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Was effiziente Produktionsstrukturen auszeichnet

Was effiziente Produktionsstrukturen auszeichnet

ERZIELTE PRODUKTIONSEFFIZIENZ REICHT OFT NICHT AUS, UM AUF EIN GLOBAL WETTBEWERBSFÄHIGES KOSTENNIVEAU ZU KOMMEN Timo Gerhardt, TMG CONSULTANTS

Die Effizienz ihrer Produktion machen Unternehmen der produzierenden Industrie typischerweise am „magischen QKT-Dreieck“ fest – dem Erreichen ihrer Qualitäts-, Kosten- und Terminziele. Unter den heutigen Rahmenbedingungen volatiler Absatz- und Beschaffungsmärkte, ständig sich ändernder Markt- und Kundenbedarfe und immer neuer Wettbewerber, Technologien und Geschäftsmodelle reicht diese Fokussierung allerdings nicht mehr aus. Heute ist die Effizienz einer Produktion auch daran zu messen, wie gut es ihr gelingt, die Vorteile von Skaleneffekten mit den Vorzügen hochflexibler Produktionen zu verbinden. Nach TMG-Einschätzung hat dies zur Konsequenz, dass der Effizienzbegriff in der Produktion weiter gefasst werden sollte: bei der Gestaltung der Produktionsstrukturen müssen die Unternehmen in Zukunft verstärkt darauf achten, dass auch die Flexibilitätserfordernisse der gewachsenen Bedeutung entsprechend berücksichtigt werden.

Ganzheitliche Produktionssysteme haben ihren Siegeszug auch hierzulande längst angetreten. Für den Westen begann dies, als das Massachusetts Institute of Technology (MIT) Anfang der neunziger Jahre eine Studie über die Vorzüge asiatischer Produktionsmethoden – insbesondere des Toyota Produktionssystems (TPS) – veröffentlichte und damit die sogenannte zweite Revolution in der Automobilindustrie einläutete. 1 Bis dato war es in Europa und den anglo-amerikanischen Ländern üblich gewesen, nachhaltige Verbesserungen in der Produktion in zeitlich größeren Abständen anzugehen, dann aber immer gleich einen großen Schritt nach vorn zu tun. Die Grundidee der asiatischen Systeme und der dahinter liegenden Produktionsphilosophie besteht demgegenüber bekanntlich darin, in lauter kleinen Schritten vorwärts zu marschieren und immer besser zu werden – ohne jemals damit aufzuhören.

1 - Womack, J.P.; Jones, D.T.; Roos, D.: The Machine that Changed the World, New York et al. 1990, Deutsche Ausgabe: Die zweite Revolution in der Autoindustrie, Frankfurt a.M. – New York 1991

Verbessert wird die Effizienz einer bestehenden Produktion, indem

  • die Mitarbeiter dazu motiviert werden, die Produktion aus eigenem Antrieb permanent in Richtung verschwendungsfrei und effizient zu verbessern,
  • sie dazu befähigt werden, dies auch zu tun und
  • ihnen der Weg frei gemacht wird, diese zusätzlichen Fähigkeiten auch zielführend anwenden zu können.

Mit dieser Philosophie der kontinuierlichen kleinen Verbesserungsschritte lassen sich außergewöhnlich gute Ergebnisse erzielen. Richtigerweise gewann und gewinnt diese Philosophie auch zunehmend Anhänger. Dennoch haben die Erfahrungen der vergangenen Jahre gezeigt, dass beide Vorgehensweisen – die asiatische Produktionsphilosophie wie auch der klassische europäische bzw. anglo-amerikanische Weg – in ihrer reinen Form wohl nicht zum Ziel führen. So beachtlich die Ergebnisse von Lean und KVP-Initiativen bzw. der Einführung von Methoden und Prinzipien der schlanken Produktion sind: irgendwann ist der Zeitpunkt gekommen, an dem man auch mal die gegebene Produktionsstruktur infrage stellen und neben den vielen kleinen Verbesserungen einen großen Schritt tun muss.

