Wie digi­ta­le Werk­zeu­ge Ver­schwen­dung und Über­las­tung in Ihrer Fer­ti­gung redu­zie­ren können!

Die drei Mu wer­den im Toyo­ta Pro­duc­tion Sys­tem (TPS) genutzt um Ver­lus­te inner­halb einer Fer­ti­gung zu beschrei­ben. Dabei steht das ers­te “M” für den japa­ni­schen Begriff Muda und bezeich­net die Ver­schwen­dung inner­halb eines Pro­duk­ti­ons­pro­zes­ses. Das zwei­te “M” steht für Mura und beschreibt die Unaus­ge­gli­chen­heit von Fer­ti­gungs­pro­zes­sen. Muri, das drit­te “M” beschreibt die Ver­lus­te, die durch Über­be­an­spru­chung im Rah­men des Pro­duk­ti­ons­pro­zes­ses auf­tre­ten. Die drei Mu die­nen als Aus­gangs­punkt für die Iden­ti­fi­zie­rung von Ver­schwen­dun­gen und damit als Basis für ent­spre­chen­de Ver­bes­se­run­gen von Pro­zes­sen, Mate­ri­al, Arbeits­sta­tio­nen oder Maschi­nen. Damit unter­stüt­zen die drei Begrif­fen den kon­ti­nu­ier­li­chen Ver­bes­se­rungs­pro­zess (KVP) bzw. KAIZEN, da hier stän­dig nach Ver­bes­se­rungs­po­ten­zi­al gesucht wird. Durch die Sys­te­ma­ti­sie­rung in die drei Begrif­fe Muda, Mura und Mudi, haben die Mit­ar­bei­ter einen Anhalts­punkt wonach sie in den Pro­zes­sen suchen müs­sen. Dies ist dann der Ansatz­punkt für das Enga­ge­ment und die Krea­ti­vi­tät der Mitarbeiter.

In die­sem Blog­bei­trag wol­len wir Ihnen die­se drei Mu erklä­ren und Ihnen Hin­wei­se geben, wie mit Hil­fe digi­ta­ler Werk­zeu­ge in der Fer­ti­gung dabei hel­fen kön­nen, die­se Arten der Inef­fi­zi­en­zen zu erken­nen und danach besei­ti­gen zu können.

Muda — Die acht Arten der Verschwendung

Eine Ver­schwen­dung von Res­sour­cen ist die offen­sicht­lichs­te Ursa­che für die Ent­ste­hung von Ver­lus­ten und damit für Inef­fi­zi­en­zen in Pro­duk­ti­ons­pro­zes­sen. Die Res­sour­cen in der Fer­ti­gung las­sen sich in zwei Kate­go­rien ein­tei­len: Wert­schöp­fen­de Res­sour­cen (z.B. Bear­bei­tungs­zei­ten eines Pro­duk­tes) und zum ande­ren in Ver­schwen­dung (z.B. lan­ge Rüst­zei­ten). Die Sum­me aus wert­schöp­fen­den und ver­schwen­den­den Bestand­tei­len eines Fer­ti­gungs­pro­zes­ses beschreibt die Effi­zi­enz die­ses Pro­zes­ses. Muda — japa­nisch für Ver­schwen­dung — beschreibt genau die­se nicht wert­schöp­fen­den Bestand­tei­le von Pro­duk­ti­ons­pro­zes­sen und sys­te­ma­ti­siert die­se Ver­schwen­dun­gen in acht Ver­schwen­dungs­ar­ten. Die­se kann man sich sehr leicht über den eng­li­schen Begriff “DOWNTIME” merken:

D

Defects

Defek­te sind Män­gel, die bei der Fer­ti­gung eines Pro­duk­tes ent­ste­hen. Dies kön­nen bei­spiels­wei­se Qua­li­täts­män­gel sein, die zu Aus­schuss oder Kun­den­be­schwer­den führen.

O

Over­pro­duc­tion

Über­pro­duk­ti­on tritt häu­fig auf, wenn nach dem Push-Prin­zip gefer­tigt wird und die ein­zel­nen Mit­ar­bei­ter kei­nen Über­blick über den Gesamt­pro­zess haben. Zwi­schen­la­ger kön­nen dann schnell voll lau­fen und der Mate­ri­al­be­stand im work-in-pro­gress nimmt ste­tig zu.

W

Wai­t­ing

War­te­zei­ten kön­nen durch feh­len­den Mate­ri­al­be­stand oder Stö­run­gen an den Arbeits­sta­tio­nen bzw. Maschi­nen ent­ste­hen und sind grund­sätz­lich nicht wertschöpfend.

