Um immer die richtige Antwort parat zu haben, benötigen Sie in der Fertigung zunächst eins: Transparenz – und zwar auf Knopfdruck. Gemeinsam mit der Reaktionsfähigkeit gehört sie zu den primären Zielgrößen, die ein Unternehmen verfolgen muss. Transparenz und Reaktionsfähigkeit sind wiederum die Voraussetzungen für Wirtschaftlichkeit – die dritte Zielgröße im magischen Dreieck der perfekten Produktion. Denn erst wenn sich die Prozesse eines Fertigungsunternehmens über schnelle Regelkreise regeln lassen, lässt sich die Wirtschaftlichkeit steigern und somit die Wettbewerbsfähigkeit sichern.
Kleine Ursache, große Wirkung
Ein Beispiel: Ein winziger Metallspan im Öl kann dazu führen, dass eine Ölpumpe versagt. Infolgedessen wird das Lager beschädigt und verursacht den Komplettausfall einer Maschine. Die Maschine steht still, der Auftrag wird nicht rechtzeitig fertig und aufgrund der Überschreitung des Liefertermins kommt es schlimmstenfalls zu einer Konventionalstrafe. So läuft es noch immer in vielen Fabriken.
In der transparenten, reaktionsfähigen und wirtschaftlichen Produktion wäre das Szenario ein anderes. Der Schichtleiter müsste nur einen Blick in seine Fertigungs-IT werfen, um zu sehen, auf welche Maschine er bei einer Störung ausweichen kann (Transparenz). Dank Systemunterstützung könnte er mit wenigen Klicks die Aufträge umplanen (Reaktionsfähigkeit) und den Liefertermin einhalten (Wirtschaftlichkeit). Wenn die Möglichkeiten der modernen Fertigungs-IT genutzt werden, wäre die Maschine dank Predictive Maintenance gar nicht erst ausgefallen. Die lückenlos erfassten Maschinen- und Prozessdaten könnten präzise analysiert werden, um Maschinen proaktiv zu warten und ungeplante Stillstände zu vermeiden.
Vier Bausteine der perfekten Produktion
Der geschilderte Fall zeigt, dass das Ziel einer perfekten Produktion unweigerlich an die Digitalisierung gekoppelt ist. Doch für die erfolgreiche Transformation zur Smart Factory reicht es nicht, die modernsten Produktionsanlagen und ein Manufacturing Execution System (MES) zu installieren. Es müssen auch die Rahmenbedingungen geschaffen werden, um die Fertigungs-IT effektiv zu nutzen. Ein ganzheitlicher Ansatz widmet sich daher den folgenden Aspekten:
1. Wertstrommanagement 4.0
2. Schlanke Wertströme
3. Schlanke Unterstützungsfunktionen
4. Nachhaltige Prozessverbesserung
Diese vier Bausteine zielen darauf ab, Schwachstellen zu identifizieren und künftig zu vermeiden.
Baustein 1: Wertstrommanagement 4.0: Der erste Baustein umfasst im Wesentlichen die Wertstromanalyse 4.0 und das Wertstromdesign. Er dient also dazu, die Prozesse aufzunehmen, zu analysieren und neu zu konzipieren. Neben dem Herstellungsprozess und dem Materialfluss gilt den Informationsflüssen und den Planungsabläufen besondere Beachtung. Schließlich steuern sie die Fertigungsprozesse, bei denen es auf jede Minute ankommt. Die Erkenntnisse der 360-Grad-Analyse werden in einem Wertstromdiagramm dargestellt. Um die so veranschaulichten Informationen schnell bewerten zu können, wird ein Durchlaufzeitdiagramm erstellt und der Prozesswirkungsgrad als Maß für die Wirtschaftlichkeit des Gesamtprozesses errechnet. Für den Bereich der Informationsflüsse und Planungsprozesse wird z.B. die Anzahl der eingesetzten Tools und der Digitalisierungsgrad ermittelt.