Den Effizienzbegriff erweitern

Wenn es darum geht, die Effizienz in der Produktion nachhaltig zu verbessern, müssen produzierende Unternehmen gleich für mehrere Herausforderungen – altbekannte wie neue – die individuell passenden Lösungen finden. Zu den altbekannten gehört als allererstes, die im globalen Vergleich weiter zunehmenden Defizite bei den Arbeitskosten durch Intelligenz und Kapital so wettzumachen, dass man in der Summe aus Lohnstückkosten und Kapitalstückkosten noch wettbewerbsfähig bleibt. Ähnlich verhält es sich mit den Energiekosten: auch hier gilt es, die altbekannten Nachteile durch eine intelligente Nutzung der bestehenden Forschungs- und Dienstleistungslandschaft so gut es geht auszugleichen.

Die immer wichtiger werdende zusätzliche Herausforderung ist das Kombinieren von Skaleneffekten mit den Vorzügen hochflexibler Produktionen. Was bislang als „kaum machbar“ eingeschätzt wurde, erhält unter den heutigen Rahmenbedingungen volatiler Absatz- und Beschaffungsmärkte, sich ständig ändernder Markt- und Kundenbedarfe und immer neuer Wettbewerber, Technologien und Geschäftsmodelle auf einmal einen zusehends höheren Stellenwert. Entsprechend groß ist bei vielen Unternehmen der produzierenden Industrie der Anpassungsbedarf.

Bisher war es so, dass jede Produktion an drei Kriterien gemessen wurde: an der Qualität, an den Kosten und an der Termintreue. Solange das Produktionsprogramm sich nur geringfügig änderte, mag eine solche Fokussierung ausgereicht haben. Heutzutage müssen die Unternehmen allerdings in der Lage sein, sowohl mengenmäßig als auch bei den Produkten selbst hochflexibel und variantenreich zu produzieren. Andernfalls wird es nicht gelingen, im internationalen Wettbewerb eine ausreichend wettbewerbsfähige Position zu erzielen.

Die Forderung nach einem Mehr an Flexibilität betrifft zwei Dimensionen: die Kapazitätsflexibilität und die Typenflexibilität. Die Bedeutung dieser beiden Kriterien im Hinblick auf eine Verbesserung der Produktionseffizienz wird zusehends größer.

 

Abbildung 1:
Kriterien zur Messung
der Produktionseffizienz 

Die Fähigkeit zur Typenflexibilität wird immer wichtiger, weil es den Unternehmen auch bei sich ständig ändernden Produktprogrammen gelingen sollte, zu gleichen Kosten zu produzieren. Um ein möglichst hohes Maß an Typenflexibilität zu gewährleisten, ist es unerlässlich, auf eine Minimierung der Rüstkosten hinzuarbeiten. Als weitere vordringliche Aufgabe gilt es, wandernde Engpässe vorausschauend zu identifizieren und rechtzeitig geeignete Gegenmaßnahmen zu ergreifen, etwa für die Dauer der Überlast länger arbeiten zu lassen oder – falls dies möglich ist – ergänzend externe Kapazitäten einzusetzen.

Die Fähigkeit, kapazitätsflexibel produzieren zu können, wird deshalb immer wichtiger, weil die effizienzoptimale Normauslastung unter den erwähnten Rahmenbedingungen zur Ausnahme wird und die Unternehmen es im Prinzip mit einer ständigen Aufeinanderfolge von Dellen und Wellen zu tun bekommen. Effizienzverluste durch Über- oder Unterlast werden mithin zur Regel. Zu den vordringlichen Aufgaben gehört es daher, über flexible Betriebs- und Arbeitszeitmodelle Puffer zu schaffen. Das Spektrum an Möglichkeiten, das Unternehmen hier zur Verfügung steht, ist vielfältig. Im Hinblick auf die unternehmensoptimale Gestaltung sind nicht zuletzt auch der HR-Bereich und der Betriebsrat gefordert.

