Prozessoptimierung in der Einzelteilproduktion

Michael Ristau Prozessoptimierung in der Einzelteilproduktion Diplomica Verlag

Michael Ristau Prozessoptimierung in der Einzelteilproduktion ISBN: 978-3-8428-1586-5 Herstellung: Diplomica Verlag GmbH, Hamburg, 2012 Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtes. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Die Informationen in diesem Werk wurden mit Sorgfalt erarbeitet. Dennoch können Fehler nicht vollständig ausgeschlossen werden und der Verlag, die Autoren oder Übersetzer übernehmen keine juristische Verantwortung oder irgendeine Haftung für evtl. verbliebene fehlerhafte Angaben und deren Folgen. Diplomica Verlag GmbH http://www.diplomica-verlag.de, Hamburg 2012

Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis...1 1 Einführung...3 1.1 Globalisierung als Chance für die deutsche Metall- und Maschinenbaubranche.3 1.2 Vorgehensweise dieser Studie...5 2 Die futureblech AG...7 2.1 Die futureblech AG Ein junges Unternehmen in der Metallbranche...7 2.2 Das Produkt- und Leistungsportfolio...8 2.3 Struktur und Organisation...9 2.4 Gründe für eine Prozessoptimierung...11 3 Grundlagen der Prozessoptimierung...13 3.1 Der Begriff Prozess und Prozessoptimierung in wissenschaftlicher Betrachtungsweise...13 3.1.1 Begriffserklärungen und Definitionen...13 3.1.2 Prozesshierarchie...15 3.1.3 Abstufungen von Verbesserungen eines Prozesses...15 3.1.4 Vorgehensweisen bei der Prozessoptimierung...17 3.2 Prozessoptimierung in der praktischen Umsetzung...24 3.3 Besonderheiten der Prozessoptimierung in der Prototypen- und Einzelteilproduktion...24 3.3.1 Vergleich zwischen Serien- und Einzelteilproduktion...24 3.3.2 Die Kundenauftragsfertigung...25 3.3.3 Einflussgrößen für die Prozessoptimierung in der Prototypen- und Einzelteilproduktion...26 4 Prozessbeschreibung und -analyse...27 4.1 Prozessbeschreibung und -darstellung...27 4.1.1 Dokumentation des Prozesses...28 4.1.2 Prozesslandkarte...31 4.1.3 Flussdiagramm...31 4.2 Prozessanalyse mittels Kennzahlen...33 4.2.1 Kennzahlen Basis der Prozessbeurteilung...33 4.2.2 Kennzahlen als wirkungsvolles Instrument in der Produktion...36 4.2.3 Erhebung der Kennzahlen...38 4.2.4 Kennzahlen bei futureblech...40 4.2.5 Kennzahlensystem...42

5 Ablauf der Optimierung... 43 5.1 Die drei Säulen der Prozessoptimierung... 43 5.2 Senkung der Durchlaufzeiten... 45 5.2.1 Durchlaufzeiten bei futureblech... 46 5.2.2 Maßnahmenpaket zur Senkung der Durchlaufzeiten... 50 5.3 Erhöhung der Produktivität... 66 5.3.1 Ermittlung der vorhandenen Kapazitäten und Ressourcen... 67 5.3.2 Produktivität bei futureblech... 67 5.3.3 Maßnahmenpaket zur Erhöhung Produktivität... 68 5.4 Verbesserung der Prozesssicherheit... 76 5.4.1 Prozesssicherheit bei futureblech... 77 5.4.2 Maßnahmenpaket zur Steigerung der Prozesssicherheit... 79 6 Ergebnisse aus der Optimierung... 85 6.1 Kritische Bewertung der Ergebnisse... 85 6.2 Verbesserung für den Produktionsprozess... 85 6.2.1 Ergebnisse Durchlaufzeiten... 85 6.2.2 Ergebnisse Produktivität... 86 6.2.3 Ergebnisse Prozesssicherheit... 86 6.3 Kostenbetrachtung... 87 6.4 Verbesserung der Wettbewerbssituation... 88 7 Fazit... 89 A Anhang... 91 A.1 Begriffsdefinitionen... 91 A.2 Testphase Visuelles Management im Fertigungsprozess... 92 B Abbildungs- und Tabellenverzeichnis... 97 C Literaturverzeichnis... 101