N

Non-Uti­li­sing Person

Unzu­rei­chend aus­ge­bil­de­te oder infor­mier­te Mit­ar­bei­ter in der Fer­ti­gung füh­ren zu vie­len Defects, einer sin­ken­den Mit­ar­bei­ter­mo­ti­va­ti­on und vie­len wei­te­ren Pro­ble­men. Daher ist auch eine man­gel­haf­te Aus­bil­dung von Mit­ar­bei­tern eine Verschwendungsart.

T

Trans­port

Sind Trans­port­we­ge nicht gut geplant, kann dies zu War­te­zei­ten der Mit­ar­bei­ter und damit zu Inef­fi­zi­en­zen füh­ren. Fal­sche För­der­mit­tel, die Pro­duk­te poten­zi­ell beschä­di­gen kön­nen, füh­ren zu wei­te­ren Ver­schwen­dungs­ar­ten (Defect, Waiting).

I

Inven­to­ry

Unnö­tig hohe Mate­ri­al­be­stän­de bin­den viel Kapi­tal und sind somit grund­sätz­lich inef­fi­zi­ent. Dabei ist jedoch zu beach­ten, dass ein Mit­tel­weg zwi­schen gerin­ger Kapi­tal­bin­dung und aus­rei­chend hoher Sicher­heits­be­stän­de gefun­den wer­den muss!

M

Moti­on

Moti­on beschreibt die nicht wert­schöp­fen­den (also über­flüs­si­gen) Bewe­gun­gen inner­halb des Fer­ti­gungs­pro­zes­ses. Unnö­ti­ge Lauf- und Bewe­gungs­we­ge der Mit­ar­bei­ter soll­ten bei­spiels­wei­se durch eine gute Arbeits­platz­ge­stal­tung  ver­mie­den werden.

E

Extra Pro­cess

Arbeits­gän­ge soll­ten nicht dop­pelt aus­ge­führt wer­den. Dazu gehört ein Blick auf unnö­ti­ge Doku­men­ta­ti­on oder dop­pel­te Pro­zess­schrit­te an ein­zel­nen Arbeits­sta­tio­nen. Bei­spiels­wei­se soll­te eine Ober­flä­chen­be­schä­di­gung nur an der letz­ten Arbeits­sta­ti­on geprüft wer­den und nicht an jeder der Stationen.

Wie kann Muda mini­miert werden?

Nicht alle Ver­schwen­dun­gen kön­nen voll­stän­dig besei­tigt wer­den. Es gibt jedoch viel­fäl­ti­ge Mög­lich­kei­ten der Mini­mie­rung ver­schie­de­ner Ver­schwen­dungs­ar­ten. In unse­rem Blog­bei­trag “Die acht Arten der Ver­schwen­dung” betrach­ten wir die ein­zel­nen Arten von Ver­schwen­dung und zei­gen Ihnen Mög­lich­kei­ten die­se über digi­ta­le Werk­zeu­ge zu erken­nen und zu beheben.

Mura — Die Unaus­ge­gli­chen­heit von Fertigungsprozessen

Der japa­ni­sche Begriff Mura steht für eine Unaus­ge­gli­chen­heit. Dies drückt eine feh­len­de Har­mo­ni­sie­rung von Pro­zes­sen, Arbeits­me­tho­den oder all­ge­mein von Kapa­zi­tä­ten aus. Ein Sym­ptom von Unaus­ge­gli­chen­heit sind Ver­lus­te durch “War­te­schlan­gen­bil­dung” vor den Arbeits­sta­tio­nen oder in den Zwi­schen­la­gern zwi­schen die­sen Sta­tio­nen. dadurch ent­steht ein hoher Mate­ri­al­be­stand und damit eine hohe Kapi­tal­bin­dung im work-in-pro­gress. Auch nicht opti­mal aus­ge­las­te­te Maschi­nen oder Anla­gen und damit Leer­zei­ten sind häu­fig ein Sym­ptom von Mura.

Die Unaus­ge­gli­chen­heit ist dafür ver­ant­wort­lich, dass eini­ge Res­sour­cen über­las­tet sind, wäh­rend ande­re Res­sour­cen eine Unter­las­tung auf­wei­sen. Dies kann sich bei einer Mon­ta­ge­li­nie dar­in aus­drü­cken, dass ein­zel­ne Mon­ta­ge­sta­tio­nen häu­fig weit unter­halb der Vor­ga­be-Takt­zeit blei­ben, wäh­rend an ande­ren Arbeits­sta­tio­nen Takt­zeit­über­schrei­tun­gen auf­tre­ten. Bei einem Lini­en­takt ohne Zwi­schen­la­ger kommt es so zu War­te­zei­ten ein­zel­ner Arbeits­sta­tio­nen. Bei einer Linie mit sta­ti­ons­ba­sier­tem Takt (also mit Mate­ri­al­la­gern zwi­schen den Sta­tio­nen) kann die Unaus­ge­gli­chen­heit zu hohen Lager­be­stän­den führen.