Eine andere Möglichkeit, um der Forderung nach Kapazitätsflexibilität hinreichend Rechnung zu tragen, besteht darin, die Schnittstelle zwischen Eigenfertigung und Fremdbezug anforderungsgerecht „wandern“ zu lassen. Im Kern geht es bei dieser Variante der Kapazitätsflexibilisierung darum, dass eigene Mitarbeiter in Zeiten der Unterauslastung sowohl anspruchsvolle Tätigkeiten ausführen als auch die einfachen Arbeiten von Leiharbeitern oder von Zulieferanten übernehmen. Unter Spitzenlast – in der Welle – übernehmen die eigenen Mitarbeiter ausschließlich die anspruchsvollen Tätigkeiten. Alles andere wird über Fremdbezug abgedeckt.

Sinnvoll ist dieser Ansatz vor allem als ergänzende Maßnahme, wenn die gängigen Flexibilisierungsbemühungen über Arbeitszeit- und Betriebszeit-Modelle bereits ausgereizt sind und man davon ausgehen kann, dass die „Auf und Abs“ regelmäßig wiederkehren – wie dies etwa bei typischen Saison-Geschäften schon immer der Fall war. Außerdem sollte es sich um weitgehend manuell betriebene Prozesse handeln. Je automatisierter die Produktion, desto weniger lässt sich dieser Ansatz zur Kapazitätsflexibilisierung anwenden.

Als weitere Größe sollte schließlich auch die Durchlaufzeit als Kriterium für Effizienz in der Produktion verstärkt Berücksichtigung finden. Da die Durchlaufzeit Einfluss auf die Höhe der Bestände nimmt, beeinflusst sie indirekt auch die Höhe der Kosten. Über ihre Wirkung auf die Lieferdauer besteht zudem ein Bezug zur Maßgröße „Termintreue“. Kurze Durchlaufzeiten sind ferner Grundvoraussetzung, um das geforderte Mehr an Flexibilität zu bewerkstelligen. Sie erlauben Typenflexibilität bei geringstmöglichen Beständen.

Effiziente Produktionsstrukturen schaffen

Obwohl viele Unternehmen in der Produktion viele Dinge richtig machen, zeigt die Praxis, dass dies oft dennoch nicht ausreicht, um im Wettbewerb eine ausreichende Kapital- und Personalproduktivität zu erreichen. In solchen Fällen kann eine zielführende Lösung darin bestehen, die Produktionsstrukturen neu zu gestalten. Bei einer bestehenden Produktionsstruktur lassen sich Änderungen nur in kleinen Schritten durchführen. Hat man sich hingegen dazu durchgerungen, mit neuen oder stark geänderten Produktionsstrukturen zu arbeiten, weil andernfalls die Wettbewerbsfähigkeit nicht sicherzustellen ist, sollten die Produktionsplaner von vornherein auch den Flexibilitätsbedarf – Typen- und Kapazitätsflexibilität – viel stärker als bis dato üblich berücksichtigen.

Großen Wert sollte man in diesem Zusammenhang auch darauf legen, dass die Anforderungen an die Rüstzeit explizit ins Lastenheft für das Industrial Engineering aufgenommen werden. Heute muss man in der Produktion in der Lage sein, im Bereich von Minuten zu rüsten – und dies möglichst ohne zeitliche Anlauf- und Ablaufverluste.

Auch die Qualifikation ist auf die neuen Flexibilitätsanforderungen hin anzupassen: Die betreffenden Mitarbeiter müssen qualifiziert und dazu befähigt werden, gut und schnell rüsten zu können. Last but not least ist auch das Controlling gefordert: damit die neuen Strukturen auch kostenmäßig richtig abgebildet werden, sind im Rahmen einer erweiterten TCO-Betrachtung (Total Cost of Ownership) auch die Leer- und Umstellkosten entsprechend zu berücksichtigen. Grundsätzlich ist bei alledem natürlich darauf zu achten, dass man sich auf dem Weg zum „großen Wurf“ nicht verliert.

