Prozessoptimierungen in der Logistik mit Methoden des Lean Managements

Inhalt

I Abbildungsverzeichnis

II Tabellenverzeichnis

II Abkürzungsverzeichnis

1. Grundlagen der Produktionslogistik
1.1 Ziele und Aufgaben der Logistik
1.2 Bestände
1.3 Durchlaufzeit
1.4 Materialflussplanung
1.5 Push- und Pull-Steuerung
1.6 Betriebswirtschaftliche Einordnung

2. Grundlagen Lean Management
2.1 Kaizen
2.2 Wertstromanalyse
2.3 Kanban
2.4 Visuelles Management

3. Prozessoptimierung
3.1 Ansätze zur Prozessoptimierung
3.2 Herausforderungen des Prozessmanagements

III Literaturverzeichnis

I Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Beitrag der Logistik zum Betriebserfolg

Abbildung 2: Bestände verschleiern Mängel in der Produktion

Abbildung 3: Einfluss der Logistik auf die Kapitalrendite

Abbildung 4: Wesentliche Methoden und Werkzeuge des Lean-Konzeptes

Abbildung 5: Kontinuierliche Verbesserung durch PDCA-Zyklen

Abbildung 6: Ablauf einer Wertstromanalyse

Abbildung 7: Strategien der Prozessoptimierung

Abbildung 8: Portfolio zur Priorisierung von Verbesserungsmaßnahmen

II Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Logistikziele

Tabelle 2: Komponenten der Auftragsdurchlaufzeit

II Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1. Grundlagen der Produktionslogistik

Der Begriff der Logistik wurde um 1950 in den USA geprägt.¹ Ursprünglich zählten zu den logistischen Prozessen alle Transport- und Lagerprozesse, die auf eine bedarfsgerechte Verfügbarkeit von Objekten ausgerichtet sind.² Unter Objekten der Logistik werden alle Materialien und Waren, also Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffe sowie Handelswaren und ähnliches verstanden. Demzufolge findet eine klare Abgrenzung zu anderen zu beschaffenden oder bereitzustellenden betrieblichen Faktoren wie Personal oder Kapital statt.³

Sich verändernde Marktbedingungen in den USA, genauer ein Wandel vom Verkäufer- zum Käufermarkt, führten zu komplexeren Anforderungen an die Produktion und folglich auch an die Logistik. Der Wandel von der rein auf Transport- und Lagerprozesse ausgerichteten Logistik vollzog sich in drei Phasen.⁴

Der Begriff der Funktionsspezialisierung prägt die erste Entwicklungsphase. Eine zusammenfassende Betrachtung aller betrieblichen Transport-, Umschlags- und Lagertätigkeiten ermöglichte die Ausnutzung von Spezialisierungsvorteilen. Zusätzlich stieg die Bedeutung distributionsbezogener Leistungsmerkmale wie zum Beispiel dem Lieferservice.

Prägende Begriffe der zweiten Phase sind Logistikmanagement und Supply Chain Management.⁵ Die Logistik wird fortan als Instrument zur Unterstützung von Wettbewerbsstrategien betrachtet. Sie greift aktiv in die Gestaltung von material- und warenflussbezogenen Dienstleistungen ein und koordiniert Material- und Warenflüsse über die Unternehmensgrenzen hinaus. Eine Fokussierung auf reine Kostenvorteile ist nun nicht mehr das oberste Ziel.⁶

Ausgehend von einer weiteren Verstärkung der Wettbewerbssituation in den 1990er Jahren wandelt sich die Logistik von einer Dienstleistungs- zu einer Führungsfunktion, dessen Ziel die flussorientierte Ausrichtung aller Prozesse im Unternehmen ist.⁷ Ein wesentlicher Bestandteil des Flussdenkens ist die Verknüpfung der Kunden- und Prozessorientierung,⁸ wobei sich die Prozesse auf Erfüllung der Kundenwünsche ausrichten. Wichtige Begriffe innerhalb dieser Phase sind neben „Lean Production“ auch das „Total Quality Management“.⁹

