Prozesse in der Fertigung optimieren und automatisieren

Viele Produktionsbetriebe kennen die als „Schweinezyklus“ bekannten Oszillationen von Output und Auftragsbestand. Allmählich bauen sich Produktionsrückstände auf, die zu verlängerten Lieferzeiten führen. Diese verursachen niedrigere Auftragseingänge, die den Auftragsbestand abschmelzen lassen und schließlich für eine Unterauslastung der Fertigung führen. Nun können wieder Aufträge gewonnen werden, die für Auslastung sorgen, aber statt dass sich der Betrieb stabilisiert, beginnt der Teufelszyklus von Neuem. Die Produktionsabläufe werden dadurch massiv beeinträchtigt. Unternehmen verlieren Kapazität, Geld, Reputation bei Kunden und die Motivation ihrer Mitarbeiter. 

In der Regel liegt dieser Teufelskreis nur durch sorgfältige Arbeit an der Prozessqualität durchbrechen, in die alle betrieblichen Funktionen einbezogen werden. 

Gründe für chronischen Auslieferungsrückstau (Backlog) in der Produktion identifizieren 

Mit einem Backlog in der Fertigung geht häufig ein Kettenstress einher: Kapazitätsprobleme werden soweit wie möglich durch Überstunden und Fremdarbeit kompensiert. Die Mitarbeiter sind stärker belastet und spüren zunehmende Konflikte an den Schnittstellen im Unternehmen; die Nervosität unzufriedener Kunden überträgt sich ebenfalls auf die Belegschaft. Der erste Schritt zur Lösung ist eine klare Sicht auf die Problemlage: In der Regel liegen die Ursachen für den Backlog tiefer in der Organisation – und oft sind es verschiedene Ursachen, die in wechselseitiger Interaktion Miss- und Rückstände auslösen. Diese müssen nicht einmal da verortet sein, wo die Symptome auftreten, und können sogar zeitlich entkoppelt sein. Die daraus erkennbare Komplexität erfordert eine sorgfältige Analyse, die die Wirklichkeit angemessen berücksichtigt. Alle betrieblichen Aktivitäten sind in einem wechselseitigen Wirkungsgefüge über die Prozesse miteinander verbunden. Daher müssen alle relevanten betrieblichen Funktionen in die Analyse einbezogen werden, um das gestörte Wirkungsgefüge Ihres Unternehmens zu erkennen und es konstruktiv zu beeinflussen. Ein methodisch geschulter und unvoreingenommener Blick darauf, wo die wesentlichen Schnittstellen im Geschäftsprozess liegen und inwiefern die Kommunikation an diesen Schnittstellen dysfunktional ist, ist erfolgskritisch und deshalb notwendig. Schnellschüsse liefern lediglich zu kurz greifende Scheinlösungen, die kaskadenartige Folgeprobleme in der Produktion und im Gesamtunternehmen auslösen. Eine umfassende Prozessoptimierung, nicht nur in der Produktion, sondern unter Einbeziehung aller betrieblicher Funktionen im Unternehmen, der Kunden, der Lieferanten und der Leistungspartner ist erforderlich. Das ist eine sehr komplexe Aufgabe, die den Aufwand aber wert ist. 

Bedeutung von dynamischer Komplexität im Unternehmen erkennen 

Die Montage und der Versand sind lediglich die letzten Glieder in der Wertschöpfungskette eines Unternehmens. Die Probleme werden aber in der Regel schon viel früher und an anderer Stelle ausgelöst. Diese können in unrealistischen Terminzusagen des Vertriebs liegen; Spezifikationen mögen unvollständig mit Kunden vereinbart sein und zu späteren Änderungen führen; es mag Kapazitätsengpässe an bestimmten Stufen in der Produktion geben; es können auch Beschaffungsprobleme vorliegen, außerdem passt die Fertigungsgrobplanung eventuell nicht zu der Kapazität- und Auslastungssituation in bestimmten Fertigungsbereichen und kann durch eine Feinplanung in der Fertigung nicht mehr aufgefangen werden. Höchste Achtsamkeit ist auch bei Release-Wechseln von ERP-Systemen oder Fertigungsplanungsanwendungen geboten, die verheerende Folgen auslösen können.  

