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Inhalt

INHALT   II

ABK  ÜRZUNGSVERZEICHNIS  IV

  ÜBERSICHTENVERZEICHNIS  V

1!  EINLEITUNG  1

1.1!  Problemstellung  1

1.2!  Zielsetzung  1

1.3!  Vorgehensweise  2

2!  WERTSTROMANALYSE  4

2.1!  Wertstromperspektive  6

2.2!  Verschwendung  7

2.3!  Symbole zur Beschreibung des Wertstroms  14

2.4!  Aufnahme und Darstellung des Ist-Zustandes  18

2.4.1!  Produktfamilienbildung  18

2.4.2!  Erfassung des Ist-Zustandes  20

2.4.3!  Verbesserungspotentiale  28

3!  WERTSTROMDESIGN  30

3.1!  Vom Ist- zum Soll-Zustand anhand der Gestaltungsrichtlinien  31

3.2!  Umsetzung des Soll-Zustands  41

4!  FALLSTUDIE: ANWENDUNG DES WERTSTROMDESIGNS IN EINEM  

METALLVERARBEITENDEN  UNTERNEHMEN  45

4.1!  Wertstromanalyse  45

4.1.1!  Auswahl der Produktfamilie  45

4.1.2!  Kundenbedarf  46

4.1.3!  Arbeitszeit  47

4.1.4!  Produktionsplanung  47

4.1.5!  Produktionsprozesse  47

4.1.6!  Verbesserungspotentiale  52

4.2!  Wertstromdesign  54

4.3!  Umsetzung des Soll-Zustands  59

Stefan  Doliwa - Bachelorarbeit: Wirtschaft / Logistik, Fachhochschule Gelsenkirchen  

III

5!  FAZIT  64

LITERATURVERZEICHNIS   67

Stefan  Doliwa - Bachelorarbeit: Wirtschaft / Logistik, Fachhochschule Gelsenkirchen  

IV

Abkürzungsverzeichnis

BZ Bearbeitungszeit DLZ Durchlaufzeit FIFO First In - First Out KVP Kontinuierlicher Verbesserungsprozess LM Liefermenge MV Maschinenverfügbarkeit RZ Rüstzeit TPS Toyota Produktionssystem WBZ Wiederbeschaffungszeit WQ Wertstromquotient WZ Wertschöpfungszeit ZZ Zykluszeit

V

  Übersichtenverzeichnis  

Abbildung  1: Wertstrom  4

Abbildung  2: Die sieben Arten der Verschwendung nach Toyota  9

Abbildung  3: Verschwendung in einem Wertesystem  13

Abbildung  4: Die drei “Ms  14

Abbildung  5: Symbole des Prozess- und Materialflusses  15

Abbildung  6: Symbole des Informationsflusses  15

Abbildung  7: Allgemeine Symbole  16

Abbildung  8: Die Aufteilung eines Mappings in verschiedene Bereiche  17

Abbildung  9: Darstellung eines Pull-Materialflusses.  24

Abbildung  10: Zeitlinie und ihre Kennwerte im Mapping  27

Abbildung  11: Supermarkt-Pull-System  34

Abbildung  12: Beispiel einer “FIFO-Bahn  35

Abbildung  13: Reduzierung des Steuerungsaufwandes durch  

kontinuierlichen  Fluss.  36

Abbildung  14: Ausgleich des Produktionsmixes  37

Abbildung  15: Ausgleichskasten (Heijunka)  39

Abbildung  16: Beispiel für Wertstromschleifen  41

Abbildung  17: Ist-Zustand der Fallstudie.  51

Abbildung  18: Ist-Zustand mit eingezeichneten Kaizen-Blitzen.  53

Abbildung  19: Produktionsmix der Artikel 539-K und 539-M  56

Abbildung  20: Soll-Zustand der Fallstudie.  57

Abbildung  21: Schleifen zur Umsetzung des Sollzustandes.  60

Tabelle 1:  Beispiel einer Produktfamilien-Matrix  20

Tabelle 2:  Wertstrom-Jahresplan  43

Tabelle 3:  Produktfamilien-Matrix der Fallstudie.  46

Tabelle 4:  Gegenüberstellung der Eckdaten des Soll- und Ist-Zustandes  58

Tabelle 5:  Wertstrom-Jahresplan der Fallstudie.  63

Stefan  Doliwa - Bachelorarbeit: Wirtschaft / Logistik, Fachhochschule Gelsenkirchen  