Zur Abgrenzung sei hinzugefügt, dass der in dieser Arbeit verwendete Begriff der Logistik stets auf das mikrologistische System, also das logistische System innerhalb eines Unternehmens¹⁰, bezogen ist. Die demnach verwendete Definition laut Arndt ist: „Logistik umfasst alle Tätigkeiten der ganzheitlichen Planung, Steuerung und Kontrolle des Informations-, Material- und Werteflusses innerhalb des leistungserstellenden Unternehmens zur Abwicklung von Kundenaufträgen.“¹¹

Wesentliche Faktoren für eine leistungsfähige Abwicklung logistischer Prozesse sind in den Bereichen der Informatik, der Ingenieurswissenschaften und den Wirtschaftswissenschaften zu finden.¹² Aufgabe der Informatik ist es mittels Informations- und Kommunikationssystemen Prozesse zu steuern und die Verknüpfung von Datenströmen zu Warenbewegungen sicherzustellen. Die technische Seite übernimmt die physische Ausgestaltung von Lagerungs- und Transportprozessen. Seitens der Wirtschaftswissenschaften erfolgt die Planung, Umsetzung und Lenkung von Objekten in effizienten Flüssen als Teil der Führungsfunktion.¹³

1.1 Ziele und Aufgaben der Logistik

Als grundlegendes Ziel der Logistik und jeder logistischen Aktivität gilt die Optimierung des Logistikerfolges. Bestandteil des Logistikerfolges sind neben den Logistikosten auch die Logistikleistungen.¹⁴ Hierzu zählen:

1) Die Lieferzeit ist definiert als Zeit, die zwischen Auftragserteilung und Bereitstellung der Ware beim Kunden liegt.
2) Unter der Lieferzuverlässigkeit versteht man die Wahrscheinlichkeit der Einhaltung der Lieferzeit. Diese hängt im hohen Maße von der Lieferbereitschaft ab.¹⁵
3) Die Lieferqualität bezeichnet die Übereinstimmung von Art, Menge und Zustand der Ware zwischen Auftrag und erfolgter Lieferung.
4) Die Lieferflexibilität beschreibt die Fähigkeit, auf Kundenanforderungen bezüglich der Auftragserteilung und Liefermodalitäten einzugehen.¹⁶
5) Der Begriff der Informationsfähigkeit bezieht sich auf die Bereitschaft, dem Kunden genaue Informationen über den Stand eines Auftrags oder die Liefermöglichkeiten zu nennen.

Neben der marktbezogenen Definition dieser Logistikleistungen muss analog eine Definition für die unternehmensinterne logistische Kette erfolgen.¹⁷ So sind unter anderem die Lieferzeit und Lieferzuverlässigkeit von großer Bedeutung für die Umsetzung eines effizienten internen Materialflusses.

Die zweite Komponente des Logistikerfolges bilden die Logistikkosten. Diese lassen sich in Steuerungs- und System-, Bestands-, Lager-, Transport- und Handlingskosten kategorisieren.¹⁸ Eine wirkliche Erfolgsbeurteilung der Logistikleistungen kann jedoch nur erfolgen, wenn das Leistungsvolumen (Output) mit den eingesetzten Kosten (Input) in Bezug gesetzt wird. Denn die Logistik stellt eine Versorgungsfunktion dar, die eine Leistungserstellung ermöglicht, ihr aber keinen physischen Beitrag hinzufügt. Daher wird der Logistikerfolg oftmals in der reinen Kostenminimierung gesehen.¹⁹ Die nachfolgende Grafik verdeutlicht den Beitrag der Logistik zum Betriebserfolg.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Beitrag der Logistik zum Betriebserfolg²⁰

Die Aufgaben der Logistik können zusammengefasst mit Hilfe der „6r“-Regel verdeutlicht werden. Kern jeglicher logistischen Aktivität ist es, die richtige Ware zur richtigen Zeit, am richtigen Ort, in der richtigen Menge, der richtigen Qualität und den richtigen Kosten zur Verfügung zu stellen.²¹