Einzelne Schwierigkeiten kann die Produktion durch Improvisation und Mehrarbeit noch abfedern. Überlagern sich aber die Effekte mehrerer Ursachen, können völlig unerwartet katastrophale Situationen wie ein Backlog eintreten. Dies ist eine Folge unkontrollierter dynamischer Komplexität. Und genau diese dynamische Komplexität gilt es zu beherrschen. Dafür gibt es bewährte Methoden und Lösungsansätze. 

Stärkung des betrieblichen Rundlaufs im Unternehmen 

Was können Sie tun? Vertrauen Sie nicht auf vermeintlich einfache Lösungsansätze für die Produktion. Legen Sie stattdessen hinreichend stabilisierende Komplexität in Ihrer Organisation an, indem Sie Mitarbeiter, die über Schnittstellen hinweg miteinander arbeiten, dazu ermuntern, ihre Erwartungen und Möglichkeiten miteinander auszuhandeln, und zwar nach dem Subsidiaritätsprinzip. Die Belegschaft muss sich bottom-up selbst emergent organisieren und optimieren, um den betrieblichen Rundlauf zu erreichen. In komplexen Umfeldern ist Emergenz der Schlüssel zum Erfolg, nicht das zuverlässige Ausführen von top-down-Anweisungen. Wichtig ist dabei, dass Entscheidungen an der Unternehmensbasis im Interesse der Gesamtorganisation getroffen werden und vermieden wird, dass Einzelne unwissentlich oder aus persönlichem Interesse versuchen, die eigene Position im Gefüge vermeintlich zu stärken. Die Aufgabe des Managements besteht vor allem darin, für den betrieblichen Rundlauf organisatorische Voraussetzungen zu schaffen und geeignete Verhaltensmuster in ihrer Organisation zu fördern. Um sowohl Fehlleistungen als auch Blindleistungen zu vermeiden, ist über alle Schnittstellen hinweg auf die Anschlussfähigkeit der Aktivitäten zu achten.  

Einen oft unterschätzten Einfluss auf den Rundlauf hat die Zweckmäßigkeit und Eindeutigkeit der Vorgaben aus der Arbeitsvorbereitung für die Produktion. Oft fließen Erfahrungen aus dem Betrieb betreffend Arbeitszeiten oder Fertigungsdetails nicht in die Arbeitsvorbereitung zurück. Das Feedback hat unschätzbaren Wert, um künftig realistischere Vorgaben zu machen, die der Fertigungsplanung helfen, und Wiederholfehler zu vermeiden. Achten Sie – insbesondere nach einem ERP-Systemwechsel, darauf, dass alle Erfahrungswerte – auch die handschriftlich vermerkten – sich nach einem Release-Wechsel in den Arbeitskarten widerspiegeln. 

Betrachten Sie deshalb gewisse Redundanzen in kritischen Funktionen nicht als Verschwendung, sondern quasi als eine Versicherungsprämie für Stabilität. 

Kapazitätsengpässe in operativen Abläufen bestimmen den möglichen Durchsatz. Deshalb lohnt es sich, solche Engpässe zu beseitigen. Neben der Option, zu investieren, sollte auch die Einbindung externer Ressourcen in Betracht gezogen werden. Bei der Kostenbeurteilung spielt nicht nur der direkte Vergleich mit kalkulatorischen internen Kosten eine Rolle, sondern vor allem der Vergleich zu der Situation verlorenen Durchsatzes ohne eine Behebung der Engpässe. 