Was aber sind für die Herstellung eines Produktes nun die effizientesten Produktionsstrukturen? Effiziente Produktionsstrukturen sind gekennzeichnet durch die konsequente Anwendung bekannter „State of the Art“- oder „Best Practice“-Lösungen für Produktionen von Mengen, die oberhalb der sogenannten „kritischen Mindestgröße“ liegen.

Als kritische Mindestgröße bezeichnen wir das Jahresvolumen, ab dem eine weitere Volumenerhöhung bei dieser Produktion nur noch eine marginale Stückkostendegression erzeugt. Mit der Berechnung der kritischen Mindestgröße lässt sich frühzeitig vorhersagen, ob sich eine Fabrik mit den dort vorhandenen Strukturen für ein bestimmtes Produktionsvolumen rechnet oder ob dies mit hoher Wahrscheinlichkeit auszuschließen ist. Ein Produktionsstruktur-Gestalter sollte wissen, welche Stückkosten bei Anwendung von „Best Practice“-Lösungen bei einer Fabrik realisierbar sind, die jenseits der kritischen Mindestgröße produziert. Abbildung 2 zeigt beispielhaft den Verlauf der Stückkosten bei einem großen Haushaltsgerät.

 

Abbildung 2: Auswirkungen
von Skaleneffekten und
effizienten Produktionsstrukturen
auf die Stückkosten

Die vier Linien zeigen die Kostenverläufe für Standorte in verschiedenen Hoch- und Niedriglohnländern auf. Deutlich erkennbar ist, dass sich die Stückkosten bei gleicher geplanter Produktionsmenge in ihrer Höhe unterscheiden. Bei allen Werken lassen sich mit steigendem Ausbringungsvolumen Skaleneffekte erzielen. Ab einer Jahresproduktionsmenge von ca. 700.000 Stück werden die Größeneffekte allerdings sehr klein. Für Fabriken mit einer Auslegung auf weniger als 500.000 Stück schlagen die Skaleneffekte sich relativ schnell in deutlich höheren Stückkosten nieder.

Die Einflussfaktoren, die wir in TMG-Projekten bei der Errechnung der kritischen Mindestgröße berücksichtigen, sind in Abbildung 3 dargestellt.

 

Abbildung 3: 
Vorgehen zur Berechnung
der kritischen Mindestgröße

Ausgangspunkt ist das Produktionsprogramm mit dem Produktmixbedarf und der Rüsthäufigkeit. Für jeden Hauptproduktionsschritt wird im Hinblick auf die Stückkosten die „beste“ Lösung gesucht aus AFA, Personal und Energiekosten plus Wartungs- und Qualitätskosten (falls erforderlich). Diese werden abgeglichen auf die kleinste gemeinsame Menge der teuersten Produktionsschritte. Für diese Menge wird der Bedarf an direkten Mitarbeitern ermittelt.

Aus dem Betreuungsbedarf der Technik und dem Bedarf an direkten Mitarbeitern entstehen die notwendigen indirekten Funktionen. Die kritische Mindestgröße wird daher – in Abhängigkeit von der jeweils geforderten Produktionstechnologie – entweder durch die mögliche Ausbringungsmenge der in den Gesamtkosten optimalen Investitionen in die Technik bestimmt oder doch durch die indirekten Funktionen.

Der Trend ist eindeutig: in der Praxis treffen wir immer häufiger auf hochintegrierte Arbeitssysteme, hoch flexibel, mit minimalen Rüstzeiten und „One-piece-flow“-Montage. Fakt ist aber auch, dass man für diese hochintegrierten Arbeitssysteme weit mehr IT-Unterstützung braucht als dies bis dato auf dem Shopfloor gefordert war – mit der Konsequenz, dass sich dort die Qualifikationswelt momentan radikal dreht. Statt „Blaumännern“ werden dort inzwischen mehr und mehr hochspezialisierte Fachleute unterschiedlicher Qualifikation benötigt, die sich gegenseitig nicht ersetzen können. Diese Spezialkräfte sind in der Lage, in ihrer Schicht eine bestimmte Anzahl komplexer Maschinen und Anlagen zu betreuen. Reicht das Produktionsvolumen nicht für die „volle“ Anzahl an Maschinen aus, kann die verfügbare Kapazität der mindestens notwendigen, hoch qualifizierten, teuren Spezialkräfte nicht entsprechend genutzt werden, sondern verpufft in einfachen fachfremden Arbeiten. Es entsteht in dem Fall ein Skalendefekt über die indirekten produktionsnahen Funktionen wie z.B. Werkzeugeinstellung, Instandhaltung, Programmierung, Produktionsplaner.