Die untenstehende Tabelle fasst die vier Hauptziele der Produktionslogistik, wie sie für diese Arbeit verstanden werden sollen, zusammen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 1: Logistikziele²²

Die verschiedenen Ziele stehen häufig in Konfliktbeziehungen zueinander. Ein Beispiel hierfür ist die Konfliktlinie zwischen der Geschwindigkeit und der Variabilität. Eine große Variantenvielfalt im Sinne der Variabilität bewirkt in der Regel längere Lieferzeiten und führt zu höheren Beständen. So müssen Komponenten in den einzelnen Zwischenlagern für alle Varianten zur Verfügung stehen.²³

In den folgenden Kapiteln werden die Stellgrößen Bestände und Durchlaufzeit erläutert. Diese Stellgrößen sind von großer Bedeutung für den Logistikerfolg, analog aber auch für die Bewertung der Produktionsoptimierung heranzuziehen.

1.2 Bestände

Bestände dienen im Unternehmen als Puffer um zeitliche, räumliche und mengenmäßige Differenzen zwischen Input- und Output-Strömen auszugleichen.²⁴ Sie entstehen, wenn vor- und nachgelagerte Produktionsprozesse nicht im gleichen Takt produzieren, Waren zwischen verschiedenen Arbeitsstationen transportiert werden müssen oder wie in dieser Arbeit beschrieben, bestimmten Lagerprozessen unterzogen werden.

Ein Auftreten von Beständen bedeutet jedoch nicht zwangsläufig, dass eine Störung des Materialflusses vorliegt.²⁵ Folgende Beispiele sollen die Funktion von Beständen verdeutlichen.

- Sicherung einer hohen Lieferbereitschaft
- Vermeidung von Fehlmengenkosten
- Sicherheitsbestände um Maschinenausfälle und Qualitätsprobleme zu kompensieren²⁶
- Ausgleichsfunktion bei unterschiedlichen Taktzeiten von vor- und nachgelagerten Produktionsprozessen

Neben diesen als positiv zu betrachtenden Effekten, bedeutet jede Art von Bestand aber auch eine Belastung der finanziellen Struktur des Unternehmens. Etwa durch die Bestandskosten, die gebundenes Kapital darstellen.²⁷ Viel schwerwiegender kann der durch die Bestände vermittelte Eindruck einer reibungslosen Produktion sein.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Bestände verschleiern Mängel in der Produktion²⁸

Wie Abbildung 2 zeigt, können durch ein hohes Bestandsniveau eine Vielzahl von potentiellen Produktionsmängeln verdeckt werden. Die Produktion scheint trotz Problemen und prozessualer Schwächen glatt zu verlaufen.

Das oberste Ziel des Bestandsmanagements sollte es daher sein, die Bestände im System der Produktion sukzessive zu senken, um Probleme sichtbar zu machen. Hierdurch wird der nötige Druck erzeugt, die mit den Problemen einhergehende Verschwendung durch ineffiziente Prozesse zu reduzieren.²⁹ Häufig handelt es sich bei Beständen um produktionsbedingte Umlaufbestände. Sie sind Bestandteil des innerbetrieblichen Materialflusses und können durch lange Durchlaufzeiten hervorgerufen werden.³⁰

1.3 Durchlaufzeit

Die Durchlaufzeit (DLZ) in der Fertigung ist grundlegend definiert als die Zeitspanne zwischen Beginn des ersten Arbeitsvorgangs und Abschluss des letzten Arbeitsvorgangs.³¹ Für das Verständnis der DLZ in dieser Arbeit wird nachfolgend der Begriff der Auftragsdurchlaufzeit („ADLZ“) verwendet. Die ADLZ setzt sich aus der administrativen und planerischen Abwicklung der Aufträge und der für die Fertigung des Auftrags benötigten Produktionsdurchlaufzeit zusammen.³² Der administrative Teil der ADLZ wird nur in Hinblick auf die Produktionsplanerstellung thematisiert. Abgrenzend hierzu beschreibt die Kundenauftragsdurchlaufzeit die Zeit zwischen Kundenbestellzeitpunkt und Belieferungszeitpunkt an den Kunden.³³

Die ADLZ setzt sich aus den in der untenstehenden Tabelle beschriebenen Komponenten zusammen.