Die drei Ursa­chen von Unausgeglichenheit

Mura, also die Unaus­ge­gli­chen­heit kann bei der Pro­duk­ti­on, aber auch bei der Erbrin­gung von Dienst­leis­tun­gen oder beim Bear­bei­ten eines Vor­gan­ges ent­ste­hen. Dabei kann der auf­tre­ten­de Ver­lust­durch Mura auf drei Ebe­nen entstehen:

  • Auf der Ebe­ne des Pro­zes­ses: Nicht auf­ein­an­der abge­stimm­te Fer­ti­gungs­mit­tel, Maschi­nen oder Anla­gen oder auch nicht opti­mal ver­zahn­te Pro­zes­se kön­nen zu unter­schied­li­chen Bear­bei­tungs­zei­ten an den ein­zel­nen Pro­duk­ti­ons­sta­tio­nen füh­ren. Dies kann den Pro­duk­ti­ons­fluss ins Sto­cken brin­gen oder War­te­zei­ten der Mit­ar­bei­ter her­vor­ru­fen. Die­se feh­len­de Pro­zess­op­ti­mie­rung führt dann zu Ver­lus­ten (Muda) und/oder Über­las­tung (Muri).
  • Auf der Eben­de des Per­so­nals: Unter­schied­li­che, indi­vi­du­el­le Arbeits­wei­sen der ein­zel­nen Mit­ar­bei­ter kön­nen zu Ungleich­ge­wich­ten in den Bear­bei­tungs­zei­ten füh­ren. Auch unter­schied­li­che Moti­va­ti­on oder Kom­pe­ten­zen sind für eine sinn­vol­le Aus­tak­tung von Mon­ta­ge­li­ni­en zu beach­ten und erschwe­ren die­se. Durch eine Vor­ga­be von Soll-Takt­zei­ten kann dies zwar ver­sucht wer­den zu nivel­lie­ren, dies kann jedoch bei ein­zel­nen Mit­ar­bei­tern zu Über­las­tung (Muri) füh­ren und damit zur Ver­schwen­dung von per­so­nel­len Ressourcen.
  • Auf der Ebe­ne des Pro­duk­tes: Häu­fig wech­seln­de Anfore­run­gen der Kun­den an ein Pro­dukt kön­nen eben­falls Ursa­chen für Unaus­ge­gli­chen­heit sein. Durch eine stei­gen­de Anzahl an Vari­an­ten mit unter­schied­li­chen Arbeits­schrit­ten (und damit auch Vor­ga­be­zei­ten) ist es sehr schwie­rig, Mon­ta­ge­li­ni­en aus­zu­tak­ten. Gera­de das JIS (Just-in-sequence) Lie­fer­prin­zip ist ein gutes Bei­spiel dafür. Hier wird nach dem Pull-Prin­zip gear­bei­tet und es gibt vie­le unter­schied­li­che Vari­an­ten. Alle Vari­an­ten haben unter­schied­li­che Vor­ga­be­zei­ten, sodass je nach Vari­an­te an den ein­zel­nen Arbeits­sta­tio­nen (mit nied­ri­gem Kom­ple­xi­täts­grad der aktu­el­len Vari­an­te) gewar­tet wer­den muss. Wäh­rend­des­sen sind ande­re Arbeits­sta­tio­nen im glei­chen Takt mit der Bear­bei­tung einer kom­ple­xe­ren Vari­an­te beschäf­tigt und damit überlastet.

Wie kann die Unaus­ge­gli­chen­heit redu­ziert werden?