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1 Einleitung

1.1 Problemstellung

Aufgrund der immer weiter fortschreitenden Globalisierung und der sich rasant entwickelnden Kommunikations- und Informationstechniken, müssen sich Unternehmen ebenfalls immer weiterentwickeln, um weiterhin auch wettbewerbsfähig agieren zu können. Kunden verlangen immer mehr Flexibilität und kürzere Lieferzeiten. Gleichzeitig sollen die Produkte bzw. Leistungen nicht teurer werden - ganz im Gegenteil. Ebenfalls darf die Qualität und Zuverlässigkeit darunter nicht leiden. Weiterhin wird es immer leichter, sich global Informationen einzuholen und auch Bestellungen zu platzieren. Dadurch wächst der Konkurrenzdruck stark an, insbesondere auch gegen Konkurrenten aus Billiglohnländern. Auf den Märkten hat sich ein Wandel vom Verkäufermarkt zum Käufermarkt vollzogen. Das stellt Unternehmen vor immer neue Herausforderungen, die es zu lösen gilt, um weiterhin als Produktionsstandort attraktiv zu bleiben. Da Unternehmen auch stets darauf bedacht sind Kosten zu minimieren, wird die Produktion mit großen Losen und möglichst voller Maschinenauslastung bestritten, was in der Regel auch zu hohen Lagerbeständen führt. Dies widerspricht allerdings der Methode des Wertstromdesigns, welche in dieser Bachelorarbeit vorgestellt wird.

1.2 Zielsetzung

Ziel dieser Arbeit ist es, das Vorgehen der Wertstromanalyse und des Wertstromdesigns zu zeigen. Außerdem soll die Arbeit als grober Leitfaden zur Umsetzung dieser Methode dienen. Zur Verdeutlichung werden die Methoden anhand einer Fallstudie angewendet. Weiterhin soll gezeigt werden, welche Stärken diese Methode aufweist und wie sich dadurch

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Effizienz, Flexibilität und Wirtschaftlichkeit steigern lässt. Es soll ebenfalls dargestellt werden, wie sich einzelne Prozesse miteinander verknüpfen lassen, sodass ein durchgehender Fluss entsteht. Weiterhin ist es das Bestreben dieser Arbeit zu zeigen, wie die Flüsse, Prozesse und Zusammenhänge der Produktion einfach visualisiert werden können. Ein weiteres Ziel ist es, den Zusammenhang zwischen der Fertigung mit großen Losen, Flexibilität und Verschwendung zu verdeutlichen. Darüber hinaus soll gezeigt werden, wie sich Verschwendungen identifizieren und eliminieren lassen. Zusätzlich soll der Fokus von der punktuellen Verbesserung einzelner Prozesse, zu einer ganzheitlichen Betrachtung vom Lieferanten bis zum Kunden umgeleitet werden.

