Lean Production für die variantenreiche Einzelfertigung

Da mit Lean Production eine Serienproduktion kostengünstiger als mit allen anderen bekannten Methoden zu führen ist, wurde dieser Methodenbaukasten zum weltweiten Standard. Die Lean Production beruht auf der Konzentration auf wertschöpfende Tätigkeiten (oder das Vermeiden von Verschwendung) und auf der Mitverantwortung der Mitarbeiter in der Produktion. Sie hebt damit teilweise das Prinzip der Arbeitsteilung zwischen planender und ausführender Arbeit auf, denn die Mitarbeiter übernehmen indirekte Tätigkeiten wie Qualitätssicherung oder Materialdisposition. Sie gestalten aber auch die Herstellungsprozesse, wenn im Rahmen der kontinuierlichen Verbesserung (Kaizen) z. B. Vorrichtungen eingeführt oder verändert werden. Die Grundidee und der Methodenbaukasten der Lean Production sind mit geringen Einschränkungen auch für Kleinserienfertigung nutzbar.

‚Lean Production‘ ist in den 90er Jahren zu einem Begriff geworden in der westlichen Fachwelt. Dabei wird der Ausdruck Produktion häufig gleichgesetzt mit Fertigung und Montage. Dass nahezu jede Produktion jedoch auch Lagerprozesse beinhaltet, wird dabei nicht selten vergessen oder übergangen. Offensichtlich vermuten die Verantwortlichen also die weitaus größeren Potenziale in der eigentlichen Produktentstehung. Und doch haben es Lager in sich. Dies zeigt sich schon bei einem kurzen Blick auf typische Unternehmenskennzahlen. Circa 50 % der Vermögenswerte ruhen bei einem durchschnittlichen Unternehmen des deutschen Maschinen- und Anlagenbaus im Lager. Das bedeutet, dass die Hälfte des Vermögens nicht produktiv genutzt wird. Genau aus diesem Grund wird Lagerhaltung als eine der sieben Verschwendungsarten (= Muda) bezeichnet. Das Ziel sollte also klar sein: Das ideale Lager ist kein Lager. Nur leider machen viele unternehmensexterne und -interne Einflüsse die vollständige Abschaffung von Lagerstufen unmöglich. Ohne Lager funktioniert es in der Praxis also häufig nicht. Es stellt sich jedoch die Frage, wie viel Lager ist wirklich erforderlich und wie werden die verbleibenden Lagerprozesse (lean) organisiert?

Neben der Einführung von Methoden und Projekten aus dem Bereich des Lean Managements erlebt die Implementierung von IT-getriebenen Lösungen in der Produktion eine Renaissance. Angesichts des breiten Angebotsspektrums neuer Technologien und der Vielzahl verschieden verwendeter Begriffe rund um Industrie 4.0 stehen Unternehmen nicht selten vor der Herausforderung, individuelle Umsetzungsstrategien abzuleiten. Das Produktionsassessment 4.0 ermöglicht die Einordnung der Reife eines Unternehmens hinsichtlich der bereits im Produktionssystem implementierten Methoden aus den Bereichen Lean Management und Industrie 4.0 und leitet realisierbare und individuelle Migrationspfade ab.

Produzierende Unternehmen stehen aktuell an der Schwelle zur vierten industriellen Revolution, wodurch intelligente Produkte und Maschinen sowie vernetzte Prozesse einen effizienten Leistungserstellungsprozess ermöglichen. Im folgenden Beitrag gehen wir der Frage nach, inwieweit Industrie 4.0 das operative Produktionsmanagement der kundenauftragsgetriebenen Klein- und Einzelserienfertigung von KMUs verändern bzw. verbessern kann. Nach der Behandlung der Charakteristika von KMUs und dem daraus ableitbaren Einfluss auf das Produktionsmanagement wird ein schlankes System zur Produktionsplanung und -steuerung (Workload Control) vorgestellt sowie wesentliche technische Weiterentwicklungen erläutert, welche die Basis für ein vernetztes cyber-physisches System (CPS) bilden. Innovative Start-up-Unternehmen integrieren CPS in Produkte und erweitern dieses um Dienstleistungen. Diese Innovationen befähigen vor allem KMUs, das Produktionsmanagement effizienter zu gestalten und ein schlankes System zur Produktionsplanung und -steuerung zu implementieren. Zwei Praxisbeispiele veranschaulichen das Realisierungspotenzial von Industrie 4.0 für die kundenauftragsgetriebene Klein- und Einzelserienfertigung von KMUs mit Fokus auf einem schlanken Produktionsmanagement.