Mit der Anzahl von Pro­zess­schrit­ten und von Vari­an­ten in einem Pro­duk­ti­ons­pro­zess steigt das Maß an Unaus­ge­gli­chen­heit. Je weni­ger Stu­fen bzw. Mon­ta­ge­sta­tio­nen ein Pro­duk­ti­ons­ab­lauf hat, des­to ein­fa­cher kön­nen die­se koor­di­niert wer­den. Je mehr Vari­an­ten eines Pro­duk­tes auf der glei­chen Linie her­ge­stellt wer­den, des­to mehr steigt die Kom­ple­xi­tät und das Aus­tak­ten ein­zel­ner Bear­bei­tungs­schrit­te wird schwie­ri­ger. Grund­sätz­lich soll­te Mura also durch eine Reduk­ti­on der Kom­ple­xi­tät begeg­net wer­den. Dabei ist aber zu beach­ten, dass ein gewis­ses Maß an Unaus­ge­gli­chen­heit in jedem Pro­zess bestehen bleibt. Das gro­ße Ziel ist die Ver­ste­ti­gung von Fer­ti­gungs­pro­zes­sen, um die vor­han­de­nen Kapa­zi­tä­ten opti­mal zu nut­zen und Ver­schwen­dun­gen ins­be­son­de­re durch Still­stän­de oder War­te­zei­ten zu vermeiden.

Dabei bie­ten sich Metho­den wie Hei­junka (Har­mo­ni­sie­rung des Pro­duk­ti­ons­flus­ses durch men­gen­mä­ßi­gen Aus­gleich) oder One-Pie­ce-Flow an. Wich­tig ist es aber zunächst, die Unaus­ge­gli­chen­heit auf­zu­de­cken und zu iden­ti­fi­zie­ren, wel­che der Mon­ta­ge­sta­tio­nen der Fla­schen­hals ist. Dies kann durch ein Werker­as­sis­tenz­sys­tem erreicht wer­den. Die­ses kann genutzt wer­den, die ein­zel­nen Arbeits­schrit­te und die Dau­ern die­ser Schrit­te zu erfas­sen. In einem zwei­ten Schritt kann dann ganz ein­fach iden­ti­fi­ziert wer­den, wel­che Sta­tio­nen zu viel Arbeit haben und wel­che per­ma­nent unter­for­dert sind. Damit ist eine Aus­tak­tung von Arbeits­sta­tio­nen mög­lich. Ein wei­te­rer Vor­teil von Werker­as­sis­tenz­sys­te­me ist die Nivel­lie­rung von Mit­ar­bei­ter­wis­sen. Allen Mit­ar­bei­tern an den Arbeits­sta­tio­nen ste­hen umfang­rei­che Infor­ma­tio­nen zu den Mon­ta­ge­schrit­ten zur Ver­fü­gung. Über digi­ta­le Alar­mie­rungs­tools kann bei Unklar­hei­ten oder dro­hen­den Stö­run­gen schnell Hil­fe geru­fen wer­den. All die­se Maß­nah­men füh­ren zu einer bes­se­ren Aus­ge­gli­chen­heit der Fertigungsprozesse.

Muri: Die Über­las­tung von Fertigungsressourcen

Die Über­las­tung von Res­sour­cen wird im Toyo­ta Pro­duk­ti­ons Sys­tem als Muri (japa­nisch für Über­las­tung) beschrie­ben. Die­se kann sowohl die mensch­li­che Arbeit betref­fen, als auch an Maschi­nen und Anla­gen auftreten.

Eine Über­las­tung des Per­so­nals ent­steht durch fort­lau­fen­de Über- oder Fehl­be­an­spru­chung. Dabei ist zu unter­schei­den, ob die Über­las­tung phy­sio­lo­gisch (also auf den Kör­per ein­wir­kend) ent­steht oder ob es sich um psy­cho­lo­gi­sche Über­las­tung handelt.

Eine psy­chi­sche Über­las­tung kann bei­spiels­wei­se durch einen zu gro­ßen Zeit­druck oder durch feh­len­des Wis­sen über ein­zel­ne Arbeits­schrit­te ent­ste­hen. Die Fol­gen davon sind neben der Aus­wir­kung auf die Arbeits­er­geb­nis­se auch eine sin­ken­de Moti­va­ti­on der ein­zel­nen Mit­ar­bei­ter sowie ein schlech­tes Betriebsklima.

Eine phy­si­sche Über­las­tung tritt auf, wenn die Mit­ar­bei­ter ungüns­ti­gen Umge­bungs­be­din­gun­gen aus­ge­setzt sind. Dies kann sei­ne Grün­de in Lärm, Vibra­tio­nen, hoher oder nied­ri­ger Tem­pe­ra­tur, ungüns­ti­gen Licht­ver­hält­nis­sen, star­ken Gerü­chen und vie­lem mehr haben. Auch kör­per­lich sehr anstren­gen­de Arbei­ten (z.B. Heben von schwe­ren Gegen­stän­den) kön­nen zu phy­sio­lo­gi­schen Über­las­tun­gen führen.

