IPL-Magazin 11 | April 2010 | Autor: Gregor Dejako, Zelenka GmbH, Aribert Schwarz, Zelenka GmbH in Kooperation mit Friedhelm Widulla, IPL und Prof. Dr. Klaus-Jürgen Meier, IPL 

Ein Innovationsgutschein hat es möglich gemacht! Das IPL entwickelt für eine gemischt auftragsspezifische und kundenneutrale Blechfertigung eine Methode zur schlanken Produktionssteuerung.
 

Japanische Unternehmen haben die methodischen Ansätze geprägt, die unter dem Oberbegriff ‚Lean Production' bei uns bekannt geworden sind. Kennzeichen sind einfache und transparente Prozesse, die mit minimalem Aufwand stabil auch in kritischen Situationen beherrschbar sind. Als schwierig gestaltet sich jedoch zumeist die Übertragbarkeit auf westliche Unternehmen, da diese häufig mit einer anderen Produkt- und Produktionsphilosophie arbeiten. Während japanische Unternehmen die Komplexität zu reduzieren suchen und deswegen den Schwerpunkt ihrer Anstrengungen auf die Standardisierung setzen, versuchen westliche Unternehmen den Kundenwunsch in den Vordergrund zu stellen.

Zwar bietet der modulare Aufbau von Produkten mit der Hilfe eines Baukastenprinzips die Möglichkeit, beide Vorgehensweisen zu verknüpfen, doch kann dies nicht in jedem Fall erreicht werden. Die verbleibende Produkt-, Prozess- und Produktionskomplexität erschwert die Einführung von Ansätzen des ‚Lean Production'. Zur Beherrschung der verbleibenden Komplexität bedienen sich westliche Unternehmen gerne unterschiedlicher Softwareangeboten. In einem Projekt, gefördert mit Hilfe eines Innovationsgutscheins des Freistaats Bayerns, wurde für die Zelenka GmbH eine aufwandsarme Steuerung des Produktionsablaufs entwickelt.

Die Zelenka GmbH ist ein Blech verarbeitender Betrieb mit Sitz westlich von München und vertreibt kundenspezifische wie auch kundenneutrale Produkte (Katalogware). Beide Produktsegmente werden auf demselben Maschinenpark hergestellt. Die Auftragslosgrößen variieren von Stückzahl 1 bis zur Produktion von Kleinserien. Die Aufgabenstellung des Projektes erstreckte sich von der Kapazitätsplanung, der Reihenfolgebildung von Fertigungsaufträgen, Zusage der Liefertermine gegenüber Kunden bis hin zur Durchsetzung und Verfolgung der Aufträge im Tagesgeschäft.

Während kundenneutrale Produkte aufwandsminimal mit einer Pull-Systematik gesteuert werden können, ist dies bei kundenspezifischen Produkten nicht möglich. Aufgrund der hohen Variantenvielfalt ist für dieses Produktsegment zwingend ein Push-Ansatz erforderlich. Damit hat sich schon sehr früh in dem Projekt die Notwendigkeit gezeigt, dass keines der klassischen Steuerungsverfahren geeignet war, die Anforderungen des heterogenen Produktportfolios zu erfüllen.

Um zu einer Zuordnung der Endprodukte, Baugruppen, Einzelteile und Rohmaterialien zu einer der beiden Steuerungsmethoden zu gelangen, wurde eine Stücklistenauflösung durchgeführt und die Teile in einer ABC-XYZ-Analyse klassifiziert.

Eine anschließende Berechnung des Kapazitätsbedarfs zeigte, dass für die Fertigung der Kanbanartikel in der Vergangenheit ca. 25% der Kapazität erforderlich waren. Dies führte zu einer Vorbelegung der Maschinenkapazität gemäß Abb. 1).
 

 

 

Abb. 1:  Aufteilung der vorhandenen Maschinenkapazität zur Produktion von kundenspezifischen Teilen in einem Push-Verfahren und von

 

25% der Tageskapazität der Engpassmaschinen wurde reserviert für die Herstellung von Teilen, welche zur Auffüllung von Kanban-Puffern benötigt werden. Die restlichen 75% stehen zukünftig für den Tagesbedarf an kundenspezifischen Teilen zur Verfügung. Aus dieser Aufteilung ergaben sich folgende Konsequenzen:
 

  • Die Produktion von Kleinserien ist nur noch möglich, wenn die Kundenaufträge untergliedert werden in mehrere Fertigungsaufträge. Dies ist erforderlich, da durch eine mehrstündige Belegung der Engpässe durch einen Auftrag, viele andere Kunden nicht mehr pünktlich beliefert werden können.