1 Einführung 1.1 Globalisierung als Chance für die deutsche Metall- und Maschinenbaubranche Seit den 1970er Jahren kommt der Metallbranche in Deutschland besonders dem Maschinen- und Fahrzeugbau eine besondere Bedeutung zu: Seit Jahren sind sie der Motor der deutschen Wirtschaft und dienen zugleich als Katalysator für andere Industrie- und Wirtschaftszweige. 593,8 Umsatz in Milliarden Euro 966,9 877,9 771,4 684,2 704,5 870,0* 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 * geschätzter Wert Abb. 1.1: Umsatz der Metall- und Elektroindustrie insgesamt in Deutschland Ein stetiges Umsatzwachstum seit den 1990er Jahren und eine kontinuierliche Zunahme der Beschäftigten in diesem Industriezweig zeigen dies deutlich. Der Aufschwung der deutschen Wirtschaft und der damit einhergehende Wohlstand wären ohne die Metallbranche dem Rückgrat der deutschen Wirtschaft nicht denkbar. Dennoch sind auch hier, fast parallel zum Aufschwung, Verlagerungstendenzen in Richtung Osten zu beobachten. 3

Anteil an geplanten Verlagerungen 2005-2009 Abb. 1.2: Verlagerungstendenz in der Metallbranche Der kapitalintensive Maschinenbau sieht sich somit einer neuen Herausforderung entgegen. Produkte können, aufgrund niedrigerer Personal- und Energiekosten, deutlich günstiger als in Deutschland produziert und angeboten werden. Diese sich wandelnde Marktsituation hinterlässt deutliche Veränderungen im gesamten Wettbewerb und auf dem hiesigen Binnenmarkt. Der hohe Konkurrenzdruck, der sich in der Preisgestaltung, dem Produkt- und Leistungsportfolio zeigt, erfordert die Reaktion der deutschen Metallbranche: Standardprodukte und Standardleistungen können unter normalen Voraussetzungen nicht zu einem marktfähigen Preis in Deutschland erbracht werden. Deswegen werden standardisierte Artikel und Leistungen, denen gesicherte Technologien zugrunde liegen, immer häufiger im außereuropäischen Ausland produziert bzw. erbracht. Diese geänderten Randbedingungen führen auch zu einem geänderten Leistungsportfolio. Alleinstellungsmerkmale, die den heutigen besonderen Anforderungen wie hoher Termindruck bzw. kurze Lieferzeiten hohe Anzahl der Änderungen ausgezeichneter Service 4

genügen, haben besonders im Geschäft mit Kunden aus Deutschland an Bedeutung gewonnen. Auch international werden diese Anforderungen immer mehr an professionell arbeitende Betriebe gestellt. Wird diesen Erfordernissen auch weiterhin genüge getan, wird Deutschland die Position als langjähriger Exportweltmeister in einem globalisierten Markt wieder gesichert sein! 1.2 Vorgehensweise dieser Studie In der vorliegenden Studie wurde ein Konzept für eine Prozessoptimierung erarbeitet. Dies ist in der Firma futureblech AG entstanden, die im Bereich Prototypen- und Einzelteilproduktion tätig ist. Im Konzept werden wirkungsvolle Maßnahmen, gegliedert in drei Hauptpunkte, vorgestellt, die einen entscheidenden Unterschied zum vorigen Zustand versprechen. Die einzelnen Maßnahmen werden bis zu konkreten Handlungsanweisungen herunter gebrochen, so dass sie Anregungen bieten können, ähnliche Projekte durchzuführen. Dieses Buch soll eine Brücke zwischen der wissenschaftlichen Theorie, aufgezeigt durch Grundlagen aus der Literatur, und der praktischen Umsetzung im Betrieb, anhand des Beispiels der futureblech AG schlagen. Die theoretischen Teile werden sowohl mit praktischen Beispielen als auch durch eigene Vorschläge ergänzt. Im Kapitel 2 werden anhand einiger Quellen aus der einschlägigen Literatur die Begriffe Prozess, Prozessoptimierung, Prototypenproduktion und Einzelteilproduktion geklärt. In Kapitel 3 wird die Firma futureblech AG, in der diese Arbeit entstanden ist, vorgestellt. Die Prozessbeschreibung und -analyse wird in Kapitel 4 vorgestellt und erläutert. Der Ablauf der Prozessoptimierung folgt in Kapitel 5, in dem die einzelnen Schritte und Maßnahmen zur Erreichung einer besseren Situation aufgeführt werden. In Kapitel 6 wird auf die Zielerreichung durch die Ergebnisse eingegangen. Ein Fazit und ein kurzer Ausblick runden diese Untersuchung im siebten Kapitel ab. 5