Steigerung der Anpassungsfähigkeit: die richtige Balance von Veränderung und Routine 

Fördern Sie Feedback-Mechanismen in den Prozessen, damit laufend prozessübergreifende Abstimmungen erfolgen und nötige Korrekturen zügig eingeleitet werden können. Erlauben Sie Ihrer Organisation hinreichend Freiheitsgrade, um auf veränderte Rahmenbedingungen agil reagieren zu können. Mit der Befugnis zur Entscheidung in unsicheren Situationen übernehmen Menschen Verantwortung. Paradoxerweise führen definierte und routiniert ausgeführte Abläufe allein nicht unbedingt zur Stabilität einer Organisation, sondern eine gelungene Kombination aus routiniertem Ausführen von Standardaufgaben und laufender Anpassung an veränderte Anforderungen. Das richtige Verhältnis aus Routine und Veränderung hängt stark von der VUKA-Prägung Ihrer Märkte ab (VUKA = Volatilität, Unsicherheit, Komplexität, Ambiguität). In jedem Fall funktioniert eine Regelung im Unternehmen nur dann, wenn Beweglichkeit überhaupt möglich ist. 

Der Blick für den Bedarf an Koordination und nicht nur sukzessiver, sondern durchaus auch disruptiver strategischer und operativer Veränderung sollte im gesamten Unternehmen geschärft werden, und der konstruktive Austausch über sinnvolle Anpassungen erfordert eine Kommunikationskultur im Unternehmen. All diese Aspekte sollten sich direkt in ihren operativen Prozessen an der Arbeitsfront entfalten, wo das erforderliche Fachwissen verteilt liegt – und nicht etwa von Stabsfunktionen bearbeitet werden. Stabilität ergibt sich aus vielen solcher laufend und agil umgesetzten Korrekturen, die eine kontinuierliche Prozessoptimierung für die Produktion sicherstellen. 

Entkoppeln von Fertigung und Lieferterminen 

In der Produktion wird oft gezielt auf mit Kunden vereinbarte Liefertermine hin gefertigt.  Um diese vereinbarten Liefertermine einzuhalten, werden erfahrungsgemäß häufig Losgrößen in der Fertigung kurzfristig verkürzt und Anlagen aufwändig umgerüstet. Es bestehen aber Interessenkonflikte zwischen der kundenseitigen Zahlungsbereitschaft für kurze Lieferfristen, hohe Liefertreue und hoher Produktvielfalt einerseits und den dafür anfallenden Operations-Kosten andererseits. Ihre Teams werden bereits zu der Erkenntnis gelangt sein, dass viele Umrüstungen in der Produktion Kapazität und Motivation verzehren und die Lage für das Unternehmen perspektivisch eher verschlechtern als sie zu verbessern. 

Der just-in-time-Philosophie zum Trotz hat sich inzwischen bei Maschinen- und Anlagenbauern bewährt, die Fertigung terminlich möglichst von den Lieferterminen, die mit Kunden vereinbart wurden, zu entkoppeln. Das beginnt damit, bereits für die Beschaffung hinreichend Vorlauf einzuplanen und die Fertigungsplanung nach Kriterien vorzunehmen, die die Produktionskennzahlen optimieren. Die Abkehr von der Just-in-time-Fertigung hilft nachweislich wirksam dabei, nachteilige Effekte unterbrochener Lieferketten abzufedern.  

Methodisch bewährt hat sich dafür u. a. die Einführung einer sogenannten „frozen week“ – oder auch zwei –, innerhalb derer die Fertigungsplanung nicht durch den Vertrieb oder Kunden verändert werden darf. Änderungen dürfen lediglich in die Zeit nach dieser fixierten Periode in die Planung einfließen. Dadurch kann ein höherer betrieblicher Rundlauf, eine höhere Fertigungseffizienz und schließlich eine bessere Rentabilität und auch eine höhere Kunden- und Mitarbeiterzufriedenheit erreicht werden. Auf der Sollseite stehen ggf. längere Auftragsdurchlaufzeiten und ein höherer Lagerbestand. Das Optimum ist, wie so oft, ein Kompromiss und kann rechnerisch von einem erfahrenen Fertigungs-Controller ermittelt werden. 