     

  • Die daraus resultierende dramatische Senkung der durchschnittlichen Losgröße erfordert kurze Rüstzeiten. Dies lässt sich jedoch nur unter Einhaltung einer rüstoptimalen Reihenfolgebildung erzielen.

     

  • Die Einführung von Kanban-Puffern verlangt die Gewährleistung konstanter Wiederbeschaffungszeiten bis zur Nachlieferung. Aus diesem Grunde wurde eine Taktung der Produktionsabläufe notwendig. Nur innerhalb eines Taktes ist die Bildung einer Rüstoptimierung zulässig. Die Länge eines Taktes wurde unter Abwägung des Interessenskonfliktes auf eine Schicht festgesetzt.

Zwischen den Werkstattbereichen in der Fertigung wurden sogenannte Fifo-Puffer eingeplant. Ihre Fläche unterteilt sich in zwei Segment (s. Abb. 2).

Die Flächen A und B eines Fifo-Puffers werden wechselseitig entweder befüllt oder entleert. Jeweils mit Schichtende ist von den Mitarbeitern dafür Sorge zu tragen, dass die jeweiligen Flächen vollständig geleert wurden. Damit entsteht eine Taktung in der Produktionslinie, die sicherstellt, dass sich stets konstante und vorhersagbare Durchlaufzeiten in der Produktion einstellen. Das Zusammenwirken der Regelgrößen zeigt Abb. 3.

Vom Kunden eingehende Aufträge werden in einer zentralen Organisationseinheit, dem Auftragszentrum (AZ), erfasst. Teile zur Auslieferung der Katalogware befinden sich in dem Kanban-Puffer K3. Diese werden gemäß Kundenwunsch lackiert, montiert und versendet. Spätestens 5 Tage nach Auftragseingang - unter Berücksichtigung eines organisatorischen Vorlaufs - kann somit zukünftig die Katalogware an den Kunden ausgeliefert werden.

Sinkt der Bestand in den Kanban-Puffern K1 bis K4 unter den Auslösebestand, so wird die Wiederbefüllung angestoßen. Eigenfertigungsteile werden über die Kapazitätsplanung in die rüstoptimale Sequenz eingereiht. Das Fehlen von Kaufteilen in den Kanban-Puffern wird direkt an den Einkauf gemeldet und löst eine Bestellung aus. Kundenspezifische Bestellungen werden vom AZ einem Tagesprogramm zugeordnet und termingerecht zur Produktion freigegeben. Sie erreichen nach fünf Tagen den Fifo-Puffer 6 und stehen damit zur Auslieferung an den Kunden bereit.
 

Abb. 2:  Die Befüllung und Entleerung der Flächen A oder B eines Fifo-Puffers laufen im Wechsel - einheitlich im Gleichtakt in der gesamten Produktion. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass alle im Puffer befindlichen Aufträge zu Schichtende bearbeitet sind.


 

Die entwickelte Steuerungssystematik stellt eine Kombination aus einem Push- und einem Pull-Verfahren dar. Sie gewährleistet, dass sowohl die kundenspezifischen Teile mit einer konstanten Durchlaufzeit die Produktion durchlaufen wie auch, dass Kanban-Teile mit einer definierten Wiederbeschaffungszeit nachproduziert werden können. Die Vorgehensweise kommt vollständig ohne eine Softwarelösung aus und ist damit ohne Investitionen zu realisieren. Die Bildung des Schichtprogramms kann einfach über eine Stecktafel gelöst werden.

Auf Wunsch kann die Produktionsprogrammbildung zu einem späteren Zeitpunkt mit Hilfe einer Optimierungssoftware unterstützt werden. Innerhalb einer Schicht ist es den Mitarbeitern freigestellt, die Bearbeitungsreihenfolge zu verändern.

Entscheidend ist die Entleerung der entsprechenden Fläche im Fifo-Puffer bis zum Schichtende. Damit wird es möglich, unterschiedliche Mitarbeiterqualifikationen oder Maschinenfreigaben zu kompensieren.

Die Vorgehensweise zur Einführung der aufwandsarmen Produktionssteuerung wurde inzwischen von der Geschäftsführung verabschiedet und befindet sich bereits in der Umsetzung. Innerhalb nur eines halben Jahres wird das Vorhaben nun komplett realisiert sein. Bereits jetzt ist erkennbar, dass sowohl die Durchlaufzeiten als auch der Durchlaufbestand um mehr als 50% reduziert werden.
 

 

Abb. 3:  Im Einschichtbetrieb sichert die Organisation der Fifo-Puffer eine Taktung der Produktion. Exakt fünf Tage nach Produktionsstart