1.3 Vorgehensweise

Im zweiten Kapitel wird die Wertstromanalyse beschrieben. Dazu wird zunächst gezeigt, was ein Wertstrom ist und wie dieser mit den Lieferanten, der Produktion und den Kunden zusammenhängt. Danach wird die Herkunft der Methode erläutert und gezeigt wie wichtig es ist die Wertstromperspektive einzunehmen. Da es besonders wichtig ist, in der Wertstromanalyse Verschwendungen zu identifizieren und zu eliminieren, werden die verschiedenen Arten der Verschwendung genau betrachtet. Es wird auch beschrieben wie sich die Arten der Verschwendung gegenseitig beeinflussen. Weiterhin wird verdeutlicht, wie klein der Anteil an wertschöpfendem Zeitaufwand im Vergleich zum ganzen Arbeitsaufwand in der Fertigung ist. Danach werden die Symbole, mit denen die Wertstromanalyse und das Wertstromdesign arbeitet, erläutert. Auf einer Übersicht wird gezeigt, wie ein fertiges Wertstrom-Mapping aussieht und in welche Bereiche es sich einteilen lässt. Danach wird beschrieben, wie aus einer Vielzahl von Produkten ein repräsentatives Produkt herausgesucht werden kann, anhand dessen die Wertstromanalyse durchgeführt wird. Dann wird aufgezeigt, wie man sinnvoll bei der Erfassung des Ist-Zustandes mit der Wertstromanalyse vorgeht. Es wird gezeigt, wie man sich vom

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Kunden aus zum Lieferanten stromaufwärts vorarbeitet und wie man die zuvor erläuterten Symbole einsetzt. Als letzter Schritt der Wertstromanalyse wird erläutert, wie man Verbesserungspotentiale herausarbeitet.

Das dritte Kapitel beschreibt das Vorgehen des Wertstromdesigns. Es wird anhand von sieben Leitlinien beschrieben, wie man zweckmäßig auf Basis des Ist-Zustandes einen Soll-Zustand erarbeiten kann. Dabei wird gezeigt, welche Bedeutung die Taktzeit hat und wie sich eine kontinuierliche Fließfertigung realisieren lässt. Weiterhin wird verdeutlicht, wie Supermarkt-Pull-Systeme zum Einsatz kommen können und wie der

Steuerungsaufwand der Produktion reduziert werden kann. Verdeutlicht wird auch, wie der Produktmix und das Produktionsvolumen ausgeglichen gestaltet werden kann und wie wichtig die Reduzierung der Rüstzeiten und Losgrößen ist. Danach wird erläutert, wie der Soll-Zustand umgesetzt werden kann und mit welchen Informationen ein Wertstrom-Jahresplan erstellt wird.

Im vierten Kapitel wird das zuvor in Kapitel 2 und 3 Beschriebene anhand einer Fallstudie beispielhaft angewendet. Die Fallstudie behandelt ein metallverarbeitendes Unternehmen, das verschiedene Produkte für den Automotive Sektor produziert. Für die Fallstudie wird die Herstellung von Motorhauben ausgewählt und gezeigt, wie sich Durchlaufzeiten, Flexibilität und Lagerbestände optimieren lassen.

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2 Wertstromanalyse

Unter dem Begriff Wertstrom werden alle Aktivitäten zusammengefasst, die nötig sind, um ein Produkt vom Rohmaterial aus kundenspezifisch zu fertigen und dem Kunden bereitzustellen. ¹ Der Wertstrom setzt sich sowohl aus wertschöpfenden und nicht wertschöpfenden Tätigkeiten, sowie Material- und Informationsflüssen zusammen. ² Somit wird der Fluss durch ein logistisches System beschrieben. Der Wertstrom kann auch über die Grenzen des Unternehmens hinaus, wie in Abbildung 1 dargestellt, über die ganze Supply Chain ³ betrachtet werden. 4

5 Abbildung 1: Wertstrom

Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wird jedoch nur der Fertigungsstrom innerhalb der Unternehmensgrenze von Rampe zu Rampe, also vom Wareneingang bis zum Versand an den Kunden betrachtet. 6

Die Wertstromanalyse ist eine Methode, anhand derer der Wertstrom eines Produktes erfasst, beschrieben und grafisch dargestellt werden kann. Die Methode der Wertstromanalyse hat ihre Wurzeln im Toyota

¹ Vgl. Rother / Shook (2000), S. 3.

² Vgl. Lindner / Becker (2010), S. 9.