Aus­wir­kun­gen der Über­las­tung von Per­so­nal und Maschinen

Über­las­tung liegt bei­spiels­wei­se vor, wenn Men­schen die unko­or­di­nier­ten Arbeits­pro­zes­sen (mura) und die dar­aus resul­tie­ren­de Ver­schwen­dung auf­grund ungüns­ti­ger Fabrik­ge­stal­tung oder ver­meid­ba­rer Trans­por­te und lan­ger Stre­cken (muda) abfe­dern müs­sen. In vie­len Fäl­len führt dies zu Mehr­ar­beit oder einem schnel­le­ren Durch­lauf der Arbeits­pro­zes­se. Dies führt zu Zeit- und Leis­tungs­druck. Ein erhöh­ter Druck führt zu einer höhe­ren Miss­erfolgs­quo­te bei den Betei­lig­ten und ver­rin­gert die Qua­li­tät der Ergeb­nis­se. Letzt­end­lich ist das Ergeb­nis nicht nur mehr Aus­schuss, son­dern auch geis­ti­ger und kör­per­li­cher Stress und Über­for­de­rung. Das kann zu Müdig­keit, Stress, Depres­sio­nen und ande­ren Krank­schrei­bun­gen füh­ren, aber es kann auch das Arbeits­um­feld beeinträchtigen.

Auch Maschi­nen und Anla­gen kön­nen unter Über­las­tun­gen “lei­den”. Wer­den die­se stän­dig mit grenz­wer­ti­ger Aus­las­tung gefah­ren, ist mit einem hohen Ver­schleiß zu rech­nen. Auch die Qua­li­tät der Pro­duk­te kann unter einer sol­chen Maschi­ne lei­den. Neben dem grö­ße­ren Ver­schleiß und der Not­wen­dig­keit erhöh­ter War­tungs­ar­bei­ten nimmt auch die Lebens­dau­er der Maschi­ne oder Anla­ge ab. Letzt­lich führt die Dau­er­be­las­tung zu hohen Aus­fall­zei­ten des Maschi­nen­parks und damit zu viel­fäl­ti­gen Verlusten.

So kann Über­las­tung mini­miert werden

Die nach­hal­tigs­te Maß­nah­me zur Ver­mei­dung von Über­las­tung ist eine gute Pla­nung der Mon­ta­ge­li­nie. Der Grund dafür ist, dass die Arbeits­platz­ge­stal­tung opti­mal an die Pro­duk­ti­on und ihre Bedürf­nis­se ange­passt und ergo­no­misch gestal­tet wer­den kann. Gleich­zei­tig wer­den vie­le ande­re Ver­schwen­dungs­ar­ten (Muda) damit mini­miert. Es lohnt sich also, vor­aus­schau­end zu pla­nen, um Pro­duk­ti­ons­pro­zes­se und ande­re Akti­vi­tä­ten lang­fris­tig und nach­hal­tig zu verbessern.

Bei der Opti­mie­rung bestehen­der Pro­zes­se ist es in der Regel not­wen­dig, die Anzahl der Pro­zess­schrit­te zu redu­zie­ren, um den Pro­zess über­sicht­li­cher und ein­fa­cher zu gestal­ten. Auf die­se Wei­se kön­nen die Mit­ar­bei­ter nicht nur ihre eige­nen Hand­lun­gen, son­dern auch die von ande­ren über­wa­chen. Dies kann durch ande­re Maß­nah­men zur Lärm­min­de­rung und zur Erwei­te­rung der Befug­nis­se und der Ver­ant­wor­tung des Per­so­nals unter­stützt wer­den. Dazu gehö­ren zum Beispiel

  • Stan­dar­di­sie­rung der Arbeit durch Nut­zung von gemein­sa­men Doku­men­ta­tio­nen in Werkerassistenzsystemen
  • Kan­ban oder Andon als Kom­mu­ni­ka­ti­ons- und Steuerungsinstrument
  • Das 6S-Kon­zept für ver­schie­de­ne Tätig­kei­ten (sei­ri: Klas­si­fi­zie­rung, sei­ton: Rei­ni­gung, seisô: Sau­ber­keit, sei­ket­su: War­tung, shit­s­uke: Selbst­dis­zi­plin, shû­kan: Automatisierung)

Die Füh­rungs­kräf­te kön­nen die Umset­zung die­ser Maß­nah­men unter­stüt­zen, indem sie die Mit­ar­bei­ter schu­len und moti­vie­ren und die Grund­sät­ze des Lean Manage­ment anwenden.

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