Relativieren der Maxime kurzfristigen Umsatzes 

In operativen Konzerngesellschaften besteht typischerweise ein „Hockeystick“-Druck in der Fertigung, am Ende jedes Monats ein definiertes Umsatzziel zu erreichen. Allerdings wird dieses Umsatzziel in der Regel auf Kosten der Rentabilität erreicht – jeden Monat wieder. Umrüstungen auf Aufträge, die noch fakturiert werden können, kosten Produktivität. Jeder Folgemonat läuft dann auf schwachem Umsatzniveau an, weil Vieles erst wieder vorgearbeitet werden muss. Befreien Sie Ihre Organisation von diesem teuren Schauspiel und entlasten Sie sie von diesem Druck. Schaffen Sie stattdessen die notwendigen Voraussetzungen, um ungeachtet des Monatswechsels Produktionslosgrößen zu erweitern und arbeiten Sie möglichst auch mit Produktionsverbünden, um das Verhältnis zwischen Produktions- und Rüstzeiten zu optimieren. Das erfordert natürlich die Verfügbarkeit des benötigten Vormaterials. Überlegen Sie, welche Vormaterialien Sie in welchen Mengen bevorraten oder beim Lieferanten als Konsignationskontingent abrufbereit halten sollten. Diese wichtige Umstellung verschiebt zwar einmalig Umsatz und Cash in die nächste Periode. Danach werden Sie von dieser Veränderung in der Produktion aber nachhaltig profitieren. Auch hierbei gilt, dass die Mehrkosten sich durch einen Rundlauf in der Produktion rechtfertigen lassen. Schaffen Sie in Ihrem Unternehmen ein Verständnis für diese versteckten Ursachen für Kosten, die nicht direkt aus den Zeilen einer betriebswirtschaftlichen Auswertung (BWA) ersichtlich sind. Aus der sinnvollen Vernetzung entstehen viel wirksamere Effekte als aus der Optimierung der einzelnen Kostenpositionen. 

Spezialisieren und Standardisieren 

Überlegen Sie, bis zu welchem Grad Sie Standorte auf Gruppen an Fertigungsmaschinen für bestimmte Auftragsarten spezialisieren möchten und können. Durch eine Spezialisierung standardisieren Sie nicht nur die Arbeitsabläufe und beflügeln die Lernkurven im Betrieb; darüber hinaus wird es in der Produktion leichter fallen, das Konzept der Mehrmaschinenbedienung umzusetzen und/oder zu automatisieren. Dadurch kann die Effizienz weiter gesteigert werden.  

Das Thema „Standardisierung“ fängt bereits deutlich vor der Produktion an, nämlich bei der Spezifikation der Produkte. Auch mit der Produktentwicklung zu beginnen, wäre zu kurz gegriffen. Regen Sie Ihr Produktmanagement an, sich so weit wie möglich mit der Standardisierung Ihrer Produkte und der verwendeten Komponenten zu befassen. Die Umsetzung dieser anspruchsvollen und vielschichtigen Aufgabe in der Produktentwicklung muss dann in enger Abstimmung mit dem Vertrieb, der Fertigung und dem Kunden-Service erfolgen. Eine Verringerung der Teilevielfalt rechnet sich nicht nur in der Fertigung, sondern auch in der Lagerhaltung und im Aftersales. Nehmen Sie Ihre Produktentwickler einmal auf eine Begehung des Vormateriallagers mit und zeigen Sie ihnen die Teilevielfalt und die Bestände mit oft schon etlichen Inventurstempeln… 

Automatisieren Sie Ihre Produktionsprozesse mit Augenmaß 

Automatisierung in der Fertigung kann grundsätzlich dazu beitragen, die Produktionskosten zu senken, indem sie manuelle Prozesse durch automatisierte Prozesse ersetzt. Darüber hinaus kann Automatisierung auch zu höherer Qualität und Konsistenz führen und so die Kundenzufriedenheit verbessern. Versuchen Sie, repetitive Vorgänge zu automatisieren. Hier erschließt sich die Verbindung zwischen einer Standardisierung, einer Prozessoptimierung und der Möglichkeit, die Fertigung zu automatisieren. Je stärker Sie standardisieren können, je geordneter Ihre Prozesse ablaufen und je größer das Volumen gleicher oder ähnlicher Vorgänge in Ihrer Produktion ist, desto eher wird sich eine Automatisierung wirtschaftlich lohnen. 