Der Preis ist im Fertigungssektor traditionell der zentrale Wettbewerbsfaktor. Durch Economies of Scale, Arbeitsteilung, Produktrationalisierung, erhöhte Maschinenauslastung und automatisierte Produktion wird seit Henry Ford versucht, Kosten zu minimieren. Die zunehmend mächtigeren Anforderungen des Kunden an die Märkte nach Individualität spiegeln sich heute jedoch vermehrt in höherer Produktvielfalt und unberechenbarer Nachfrage wieder und unterminieren so das Konzept der Massenproduktion nachhaltig. Preiswettbewerb alleine ist heute keine gangbare Geschäftsstrategie mehr. Im Quick Response Manufacturing (QRM) findet sich ein postmodernes Fertigungsparadigma, das auf die neuen, dynamischen Marktanforderungen reagiert und die Idee des Lean Managements um Flexibilität und Reaktionsschnelligkeit erweitert. Im Zentrum der QRM-Methoden steht die Bildung multifunktionaler Ressourcen in einer prozessorientierten und an Kundenbedürfnissen ausgerichteten Organisationsstruktur. Die Durchlaufzeit wird zum Schlüsselfaktor, um nachhaltigen Wettbewerbsvorsprung zu sichern.

Globalisierung und Internet haben deutlich spürbare Konsequenzen für Unternehmen: mehr Transparenz, mehr Wettbewerber und, in der Folge, gestärkte Kunden. Für die Unternehmen bedeutet dies neben einem steigenden Kostendruck insbesondere eines: Der Kunde kann seine Forderung nach individuellen Lösungen immer besser durchsetzen. Die daraus resultierende Variantenvielfalt stellt die Produktion und Logistik vor immer neue Herausforderungen. Mit Lean Production versucht man seit Langem einen Gegenpol zu schaffen und stellt die Standardisierung in den Mittelpunkt des Strebens. Dass dies nicht immer gelingt, zeigt die aktuelle Diskussion um Industrie 4.0. Die dezentrale Einzelauftragsfertigung steht hier im Mittelpunkt. Die Problematik "Variantenvielfalt“ ist aber nicht ganz neu, wie das Beispiel Quick Response Manufacturing (QRM) zeigt. Bei QRM handelt es sich um einen organisatorischen Ansatz zur Beherrschung von Variantenvielfalt, welcher bereits in den 90er Jahren entwickelt wurde. Ist jetzt der Zeitpunkt für eine Renaissance gekommen? Tatsächlich weist jeder der drei Ansätze Stärken auf und hat damit seine Existenzberechtigung. Im Folgenden werden deswegen Lean Production, QRM und Industrie 4.0 hinsichtlich Ihrer Eignung untersucht, eine Einzelauftragsfertigung zu unterstützen. Durch Zusammenführung der individuellen Stärken ergibt sich das Konzept zu einem neuartigen Produktionssystem.

Der weltweite Wettbewerb der großen Automobilbauer führt bereits seit einigen Jahren zu erkennbaren Megatrends: Zunahme der Typen- und Variantenvielfalt, Verkürzung der Produktentwicklungszeiten, kundenspezifische Ausstattungswünsche, kostengünstigere Produktion. Diese Anforderungen stellen den Werkzeugbau für die Außenhautteile der Mercedes-Benz Pkw zunehmend vor große Herausforderungen. Die Fließfertigung hat sich dabei als sehr effiziente Fertigungsstruktur für die industrielle Produktion weltweit durchgesetzt.

