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Mit flexibler Austaktung die Montage-Effizienz nachhaltig verbessern

Mit flexibler Austaktung die Montage-Effizienz nachhaltig verbessern

VORGEHEN ZUR BEHERRSCHUNG DER VARIANTENVIELFALT IN DER MONTAGE Alexander Ankele, TMG CONSULTANTS

Der Montage kommt im Wertschöpfungsprozess von Produktionsunternehmen als letztem Teilschritt der Produktentstehung eine Schlüsselrolle zu. Häufige – oft kurzfristig vorgenommene – Änderungen im Produktportfolio, permanent steigende Variantenzahlen sowie zum Teil stark schwankende Stückzahlen führen allerdings dazu, dass die Montage ihre so wichtige Rolle als „Tor zum Kunden“ in vielen Fällen nicht mit der gebotenen Qualität und Wirtschaftlichkeit auszufüllen vermag. Besonders groß sind die Potenziale für Kostensenkungen und Effizienzverbesserungen bei variantenreichen Montagelinien mit sehr hohen Personalkostenanteilen. Mit Hilfe der nachfolgend skizzierten Methode lässt sich die Montage-Effizienz in der Variantenfließfertigung erkennbar verbessern – kurzfristig und ohne größere finanzielle Investments dafür vornehmen zu müssen.

Die wirtschaftliche Entwicklung ist in vielen Bereichen noch immer durch Unsicherheiten und ein ständiges „Auf und Ab“ geprägt. Unmittelbare Folge dieser Dynamik sind zum Teil massive Schwankungen auf den Absatzmärkten. Gleichzeitig werden die Kundenbedürfnisse immer individueller. Der Kostendruck steigt bei fortschreitender Globalisierung weiter an. Um sich in einem solchen Umfeld erfolgreich zu behaupten, sind produzierende Unternehmen mehr als jemals zuvor gezwungen, Agilität und Flexibilität in der Produktion zu gewährleisten. Schlank, flexibel und leistungsfähig soll sie sein, die Produktion. Und das bedeutet in vielen Fällen, das Produktportfolio auszuweiten und die Produkte in immer mehr Varianten mit tendenziell geringeren Stückzahlen herzustellen. Betroffen ist von dieser Entwicklung auch die Montage.

Bei ihren Bemühungen um eine schnelle und flexible Anpassung an das dynamisch sich verändernde Produktionsumfeld stehen der Montage prinzipiell zwei Handlungsfelder zur Verfügung: Kurzfristig lassen sich Über- oder Unterauslastungen bei stark variierenden Montage-Umfängen durch einen angepassten Mitarbeitereinsatz oder eine Änderung der eingesteuerten Variantenreihenfolge ausgleichen. Nach aller Erfahrung reichen diese Maßnahmen allerdings nicht aus, sofern auch weiterhin wirtschaftlich und kundenorientiert montiert werden soll. Dazu ist es zusätzlich erforderlich, die Linien-Austaktung zu flexibilisieren – und genau daran scheitern viele Montage-Organisationen. Geforscht wird auf diesem Feld viel. In der Praxis fehlt es allerdings noch weitgehend an geeigneten und bewährten Methoden, die die Vielzahl an Produktvarianten zu berücksichtigen wissen und dennoch mit geringem Zeit-, Organisations- und Kostenaufwand durchführbar sind. Viele Unternehmen mit ausgesprochen variantenreichen Montagelinien kapitulieren daher vor dieser Herausforderung und nehmen lieber die auftretenden Verlustzeiten oder Überlastungen in den einzelnen Montagestationen hin.

VORGEHEN ZUR OPTIMIERUNG VARIANTENREICHER MONTAGELINIEN

In TMG-Projekten nutzen wir für Aufgaben dieser Art einen Methodenbaukasten, der speziell entwickelt wurde, um variantenreiche Montagelinien optimal auszutakten und eine effektive variantenbehaftete Arbeitsaufteilung vorzunehmen.

Das Vorgehen startet mit einer Zusammenstellung und gründlichen Analyse wichtiger Basisdaten. Was dazu gehört, zeigt im Überblick Abbildung 1.