Wenn Sie automatisieren, haben Sie auch ein Augenmerk auf die Vorrüstung von Arbeitsstationen außerhalb der Fertigungsanlagen, um die Kapazität der Maschinen und Anlagen möglichst mit Produktionszeit auszulasten und nicht mit Rüstzeit. Eventuell macht mit der Entscheidung für eine Automatisierung auch eine Entscheidung für Werkzeuge mit deutlich höherer Standzeit Sinn. Optimieren Sie die Gesamtprozesskosten, nicht die Kosten jeder einzelnen Komponente. 

Behalten Sie bei der Entscheidung für eine Automatisierung auch im Blick, nicht ihre Flexibilität in der Fertigung zu verlieren. Oft ist es unter dem Strich wirtschaftlich günstiger, zwei kleinere Anlagen zu betreiben als eine große. Sie können dadurch flexibler planen, haben unter Umständen geringeren Rüstaufwand und haben eine Alternative, falls eine Maschine ausfallen sollte. 

Eine Automatisierung der Fertigungsprozesse ist grundsätzlich zu empfehlen, muss aber genau analysiert werden. Denn mit Automatisierung können Sie auch Effizienz zerstören, wenn die Fertigungsanlagen nicht zum Geschäftsmodell passen, wie das folgende Beispiel veranschaulicht. 

Beispiel: Ein Möbelfabrikant, der Kastenmöbel für das deutsche Premiumsegment herstellte, wollte die Effizienz in seiner Produktion steigern, indem er Fertigungsprozesse automatisierte. Er investierte in CNC-gesteuerte Holzbearbeitungsmaschinen, die er zu kompletten Fertigungslinien zusammenstellte. Die Entscheidung wäre für einen Großserienfertiger, wie es ein Lieferant für IKEA sein könnte, richtig gewesen. Das Geschäftsmodell dieses Möbelfabrikanten war allerdings anders angelegt. Der hohe Preis für die Möbel rechtfertigte sich nicht nur aus dem markanten Design und der exzellenten Verarbeitungsqualität, sondern vor allem aus der kundenindividuellen Fertigung, betreffend Maße und Ausstattung. Dieses Geschäftsmodell bedarf eines ganz anderen Produktionsprozesses als der eines Großserienherstellers. Das Unternehmen war eigentlich eine große Schreinerei, in der Einzelfertigung mit einer gewissen Vorfertigungstiefe ausgeführt wird. Die automatisierten Linien nahmen exorbitant viel Zeit für das Einrichten in Anspruch und konnten ihre Vorteile wegen der kurzen Fertigungslosgrößen nicht ausspielen. Die Entscheidung für die weitreichende Automatisierung war für dieses Unternehmen mit diesem Geschäftsmodell falsch.

Achten Sie darauf, dass die Automatisierung zu Ihrem Geschäftsmodell und zur Größenordnung Ihres Geschäftes gut passt. Ggf. empfiehlt sich eine Automatisierung unter der Prämisse, Ihr Geschäftsmodell so anzupassen, dass Sie von den Vorteilen der Automatisierung der Produktion wirklich profitieren können. 

Fazit zur Prozessoptimierung und Automatisierung in der Produktion 

Sowohl die Prozessoptimierung als auch die Automatisierung sind anspruchsvolle Aufgaben, zumal für die meisten Aspekte in den Organisationen gar keine persönlichen Verantwortlichkeiten zugewiesen sind; vielmehr ergibt sich die Qualität der Umsetzung aus der stimmigen Zusammenarbeit mehrerer betrieblicher Funktionen.  

Mit einem abgestimmten Mix aus diesen Maßnahmen können Sie bestehende Kapazitätsengpässe ohne wesentliche Investition in weitere Fertigungsanlagen und ohne zusätzliches Personal schrittweise beseitigen. Durch den Kapazitätsgewinn und die ablauftechnischen Optimierungen können Produktionsrückstände aufgearbeitet und künftig sicher vermieden werden, was Ihre Kunden schätzen werden. Die Rentabilität kann nachhaltig verbessert werden, und Ihre Mitarbeiter erlangen neue Motivation. Gut gemacht löst das eine Erfolgsspirale im Unternehmen aus. 

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