Nun liegen die Fakten zu den Prozessen in der Produktion und dem produktionsnahen Umfeld klar auf der Hand. Fragen nach dem Herstellungsprozess, dem Informationsfluss, dem Planungsprozess und den eingesetzten (IT)-Tools lassen sich beantworten und die nächsten Schritte daraus ableiten: ein Wertstromdesign mit Sollkonzept sowie eine Roadmap, um das Sollkonzept umzusetzen.
Baustein 2: Schlanke Wertströme: Der zweite Baustein zielt darauf ab, schlanke Produktionsprozesse zu etablieren, also das im ersten Baustein erarbeitete Sollkonzept konsequent umzusetzen. Dies geht damit einher, Verschwendung zu eliminieren. Zu den sieben gängigen Arten der Verschwendung in Anlehnung an Taiichi Ohno, den früheren Produktionsleiter von Toyota und Begründer der Lean Production, zählen: Überproduktion, Wartezeiten, Transport, ineffiziente Bearbeitung, Läger, überflüssige Bewegungen und Fehler. Diese können um die mangelnde Mitarbeitereinbindung und -motivation sowie die Verschwendung durch Informationsschnittstellen ergänzt werden. Denn für eine erfolgreiche Umsetzung schlanker Wertströme ist die aktive Einbindung der Mitarbeiter das A und O.
Baustein 3 – Schlanke Unterstützungsfunktionen: Der dritte Baustein befasst sich mit den produktionsnahen Unterstützungsfunktionen, also der Grob- und Feinplanung und deren Integration in die Fertigungsprozesse. Ein plakatives Beispiel ist die Optimierung der Planung: Häufig wird die Produktion im ERP-System grob auf Kalenderwochen geplant. Die Feinplanung auf die Arbeitsplätze und Maschinen erfolgt dann tages- oder schichtgenau an der Plantafel im Meisterbüro oder in Excel. Dass dabei die Transparenz, aber auch die Reaktionsfähigkeit im Sinne schneller Regelkreise völlig auf der Strecke bleibt, liegt auf der Hand. Da tatsächliche Kapazitäten und Auftragsrückstände nicht berücksichtigt werden, entstehen Fertigungsaufträge bzw. Termine, die so schlichtweg nicht machbar sind. Ein integriertes Planungstool eines Manufacturing Execution Systems schafft Abhilfe. Es unterstützt dabei, die Transparenz und Reaktionsfähigkeit herzustellen. Schließlich müssen in der perfekten Produktion nicht nur das Material, sondern auch die Informationen fließen.
Baustein 4 – Nachhaltige Prozessverbesserung: Sobald die Prozesse verschlankt und digitalisiert sind, geht es im vierten Baustein darum, die Veränderungen nachhaltig im Unternehmen zu implementieren und sukzessive weitere Verbesserungen zu erzielen. Und das quasi nebenher im Produktionsalltag. Wichtig ist dabei, Ziele nach der SMART-Methode zu definieren und die richtigen Kennzahlen auszuwählen, um die Zielerreichung zu messen. Dann folgt der Aufbau von Regelkreisen und die zyklische Auditierung. Diese stellt sicher, dass Prozesse zeitnah an Veränderungen angepasst werden und die Veränderungsprozesse generell nicht wieder von der Agenda verschwinden, ohne dass die Potenziale ausgeschöpft werden.
MES als Basis für die Smart Factory
In den vier Bausteinen der perfekten Produktion kommt dem Manufacturing Execution System als Basis für die Smart Factory eine wichtige Rolle zu. Denn wenn die relevanten Lean-Methoden von geeigneten MES-Funktionen flankiert werden, ist das die beste Voraussetzung, um im Projekt gut voranzukommen. Da ein MES die Fertigungsdaten in Echtzeit erfasst, eignet es sich ideal, um kurze Reaktionszeiten und schnelle Regelkreise in der Produktion zu realisieren. Im eingangs genannten Beispiel mit dem Metallspan im Öl und dem daraus resultierenden Maschinenausfall zeigt sich, wie wichtig es ist, Störungen schnell zu erkennen und rechtzeitig gegenzusteuern. Voraussetzung dafür ist eine permanente Überwachung der Produktion – von der Terminsituation über den Maschinen- und Werkzeugstatus bis zur Personalverfügbarkeit und der Produktqualität.