 

Abbildung 1: Zusammenstellung
und Analyse wichtiger
Basisdaten Störfaktoren

Ganz wichtig sind Informationen zum Produktionsprogramm. Beobachtungen zeigen hier, dass es in der Montage in vielen Fällen an den erforderlichen Informationen fehlt und dass bisweilen überhaupt nicht klar ist, was genau produziert werden soll und in welchen Ausprägungen diese Produkte gewünscht werden. In einem ersten Schritt gilt es also, möglichst alle Produkte vollständig aufzulisten, die in dem betreffenden Zeitraum produziert werden sollen. Systematisch darzustellen ist ferner die Variantenvielfalt: Welche Kombinatorik an Varianten gibt es überhaupt und welche davon kommen im betrachteten Zeitraum vor? Die einzelnen Elemente dieses Variantenbaumes werden hinterlegt mit Wahrscheinlichkeiten, wie oft die einzelnen Komponenten und Endprodukte auftreten werden. Detailliert aufzulisten sind auch die dazugehörenden Baugruppen und Bausteine, die in die jeweiligen Endprodukte eingehen. Bei einer solchen Produkt- und Varianten-Analyse geht es im Prinzip darum, tiefergehend zu analysieren, inwieweit die Bauteile der einzelnen Varianten Einfluss auf die Montage ausüben. Gibt es keinen Einfluss, müssen für diese Variante in der Montageplanung auch keine besonderen Vorkehrungen vorgesehen werden. Letztlich wird bei diesem Schritt der Analyse also schon ein konkreter Bezug zur Verbauzeit hergestellt. Zudem können mit Hilfe dieses Vorgehens bereits in der Planungsphase Renner-Varianten identifiziert und ihrem Stellenwert entsprechend berücksichtigt werden.

Auch die Struktur der Montagelinien ist einer genaueren Betrachtung zu unterziehen. Ziel ist, Antworten zu bekommen auf Fragen wie: Welche Arbeitsstationen gibt es? Welche Betriebsmittel müssen dort vorliegen? Sind die Betriebsmittel flexibel? u. a. m. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die von uns angewendete Methode zur Verbesserung der Montage-Effizienz besonders gute Ergebnisse erzielt, wenn die Flexibilität der einzusetzenden Betriebsmittel sehr hoch ist und wir es mit Taktzeiten im Bereich mehrerer Minuten je Zyklus in einer Station zu tun haben.

Basierend auf diesen Eingangsdaten – angefangen von der Produktionsprogrammanalyse über die Linienanalyse bis zur Produkt- und Variantenanalyse – lassen sich anschließend bei der durchgeführten Umtaktung der Montagelinie nach einem bestimmten Verfahren Belastungsprofile erstellen, die für jede einzelne Station anzeigen, mit welcher Wahrscheinlichkeit welche Produktionszeiten auftreten. Wer die Montage-Effizienz durch eine optimierte Austaktung nachhaltig verbessern möchte, muss wissen, wie sich die einzelnen Stationen verhalten. Nur dann kann auf unterschiedliche Belastungssituationen mit geeigneten Maßnahmen reagiert werden. In der Praxis finden wir stattdessen typischerweise eine Austaktung vor, die sich an durchschnittlichen Belastungszeiten orientiert. Ineffizienzen sind bei einem solchen Verfahren eher Regel als Ausnahme.

Abbildung 2 zeigt ein schematisches Muster solcher Belastungsprofile: Die Taktzeit wird dabei ins Verhältnis gesetzt zur Häufigkeit ihres Auftretens. Konkret bedeutet dies zum Beispiel, dass beim unimodalen Profil (linkes Bild) die Taktzeit in knapp 30 Prozent aller Bearbeitungen zu 100 Prozent getroffen wird. Balken links davon zeigen Unterbelastungen, Balken rechts davon entsprechend Überbelastungen. Beim rechten Bild bedeutet der Balken über der 140 dementsprechend, dass an der betreffenden Station die vorgegebene Taktzeit um 40 Prozent überschritten wird – jedenfalls sofern man nicht adäquat gegensteuert. Und genau dieses Gegensteuern wird über die Kenntnis der detaillierten Belastungsprofile möglich.

 

Abbildung 2: Beispiele
für Belastungsprofile

Kenntnis der Stationsprofile ermöglicht gezieltes Reagieren auf Taktzeit-Abweichungen

Die Methoden und Maßnahmen, die dabei zum Einsatz gelangen, sind im Prinzip alle bekannt. Sie werden auch eingesetzt. Nach unseren Beobachtungen und Erfahrungen erfolgt der Einsatz in der Praxis aber eher halbherzig. Bei Kenntnis der Belastungsprofile der einzelnen Stationen ist es nun möglich, die Methoden gezielt und damit mit einer wesentlich größeren Wirkung einzusetzen.