Total Productive Maintenance (TPM) ist der Baustein im Gesamtkonzept der Lean Production, um automatisierte Anlagen möglichst effektiv zu betreiben. Dabei wird die japanische Null-Fehler-Philosophie auf den störungsarmen Betrieb der Fertigungsanlagen übertragen, indem der Fokus von der Störungsbehebung auf die Störungsprävention verschoben wird. Ein Mittel hierfür ist die Einbindung aller an der Produktion Beteiligten, also vor allem auch der Produktionsmitarbeiter, in die optimierten Instandhaltungsaktivitäten.

Zur Qualitätsverbesserung hat die OPTIC BALZERS AG Verbesserungsvorschläge neu organisiert und Kaizen eingeführt. Beide Methoden erschließen zusätzliches Know-how und sensibilisieren die Mitarbeiter für Qualitätsziele. Dabei bearbeiten Kaizen-Teams in einer einfachen Projektorganisation konkrete Aufgaben mit messbaren Erfolgen. Das Kapitel beschreibt, wie bei diesem mittelständischen Unternehmen die Mitarbeiter beteiligt werden, wie sie durch Erfolge motiviert werden und wie diese Mitarbeiterbeteiligung eingeführt wurde. Die Erfahrungen sind in Lessons learned zusammengefasst.

Im zunehmend globalen Wettbewerb und einem sich ständig wandelnden Umfeld, das gleichsam marktorientierte Flexibilisierung, kostenminimierende Standardisierung und – vor dem Hintergrund dynamischer Veränderungen im Käuferverhalten – kleinere Losgrößen, individualisierte Produktkonfiguration und kürzere Lebenszyklen fordert, sind vor allem verlässliche Höchstleistungen in der Operativen mehr denn je gefragt, um den neuartigen und scheinbar endlos fortschreitenden Entwicklungen und Herausforderungen des Marktes standzuhalten. Viele Unternehmen machen im Zuge dessen aus der Not eine Tugend und stellen ihre operative Leistungskraft in den Fokus einer erfolgreichen Unternehmensführung, die sich gezielt am vom Kunden definierten Wert ausrichtet und gleichzeitig die ständige Verbesserung des eigenen Wirtschaftens bei möglichst geringer Verschwendung von Ressourcen jeglicher Art verfolgt. Der Grundgedanke der sogenannten Lean Production ist in diesem Zusammenhang wahrlich nichts Neues, und längst haben sich das Prinzip der schlanken Produktion und der Implementierungswunsch ebendieser Lösung Lean durchgesetzt. Vergleichbar mit dem olympischen Motto „Höher, schneller, weiter“ lautet die Devise „Schneller, besser, effizienter“: Wie können wir das Produkt bzw. den Service verbessern, bei gleichem oder geringerem Mitteleinsatz? Viel Leistung für möglichst wenig Geld. Während serien- und massenfertigende Großunternehmen die kostensenkenden und qualitätssteigernden Effekte einer effizienten und wettbewerbsfähigen Organisation genießen, sehen sich moderne Unternehmen der Einzel- und Kleinserienproduktion im Zuge ihres individuellen Projekts Lean zunehmend vor der Herausforderung, eine spezifische, an deren Randbedingungen angepasste Auslegung der Methoden eigenständig zu planen und umzusetzen. Lean Management – kapieren statt kopieren. Viele der in Angriff genommenen Reorganisationsmaßnahmen scheitern hierbei vor allem auch am damit verbundenen Planungs- und Durchführungsaufwand zum effizienten Einsatz der Lean Methoden. Dies scheint an dieser Stelle unverständlich, gibt es doch durch jahrzehntelange Erfahrungen bezüglich des schlanken Denkens eine Vielzahl an Veröffentlichungen mit Ratschlägen, Methoden und Techniken: „Ballast abwerfen“, „Unternehmensgewinne steigern“ ist jedoch offensichtlich leichter als getan. Das Münchner Unternehmen MEILLER berichtet im Folgenden von seiner individuellen Reise Lean. Für das eingangs formulierte Streben nach Perfektion lässt sich nämlich schwerlich ein Patentrezept finden.