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Tabelle 2: Komponenten der Auftragsdurchlaufzeit³⁴

Auffallend bei der Betrachtung der einzelnen Komponenten der ADLZ ist deren prozentualer Anteil an der Gesamtzeit. Laut Arnold und Furmans macht die Wartezeit mit 75% den größten Anteil aus. Danach folgt mit 10% die Bearbeitungszeit und mit 2% die Transportzeit.³⁵

Wie im Kapitel 1.2 bereits beschrieben, besteht ein direkter Zusammenhang zwischen den Beständen und der DLZ. Demnach ist jede Art von Bestand, folglich jeglicher Lagerungsprozess innerhalb der Fertigung, in Frage zu stellen. Bestände bewirken stets eine Unterbrechung des Materialflusses.³⁶

Unter der Prämisse, Material, das sich im Status „Wartezeit“ befindet, als Bestand anzusehen und mit der Erkenntnis, dass es mit 75% den größten Anteil an der ADLZ hat, wird ein Handlungsbedarf zur Senkung der Bestände deutlich. Untermauert wird dieser Zusammenhang durch die Handlungsempfehlung von Jodlbauer:

„Senke den Bestand, wenn die Durchlaufzeit verkürzt werden soll.“³⁷

Als mögliche Maßnahmen zur Senkung der ADLZ gelten laut Arndt:³⁸

- Eine Verkürzung der Rüstzeiten
- Überlappende Bearbeitung von Fertigungslosen³⁹
- Eine Splittung von Arbeitsgängen
- Aufteilung einer Auftragsmenge in mehrere kleine Lose

Wird die ADLZ verkürzt, verbessert sich die Liefer- und Reaktionszeit eines Unternehmens. Potentielle Kunden können schneller beliefert werden und die Fertigung kann flexibler auf sich verändernde Bedingungen reagieren.⁴⁰ Gleichzeitig verringert sich die Kapitalbindung durch eine Verringerung der Umlaufbestände.

Die im nächsten Kapitel beschriebene Materialflussplanung leistet einen wichtigen Beitrag zur Beeinflussung der ADLZ.

1.4 Materialflussplanung

Materialflüsse verketten einzelne Produktionsprozesse logistisch miteinander⁴¹ und dienen zur Einschätzung der Zeit-Mengen-Relation des im Prozess fließenden Materials.⁴² Zu den Vorgängen innerhalb des Materialflusses gehört neben dem Transportieren und Handhaben auch das in dieser Arbeit relevante Lagern. Tätigkeiten wie das Fortbewegen von Material zu einem Produktionsprozess oder einem Lager zählen zum Transportieren. Unter die Handhabung fallen alle zum Ein- und Auslagern erforderlichen manuellen Tätigkeiten. Eine Lagerung beschreibt das zeitweilige Liegen von Materialien.⁴³

Eine wichtige Rolle innerhalb des Materialflusses wird durch den Informationsfluss wahrgenommen. Durch ihn wird eine effiziente Steuerung der physischen Objekte innerhalb des Unternehmens ermöglicht.⁴⁴ Die Steuerung des Materialflusses mittels Informationen kann durch IT-basierte Lösungen in Form eines Andon-Boards⁴⁵ realisiert aber auch durch Einsatz von Produktions-Kanban⁴⁶ erfolgen.