³ Lieferkette

^{4 Vgl. Arnold /Furmans (2005), S. 251- 252. 5} Vgl. Rother /Shook (2000), S. 3.

⁶ Vgl. Arnold / Furmans (2005), S. 251 - 252.

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Produktionssystem (TPS). ⁷ Das Toyota Produktionssystem wurde nach dem zweiten Weltkrieg von Toyota entwickelt und geprägt. ⁸ In der Literatur wird die Wertstromanalyse erstmals im Jahre 1998 von Mike Rother und John Shook in dem Buch „Learning to see“ ausführlich beschrieben. Toyota nutzt diese Methode zur Darstellung von Ist- und Soll-Zuständen bei der Umsetzung bzw. Einrichtung von schlanken Systemen. Der Hauptfokus liegt dabei auf der Einführung von fließenden Produktionsflüssen, der Vermeidung von Verschwendung und der Wertschöpfung. 9

Ziel der Wertstromanalyse ist es, Wertströme zu visualisieren ¹⁰ und zu zeigen, an welchen Stellen des Materialflusses ineffiziente

Produktbewegungen stattfinden und es somit zu Verschwendungen kommt. Es gilt zu erkennen, warum der Materialfluss zum Erliegen kommt und die Durchlaufzeiten unnötig verzögert werden. ¹¹ Daraus lässt sich auch das Motto der Wertstromanalyse, „Sehen lernen“, ableiten. ¹² Die

Wertstromanalyse ermöglicht eine einfache übersichtliche Darstellung der Material-, Informationsflüsse und Prozesse. ¹³ Darüber hinaus beschränkt sich die Wertstromanalyse nicht nur auf die Darstellung einzelner Prozesse, sondern betrachtet auch das Zusammenspiel der Einzelprozesse. Dadurch wird der Blickwinkel auf den gesamten Produktionsablauf gerichtet. ¹⁴ Dank des relativ groben Grads der Detaillierung ist es möglich das Wesentliche zu sehen, ohne dabei den Überblick zu verlieren. ¹⁵ So lassen sich Schwachstellen und Verbesserungspotentiale leicht aufdecken. 16

⁷ Vgl. Arnold / Furmans (2005), S. 251.

⁸ Vgl. Womack / Jones / Roos (1990), S. 11.

⁹ Vgl. Rother / Shook (2000), Einleitung.

¹⁰ Vgl. Erlach (2007), S. 33.

¹¹ Vgl. Arnold / Furmans (2005), S. 251.

¹² Vgl. Klevers (2007), S. 7

¹³ Vgl. Lindner / Becker (2010), S. 13.

¹⁴ Vgl. Erlach (2007), S. 31.

¹⁵ Vgl. Erlach (2007), S. 37.

¹⁶ Vgl. Erlach (2007), S. 8

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Zur schnellen und effizienten visuellen Darstellung des Wertstroms trägt die Verwendung von einheitlichen und einfachen Symbolen bei. Diese werden in dieser Bachelorarbeit in den Kapiteln 2.3 und 2.4 näher erläutert. Dies macht die Wertstromanalyse zu einem ausgezeichneten Analyseinstrument zur Visualisierung eines Ist-Zustandes in der Produktion. 17