2 Die futureblech AG 2.1 Die futureblech AG Ein junges Unternehmen in der Metallbranche Die Internetsuchmaschinenseite Google liefert bei einer Suche nach dem Begriff Metallbearbeitung etwa 1.200.000 Treffer. Beim Begriff Laserschneiden sind es ca. 112.000 Treffer. In der internetbasierenden Lieferantensuchmaschine Wer liefert was? sind derzeit (Dezember 2010) 3781 Lieferanten in 29 Rubriken zum Suchbegriff Metallbearbeitung gelistet. Diese Suchanfragen im Internet zeigen also eine starke Präsenz im Bereich der Metallbe- und verarbeitung. Für einen langfristigen und nachhaltigen Geschäftserfolg in der Metallbranche ist somit eine diversifizierte Unternehmensstrategie gefragt. Diese zeigt sich entweder in speziellen Produkten, einer besonderen Produktionsstrategie oder einem anderen wesentlichen Alleinstellungsmerkmal. Eines dieser anderen wesentlichen Alleinstellungsmerkmale hat sich in den letzten Jahren besonders herausgebildet: Kurze Lieferfristen. Diese kurzen Lieferfristen in Verbindung mit einem erstklassigen Service können nur sehr eingeschränkt von Unternehmen in Ländern mit Niedriglohniveau bedient werden. Kurzfristige Kundenauftragsarbeiten können somit nur nahe am Endkunden (auch in geographischer Hinsicht) erzeugt werden. Was macht die futureblech AG aus? Umfassender Service Erfolgreiche Kooperation mit verschiedenen Unternehmen Schnelle und unkomplizierte Absprache mit den Kunden (auch vor Ort) Diese Anforderungen erfüllt die futureblech AG ein junges, mittelständisches Unternehmen in der Metallbe- und verarbeitung. Das Augenmerk liegt hier vor allem auf Blechteilen. Lohnlaserschneiden und auch die komplette Bearbeitung von vor allem Einzelteilen und Prototypen werden im Haus umgesetzt. Auf ein- 7

zelne externe Lieferanten ist man im Bereich Oberflächen und spanender Bearbeitung angewiesen. Wichtige Alleinstellungsmerkmale der Firma futureblech sind 1. die hohe Flexibilität bei den Terminen, 2. die schnelle Bearbeitung von Kundenaufträgen und 3. die komplette Fertigung und Auftragsabwicklung aus einer Hand. Kunden ist es somit möglich, in kürzester Zeit benötigte Teile in der gewünschten Stückzahl und Qualität fertigen zu lassen. Geringe Kundenbearbeitungszeiten und kurze Durchlaufzeiten sind zwei Grundpfeiler der Geschäftsphilosophie der futureblech AG. 2.2 Das Produkt- und Leistungsportfolio Hauptgebiet ist die Kundenauftragsfertigung. Das Produktspektrum der Firma futureblech ist nahezu unbegrenzt. Abb. 2.1: Einige Produkte aus dem Produktspektrum Es werden kleine Blechteile von wenigen Millimetern Größe bis zu Teilen im Großformat (1500 x 3000 mm) gefertigt. Die Blechstärken liegen zwischen 0,05 und 25mm. Innerhalb der hier aufgezeigten Grenzen werden die verschiedensten Materialien (verschiedene Stahlqualitäten, Aluminium und NE-Metalle) und Ausführungen verarbeitet. Ausgangsform fast aller zu bearbeitenden Aufträge ist derzeit ein Blech. Das Leistungsspektrum bei der Blechbearbeitung umfasst unter anderem Laserschneiden, Feinmechanik, Biegen, Schweißen. Hinzu kommen Oberflächen- 8

bearbeitungen in den verschiedensten Ausführungen und Zerspanungsaufgaben bei externen Lieferanten. Je nach Teil und Kundenwünschen werden die einzelnen Bearbeitungsschritte gemäß den Anforderungen kombiniert und Bearbeitungsverfahren festgelegt. Wiederholaufträge nehmen einen Anteil von ca. 10% ein. Alle anderen Aufträge sind Kundenauftragsarbeiten, die einmalig in kleinen Losgrößen (bis 200 Stück) gefertigt werden. Zur Fertigung steht ein moderner Maschinenpark zur Verfügung, der die ganze Bandbreite der Blechbearbeitung zulässt: Laserschneidanlage (5kW Schneidleistung) Automatische Blechentgratungsmaschine Trowalisiermaschine 3 Abkantpressen (170t, 130t und 75t) 5 voll ausgestattete Arbeitsplätze zur feinmechanischen Bearbeitung Rundbiegemaschine 3 voll ausgestattete Schweißarbeitsplätze (WIG/MIG/MAG) Punktschweißmaschine Drehbank Bandsäge Hinzu kommen Bearbeitungsmöglichkeiten bei einigen standortnahen, externen Partnern zur (kurzfristigen) Erweiterung der Kapazitäten oder des Leistungsportfolios. 2.3 Struktur und Organisation Die Produktionsstruktur ist funktions- bzw. aufgabenorientiert. Die handwerkliche Fertigung wird im Werkstättenprinzip (Abb. 2.2), was die nötige Flexibilität garantiert, vollzogen. 9