Die Materialflussplanung dient vorrangig dazu, Materialflusskonzeptionen auf ihre Kostenwirksamkeit und die Erreichung der gesetzten Ziele nach geringen DLZ und Beständen zu prüfen.⁴⁷

Grundlegend für eine Planung ist ein anzustrebender Zielzustand, um erwünschte Ziele wie die bereits erwähnte Verkürzung der DLZ zu erreichen. Somit wird sichergestellt, dass sich die Bemühungen auf die Erfüllung der konkreten Bedürfnisse fokussieren.⁴⁸

Ein grundlegendes Verständnis der Materialflüsse bildet die Basis für die in Kapitel 2.2 beschriebene Wertstromanalyse.

1.5 Push- und Pull-Steuerung

Die Informationsübertragung zur Auslösung von Warenbewegungen kann grundlegend in zwei Richtungen verlaufen:

- Werden Materialbewegungen vom Hersteller eines Produktes initiiert, liegt ein Push-System vor
- Erfolgen Materialbewegungen ausgelöst durch einen Kundenbedarf, handelt es sich um ein Pull-System⁴⁹

Im Folgenden werden die beiden Systeme genauer erläutert.

Die Fertigungsprozesse in einem Push-System produzieren, ohne den genauen Bedarf zu kennen und schieben (engl. „push“) das Material in den nachgelagerten Puffer oder Prozess. Ursache für ein Push-System ist in der Regel ein Produktionsplanungsverfahren auf Prognosebasis. Das heißt es wird nicht für einen bestimmten Kundenauftrag gefertigt. Resultierend aus Prognosefehlern ergeben sich häufig Über- oder Unterbestände.⁵⁰

Im Gegensatz zum Push-System wird in einem Pull-System nur produziert, wenn ein konkreter Bedarf besteht. Das heißt die einzelnen Fertigungsprozesse produzieren genau die Menge, die der nachgelagerte Prozess benötigt.⁵¹ In Hinblick auf externe Kunden, beginnt die Fertigung erst nach Eingang eines Kundenauftrages. Dieser Bedarf zieht (engl. „pull“) in Folge dessen das Material durch die Fertigung.⁵²

Ein wichtiges Instrument bei der Implementierung eines Pull-Systems ist ein Pufferlager in direkter Nähe zu einem nachgelagerten Fertigungsprozess. Dieses Pufferlager – oder auch Supermarkt genannt⁵³ - wird in der Praxis häufig mit Kanban Karten gesteuert. Hierbei entnimmt der Kundenprozess eine für die Fertigung benötigte Menge aus dem Supermarkt. Der Lieferprozess erhält im Anschluss eine Produktions-Kanban, die eine Fertigung der entnommenen Menge auslöst, um den Supermarkt wieder aufzufüllen.⁵⁴ In Kapitel 2.3 erfolgt eine detaillierte Beschreibung des Kanban Systems.

Des Weiteren wirkt ein Pull-System proaktiv gegen den „Bullwhip-Effekt“⁵⁵. Eine Zusammenfassung von Fertigungslosen und die damit einhergehende Korrelation von steigenden Beständen und DLZ wird durch ein Pull-System vermieden. Die Bedarfsmengen richten sich hier ausschließlich nach dem Verbrauch und sind gleichmäßig verteilt.⁵⁶

1.6 Betriebswirtschaftliche Einordnung

Die Methoden der modernen Logistik sind geprägt von dem Ziel „alle Aktivitäten und Ressourcen auf die kundennutzenorientierte Optimierung von Wertschöpfungsketten zu konzentrieren.“⁵⁷

[...]

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¹ Vgl. Arnold und Furmans, 2008, S. 3

² Vgl. Schulte, 2013, S.1

³ Vgl. Weber und Wallenburg, 2010, S.16

⁴ ebd., 2010, S.15

⁵ „Supply Chain Management“: Beschreibt die unternehmensübergreifende Koordination und Optimierung von Material-, Informations- und Wertflüssen vom Lieferanten bis zum Kunden