2.1 Wertstromperspektive

Ein wesentlicher Kernpunkt der Wertstromperspektive ist die Kundenorientierung. Verschwendungsfreie Produktion und ein synchroner Fluss gehören ebenfalls zum Grundgedanken der Wertstromperspektive. Dazu muss die Produktion ganzheitlich betrachtet werden, um den Anforderungen der Kunden an die Produktion bzw. der einzelnen Prozesse gerecht zu werden. ¹⁸ Bei der ganzheitlichen Betrachtung liegt der Fokus nicht mehr allein auf der optimalen Auslastung von Maschinen, sondern es wird die ganze Wertschöpfungskette betrachtet. Dies schließt auch übergeordnete Bereiche wie die Steuerung, Planung und Reduzierung der Verschwendung mit ein. Wichtig dabei ist es, das Wertstrom-Diagramm als eine Aufnahme aus der Vogelperspektive zu sehen. Die Konzentration auf die Optimierung einzelner Prozesse kann durch Maßnahmen an anderen Stellen negiert werden. Deshalb ist die ganzheitliche Betrachtung und Orientierung am Wertstrom wichtig. Oberstes Ziel dabei ist die Steigerung der Wertschöpfung und Eliminierung bzw. Reduktion von nichtwertschöpfenden Tätigkeiten. Das Optimum ist erreicht, sobald nur noch wertschöpfenden Tätigkeiten nachgegangen wird. Dieses Optimum kann in der Regel allerdings nie erreicht werden. Jedoch wird versucht, diesem so nahe wie möglich zu kommen. 19

¹⁷ Vgl. Erlach (2007), S. 32

¹⁸ Vgl. Erlach (2007), S. 35.

¹⁹ Vgl. Klevers (2007), S. 27 - 30.

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2.2 Verschwendung

In einer Produktion tragen viele Tätigkeiten nicht zur Steigerung des Wertes eines herzustellenden Produktes bei und sind somit nicht wertschöpfend. Für nicht wertschöpfende Tätigkeiten sind Kunden allerdings nicht bereit zu zahlen. Würde ein Unternehmen nur Tätigkeiten ausführen, die der direkten Befriedigung der Kundenbedürfnisse dienen, so würde es rein wertschöpfend handeln. Gelingt es einem Unternehmen das gleiche Produkt allerdings mit weniger Aufwand zu produzieren, so hat es dadurch einen Wettbewerbsvorteil. ²⁰ „Verschwendung dagegen ist der Verzehr von Ressourcen gleich welche Art, durch den keine Wertsteigerung erzielt wird und keine Befriedigung von Kundenwünschen stattfindet.“ ²¹ Diese verschwendeten Ressourcen können z.B. Maschinen, Material, Personal, Flächen, Energie, Zeit und Geld sein. Meist werden auch mehrere dieser Ressourcen in Kombination verschwendet. 22

Es lassen sich drei Arten von Tätigkeiten differenzieren. Dabei unterscheidet man zwischen wertschöpfenden Tätigkeiten, unterstützenden Tätigkeiten und Verschwendung. 23

Zu wertschöpfenden Tätigkeiten werden in einem Industriebetrieb unter anderem durch das Konstruieren und das Be- und Verarbeiten erreicht. Dazu gehört z.B. das Gießen, Fräsen, Stanzen und Montieren. ²⁴ Unterstützende Tätigkeiten werden auch als wertermöglichende Tätigkeiten bezeichnet. Diese sind zwar selbst nicht wertschöpfend, aber für den Wertschöpfungsprozess unterstützend nötig. Unterstützende Tätigkeiten

²⁰ Vgl.Lindner / Becker (2010), S. 26.

²¹ Klevers (2007), S. 15

²² Vgl. Klevers (2007), S. 15 - 16.

²³ Vgl. Lindner / Becker (2010), S. 26.

²⁴ Vgl. Lindner / Becker (2010), S. 26 - 27.

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können z.B. das Teile einlegen, das Bereitstellen von Rohmaterial, der Werkzeugwechsel oder Absprachen sein. 25

Alle Aktivitäten, die nicht zur Wertschöpfung beitragen und Ressourcen verschlingen, sind Verschwendung. ²⁶ Beispiele dafür werden im Folgenden detaillierter beschrieben.