 

Abbildung 3: 
Methoden zur
flexiblen Arbeitsverteilung

  • Der Einsatz von Springern ist immer dann besonders zu empfehlen, wenn eine bestimmte Überlastung selten, aber dafür sehr stark auftritt, etwa wenn bei jedem zehnten Teil eine Variante zu montieren ist, die an der betreffenden Station extrem viel Personaleinsatz erfordert.
  • Bei einem Stationsdrift arbeitet der Werker über die eigene Station hinaus an dem betreffenden Bauteil weiter, obwohl der Takt bereits abgeschlossen ist. Diese Methode ist vor allem bei Belastungsprofilen sinnvoll, bei denen die vorgegebenen Stationszeiten in regelmäßigen Abständen mal unterschritten und dann wieder überschritten werden.
  • Die „Bucket Brigade“ ist besonders wirkungsvoll einsetzbar, wenn die Bearbeitungszeiten an aufeinander folgenden Stationen sehr stark schwanken. Der einzelne Werker arbeitet hier so lange an einem Objekt weiter, bis der nachfolgende Kollege seinen Arbeitsschritt abgeschlossen hat und ihm entgegenkommt. Der Vorteil dieses Verfahrens ist vor allem darin zu sehen, dass keinerlei Verlustzeiten anfallen, weil ja alle immer arbeiten. Probleme kann unter Umständen das Montage-Layout bereiten, weil der einzelne Werker sich unter Umständen sehr weit von seinem eigentlichen Arbeitsplatz wegbewegt und dennoch sichergestellt werden muss, dass ihm die Bauteile und benötigten Betriebsmittel zur Verfügung stehen. Dieser Methodeneinsatz setzt hoch qualifiziertes Montagepersonal voraus.
  • Bei der Selbststeuerung wird es den Mitarbeitern überlassen, wie sie ihre Arbeit erledigen. Typischerweise fasst man vier bis acht Stationen zusammen und gibt lediglich einen Zeitrahmen vor, innerhalb dessen ein Objekt die so zusammengefasste Einheit fertig montiert verlassen muss.

Welche Methode zum Einsatz gebracht wird, ist letztlich eine Frage der Erfahrung. Die Wirkung wird aber umso größer sein, je besser die verantwortlichen Arbeitsplaner die Belastungsprofile kennen. Und genau hier liegt eine der wesentlichen Schwachstellen: Viele Unternehmen verfügen nicht über die Eingangsdaten, die zur Ableitung der Stationsprofile benötigt werden, oder sie erfassen und werten diese Daten nicht systematisch und in der erforderlichen Detailliertheit aus. Bisweilen fehlt es aber auch am Wissen um die Rahmenbedingungen, um die Zusammenhänge zwischen Produktionsabsatzplanung, Produktionsplanung und der Produktion selbst sowie an der unerlässlichen faktenbasierten Voraussicht. Ein erfahrener externer Spezialist bringt hier möglicherweise eine andere Perspektive in die Diskussion um mögliche Effizienz-Verbesserungen in Produktion und Montage ein.

Beim anhaltenden Trend zur kundenindividuellen Produktion werden sich die Produktionsprogramme in Zukunft wohl noch häufiger ändern als dies bis dato schon der Fall ist. Wer es schafft, seine Austaktung jeweils optimal an diese Programmänderungen anzupassen, kann daraus einen nachhaltigen Wettbewerbsvorteil ziehen. Erst durch das Wissen um die unterschiedlichen Belastungsprofile und benötigten personellen Kapazitäten wird die Montage-Organisation in die Lage versetzt, den Personaleinsatz mit einem Höchstmaß an systematischer Flexibilität zu gestalten.

Einen besonderen Vorzug der hierzu von uns praktizierten Methode sehen wir darin, dass keine größeren Investments getätigt werden müssen. Man kann in ausgewählten Bereichen testweise beginnen und Erfahrungen sammeln, wie effizient die Methode im eigenen Unternehmen funktioniert und wie gut sie von den Mitarbeitern angenommen wird. Erfahrungen zeigen, dass die leistungsbereiten, qualifizierten Werker in den allermeisten Fällen positiv reagieren. Ihr Aufgabenfeld wird um andere, oft höherwertige Tätigkeiten erweitert, etwa solche, die die Koordination zu nachgelagerten Stellen betreffen. Insofern ist mit dieser Methode auch eine Art „Job Enrichment“ bzw. „Job Enlargement“ verbunden. Auf der anderen Seite bedeutet dies, dass für einen solch flexiblen Personaleinsatz Mitarbeiter benötigt werden, die grundsätzlich bereits über die Qualifikation verfügen, an mehreren Stationen eingesetzt werden zu können, und die dieses auch selbst wollen.

Die Montage muss heute in der Lage sein, ein immer breiteres Produktspektrum mit einer Vielzahl an Varianten und zum Teil stark schwankenden Stückzahlen zu produzieren. Unternehmen, die das hier skizzierte methodische Vorgehen konsequent anwenden, schaffen nach unserer Überzeugung eine wesentliche Grundvoraussetzung, um das Ziel größtmöglicher Flexibilität und Effizienz bei variantenreichen Montagelinien zu erfüllen.

TMG INSIGHTS 02 - Neue Ausgabe der TMG-Dossiers

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