beginn der Kanban Einführung auch seine Berechtigung. Wenn das Kanban System aber einige Zeit in Betrieb ist und sich die Prozesse stabilisiert haben, besteht aber die Gefahr, dass die Vorteile des Kanban Prinzips nicht optimal ausgeschöpft werden, weil die zu große angelegten Sicherheitspuffer im späteren Verlauf nicht optimiert werden. Genau hier schafft die zeitraumbezogene Auswertung von Bestandsverläufen ein großes Potenzial für die Optimierung der Kanban Anzahl. Durch die graphische Auswertung der historischen Bestände lassen sich einfach und schnell Rückschlüsse ziehen, ob ein Kanban Regelkreis richtig dimensioniert wurde oder ob entsprechendes Potenzial zur Bestandsenkung besteht. Auch im umgekehrten Fall einer zu geringen Kanban Anzahl lässt sich dies sofort erkennen und entsprechende Gegenmaßnahmen umsetzen. Somit erhalten Sie gezielte Informationen, um Ihre Bestände kontinuierlich zu optimieren. e-kanban Whitepaper Seite 11 von 15
Nachführen der Kanban-Dimensionierung bei Bedarfsschwankungen Bei schwankenden Bedarfen wird es notwendig, die Anzahl der Kanban Karten dynamisch nachzuführen. Bei manuellen Systemen ist eine solche Anpassung der Kanban Anzahl oft mit hohen Aufwänden verbunden und endet dadurch meistens in einem hohen Sicherheitsbestand, der quasi auf die Bedarfsspitzen ausgelegt ist. Dies widerspricht jedoch dem Grundsatz der Vermeidung von Verschwendung. Ein e-kanban System kann über eine entsprechende Schnittstelle zum ERP-/PPS- System Bedarfsdaten laden und somit die neue Kanban Anzahl berechnen. Dabei unterstützt das e-kanban System ebenfalls die Ein- und Auslaufsteuerung der Karten im Gesamtprozess, um manuelle Handlungsabläufe so weit wie möglich zu reduzieren. Dieser Prozess setzt jedoch eine hohe Qualität der Bedarfsdaten und ein entsprechendes Design der Kanban Prozesse voraus. Häufig werden zur Anpassung der Kanban Anzahl in einem Regelkreis einfachere Methoden verwendet. Dazu zählen das Einsteuern von zeitlich begrenzten Kanbans oder auch von sog. Einmal Kanbans, die nach einem Durchlauf wieder automatisch aus dem Prozess genommen werden. Auch die Anpassung der Kanban Dimensionierung durch gezieltes Setzen eines Ein- bzw. Aussteurungsdatums ist eine bewährte Methode. Somit können Sie gezielt auf Bedarfsschwankungen reagieren und haben klare Prozesse zum Umgang mit Bedarfsspitzen. Vorteile für alle Mitarbeiter Fertigungsleitung, Logistik, Materialplaner oder Buchhaltung, der Einsatz eines e-kanban Systems unterstützt alle wesentlichen Bereiche eines Unternehmens. Durch die selbststeuernden Regelkreise wird die Beschaffung als auch der interne Materialfluss deutlich vereinfacht, sowie wiederkehrende und häufig sehr zeitaufwendige Aufgaben im täglichen Betrieb reduziert. Ein e-kanban System ermöglicht die notwendige hohe Visualisierung und beschleunigt den Informationsfluss. Typische Probleme bei manuellem Kanban wie Kartenverlust, Signalverzögerung, Ein-/Ausphasen von Kanbans etc. entfallen beim Einsatz eines elektronischen Kanban Systems, wodurch die Kanban Prozesse deutlich stabiler werden. e-kanban ermöglicht ebenso die Optimierung der Bestände und hilft dabei die Lieferperformance deutlich zu steigern. Somit werden klare Kanban Standardprozesse geschaffen, das Kanban Handling leichter und die Akzeptanz der Mitarbeiter erhöht. e-kanban Whitepaper Seite 12 von 15
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