Das Finden und Eliminieren von Verschwendung ist ein wichtiger Bestandteil im TPS und spielt auch in der Wertstromanalyse eine wichtige Rolle. ²⁷ Tätigkeiten, die nicht zur Wertschöpfung beitragen, werden im TPS „muda“ bezeichnet. Muda ist japanisch und bedeutet Verschwendung. ²⁸ Verschwendung ist eine Ursache für Probleme in der Gestaltung und Abwicklung der Prozesse. Die Gründe, die Verschwendungen verursachen, gilt es zu finden und zu eliminieren. Toyota hat in diesem Zusammenhang die Gründe für Verschwendungen in ihrem Toyota-Produktionsmodell in sieben verschiedene Arten aufgeteilt, wie in Abbildung 2 zu sehen ist. 29

²⁵ Vgl. Klevers (2007), S. 20-21.

²⁶ Vgl. Lindner / Becker (2010), S. 26 - 27.

²⁷ Vgl. Liker / Meier (2007), S. 96.

²⁸ Vgl. Liker / Meier (2007), S. 64.

²⁹ Vgl. Klevers (2007), S. 19.

³⁰ Abbildung 2: Die sieben Arten der Verschwendung nach Toyota

1. Überproduktion

Die Überproduktion tritt auf, wenn Produkte hergestellt werden, für die noch kein Auftrag vorhanden ist. Daraus resultieren die Verschwendungen von Arbeitskräften, Lagerplätzen und überflüssige Transportkosten aufgrund von überfüllten Warenlagern. 31

2. Wartezeit

Wartezeiten oder Leerlauf zwischen Arbeitsschritten können z.B. durch fehlendes Material, Umrüsten von Werkzeugen, fehlende Arbeitskraft oder fehlende Informationen auftreten. Ebenso ist es möglich, dass vorherige Fertigungsschritte ins Stocken geraten sind und somit der Nachschub zur Weiterverarbeitung fehlt. Dies führt zu Verzögerungen im

Produktionsprozess und einer schlechten Auslastung der Maschinen. 32

³⁰ Vgl. Klevers (2007), S. 20.

³¹ Vgl. Liker / Braun (2007), S. 66.

³² Vgl. Liker / Meier (2007), S. 67.

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3. Lager und Bestand

Unnötig hohe Lagerbestände an Rohmaterial, Halbfertigprodukten und Fertigprodukten verlängern die Durchlaufzeit (DLZ), führen zu veralteten Produkten und verursachen unnötig Transport- und Lagerkosten. 33

4. Überflüssiger Transport

Überflüssige Transporte, die ein Mitarbeiter während seiner Arbeit machen muss, sind Verschwendung. Dazu gehören auch Transporte von Rohmaterial, Halbfertigerzeugnisse und Fertigerzeugnisse über kurze Entfernungen und zwischen verschiedenen Lagern oder Prozessen. ³⁴ Diese erhöhen außerdem das Risiko, dass das Material beschädigt oder falsch verteilt wird. 35

5. Ungenügende Prozessgestaltung

Schlechte Organisation der Prozesse kann z.B. in Form von falsch getakteten Prozessen, ³⁶ Einsatz von nicht geeigneten Werkzeugen oder durch Produktion mit zu hoher Qualität auftreten. Daraus resultieren Verschwendungen durch unnötige Bewegungen und nicht ausgenutzten Maschinenkapazitäten. Es kann sogar soweit gehen, dass teilweise zum Füllen von Leerläufen unnötige Arbeiten verrichtet werden. 37

6. Unnötige Bewegungen

Dazu gehören alle unnötigen Bewegungen, die zur Durchführung der Arbeit von einem Mitarbeiter getätigt werden müssen, wie z.B. das Beschaffen von Teilen oder das Auffüllen von Arbeitsmaterialien. Verschwendung ist ebenfalls das Holen und Suchen von Werkzeugen, wenn diese nicht

³³ Vgl. Liker / Meier (2007), S. 67.

³⁴ Vgl. Liker / Meier (2007), S. 67.

³⁵ Vgl. Lindner / Becker (2010), S. 29

³⁶ Vgl. Lindner / Becker (2010), S. 29

³⁷ Vgl. Liker / Meier (2007), S. 67.