Die angesprochenen Fertigungsbereiche sind das Leitwerk für Stahlfertigung für Großfahrzeuge. Unter Nutzung modernster Produktionstechnologien sowie einer hochflexiblen Montage auf Basis des unternehmessspezifischen Produktionssystems entstehen Fahrzeuge mit höchstem Nutzen für die Kunden und die Umwelt. Die Fertigung zeichnet sich durch eine große Vielfalt an unterschiedlichen Varianten aus, die in kleinen Serien gefertigt werden. Das Produkt ist hoch komplex und durch seine räumliche Ausdehnung stellt es hohe Anforderung an die Logistik im Werk.

Das klassische und ebenso starre Zeitmodell des „8-h-Arbeitstages“ geht zunehmend am Bedarf vieler Betriebe und deren Beschäftigter vorbei. Einerseits müssen Unternehmen stetig ihre Wettbewerbsfähigkeit verbessern, um konjunkturelle Schwankungen auffangen zu können. Kundenbedarfe lassen sich immer schwerer prognostizieren und kommen kurzfristig auf die Unternehmen zu. Eine große Flexibilität ist gefordert, um die Kapazität an die Nachfrage anpassen zu können. Andererseits haben sich die Anforderungen von den Beschäftigten an die Arbeitszeit erheblich verändert. Fachkräfte legen heutzutage großen Wert darauf, Beruf und Familie besser in Einklang bringen zu können. Die Lösung kann nur mit innovativen und bedarfsgerechten Arbeitszeitmodellen erreicht werden. Sie bieten die Chance zu attraktiven Arbeitsplätzen, welche die individuellen Bedürfnisse der Beschäftigten berücksichtigen und gleichzeitig dem Unternehmen helfen, in jeder Auftragslage geeignet reagieren zu können. Es resultiert ein Ansatz, der allen Beteiligten hilft, den gefürchteten Arbeitsplatzabbau auch bei kritischer Auftragslage zu vermeiden.

Die Stadtwerke München GmbH (SWM) sind das kommunale Versorgungs- und Dienstleistungsunternehmen der Landeshauptstadt München und ihrer Region. Eigentümerin der SWM ist zu 100 % die Landeshauptstadt München. Die SWM gehören also den Münchner Bürgerinnen und Bürgern und sind daher wichtiger Bestandteil der kommunalen Daseinsvorsorge.

Veränderte Kundenforderungen nach Individualität und kurze Reaktionszeiten haben die UNICCOMP GmbH als familiengeführtes Unternehmen am Hochlohnstandort Deutschland vor Herausforderungen gestellt. Um bestehen zu können, war es erforderlich, bestehende Abläufe und Strukturen zu hinterfragen. Als entscheidend hat es sich dabei erwiesen, die bekannten Methoden und Werkzeuge des Lean Managements zu erweitern. Durch das Quick Response Manufacturing (QRM) konnte die Unternehmensleitung eine neue Sichtweise in das Unternehmensmanagement und das Controlling einbringen, welche immense Potenziale offenbart hat. Nicht das Streben nach maximaler Produktivität, sondern das Erreichen von kurzen Durchlaufzeiten und minimalen Beständen wird in den Vordergrund gerückt. Die Belohnung sind gesunkene Stückkosten und eine stark verbesserte Flexibilität gegenüber dem Kunden. Zur Umsetzung der neuen Philosophie sind alle Mitarbeiter einzubinden und alle Unternehmensprozesse zu hinterfragen.