⁶ Vgl. Weber und Wallenburg, 2010, S.21

⁷ ebd., 2010, S.21-22

⁸ Vgl. Schulte, 2013, S.3

⁹ Vgl. Weber und Wallenburg, 2010, S.22

¹⁰ Vgl. Arnold und Furmans, 2008, S.4

¹¹ Arndt, 2004, S.36

¹² Vgl. Arnold und Furmans, 2008, S.3

¹³ Vgl. Hompel, 2007, S.1

¹⁴ Vgl. Arndt, 2004, S.116

¹⁵ Vgl. Schulte, 2013, S.8

¹⁶ Vgl. Arnold und Furmans, 2008, S.8

¹⁷ Vgl. Schulte, 2013, S.9

¹⁸ Vgl. Schulte, 2013, S.9

¹⁹ Vgl. Weber und Wallenburg, 2010, S.62

²⁰ Quelle: Eigene Darstellung in Anlehnung an Sennheiser und Schnetzler, 2008, zitiert bei Arnold und Furmans, 2008, S.228

²¹ Vgl. Dickmann, 2009, S.27

²² Vgl. Arnold und Furmans, 2008, S.230 ff. und Erlach, 2010, S.20 ff.

²³ Vgl. Erlach, 2010, S.26

²⁴ Vgl. Kummer und Grün, 2009, S.265

²⁵ Vgl. Huber und Laverentz, 2011, S.40

²⁶ Vgl. Koether 2012, S. 14

²⁷ Vgl. Wannenwetsch, 2014, S.295

²⁸ Quelle: Eigene Darstellung in Anlehnung an Koether, 2012, S.120

²⁹ Vgl. Erlach, 2010, S.121

³⁰ Vgl. Koether 2012, S. 30

³¹ Vgl. Arndt, 2004, S.124

³² Vgl. Erlach, 2010, S.227

³³ Vgl. Jodlbauer, 2008, S.31

³⁴ Quelle: Eigene Darstellung in Anlehnung an Erlach, 2010, S.62 und Arndt, 2004, S.124

³⁵ Vgl. Arnold und Furmans, 2008, S.111 zitiert aus http://www.fml.mw.tum.de/fml/images/Publikationen/Allgayer.pdf Stand 01.05.2016

³⁶ Vgl. Arndt, 2004, S.125

³⁷ Jodlbauer, 2008, S.57

³⁸ Vgl. Arndt, 2004, S.124

³⁹ „Fertigungslos“: Anzahl der in einem Fertigungsvorgang produzierten Menge ohne zwischenzeitliche Unterbrechung durch andere Varianten und Rüstvorgänge

⁴⁰ Vgl. Töpfer, 2009, S.4

⁴¹ Vgl. Erlach, 2010, S.80

⁴² Vgl. Arnold und Furmans, 2005, S.1

⁴³ Vgl. Erlach, 2010, S.80

⁴⁴ Vgl. Arnold und Furmans, 2005, S.3

⁴⁵ „Andon-Board“: Zeigt den Produktionsfortschritt sowie eventuelle Störungen im Fertigungsbetrieb an. Siehe Kapitel 2.4

⁴⁶ "Produktions-Kanban“: In der Regel als Kanban Karte, die bei Entnahme eine Produktion über die entnommene Menge im vorgelagerten Produktionsprozess auslöst. Siehe Kapitel 2.2.3

⁴⁷ Vgl. Arnold und Furmans, 2005, S.3

⁴⁸ Vgl. Rother, 2013, S.90

⁴⁹ Vgl. Zollondz, 2013, S.198-199

⁵⁰ Vgl. Arnold und Furmans, 2005, S.254-255

⁵¹ Vgl. Töpfer, 2009, S.36

⁵² Jodlbauer, 2008, S.107

⁵³ Vgl. Töpfer, 2009, S.36

⁵⁴ Vgl. Arnold und Furmans, 2005 S.255

⁵⁵ "Bullwhip-Effekt": Aufschaukeln von Bedarfsmengen in vorgelagerten Fertigungsprozessen

⁵⁶ Vgl. Becker, 2007, S.40

⁵⁷ Arnold und Furmans, 2008, S.215