Neben dem marktinduzierten Flexibilitätsbedarf sorgt der Treiber „Technische Innovation“ in der Produktionstechnik im Hinblick auf die Ausbringung und als Bedarf nach schmal einsetzbarer, hoch spezialisierter Qualifikation dafür, dass über die steigende kritische Mindestgröße die Bedeutung von Skaleneffekten in Produktionen gleichzeitig zunimmt.

Auch die Gestaltung der Produktionsstrukturen braucht einen „True North“

Um im globalen Wettbewerb zu bestehen, müssen Unternehmen der produzierenden Industrie ihre Produktion auf einem konkurrenzfähigen Kostenniveau halten oder sie dazu bringen. Zwei Grundvoraussetzungen gilt es dabei zu berücksichtigen:

  • Im Rahmen des bestehenden Produktionssystems müssen die Unternehmen wie bisher kontinuierlich an der Verbesserung der Produktionseffizienz arbeiten. Leitstern für die Ausrichtung der kontinuierlichen Verbesserung ist der „True North für das Betreiben der bestehenden Produktion“. Dabei geht es darum, innerhalb der gegebenen Rahmenbedingungen über Produktionssysteme à la Toyota maximal erreichbare Effizienz zu erzielen. Diese Effekte sind beschränkt auf die maximal realisierbare Effizienz und Flexibilität bei erreichter „Verschwendungsfreiheit“ innerhalb der bestehenden Produktionsstrukturen.
  • Der nächste Schritt besteht darin zu erkennen, ab wann die bestehenden Produktionsstrukturen ausgereizt sind und erst durch den Einsatz von „Best Practice“- oder „State of the Art“-Lösungen für Volumen oberhalb der kritischen Mindestgröße die nächsten Stufe in Richtung minimaler Stückkosten bei erhöhter Flexibilität genommen werden kann, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Diese kostenoptimalen und flexiblen Lösungen stellen für das Produktionsmanagement im Grunde den „True North für die Gestaltung der Produktionsstruktur“ dar. Damit die richtige Strategie gewählt werden kann und die laufenden Investitionsentscheidungen die angestrebte Ausrichtung auch zielführend unterstützen, muss man als Produktionsverantwortlicher diesen „True North“ – die Richtung für den Zielzustand – kennen.
  • Was effiziente Produktionsstrukturen auszeichnet, sind „State of the Art“-Techniklösungen oberhalb der kritischen Mindestgröße, mit denen geringste Stückkosten bei hoher Kapazitäts- und Stückzahlflexibilität verschwendungsfrei erreicht werden können. Die große Aufgabe eines ganzheitlichen Produktionssystems besteht darin, die durch die Struktur gegebenen Möglichkeiten auch zu realisieren.

Oft wissen Produktionsverantwortliche sehr wohl, wohin sie ihre Produktion weiterentwickeln müssen. Häufig genug mangelt es aber an den finanziellen Mitteln, um die dazu erforderlichen Investitionen zu stemmen. Andererseits erleben wir es in unseren Projekten immer wieder, dass den Verantwortlichen eine „State of the Art“-basierte Leitlinie für eine zukunftsweisende Gestaltung ihrer Produktion fehlt oder sie sich in ihrer operativen Ausrichtung dann doch nicht daran halten (können).

Das Wissen um den "True North" der Produktionsstruktur hinsichtlich Jahresvolumen, Technik und Investitionsbedarf ist für eine hohe Qualität bei übergeordneten strategischen Entscheidungen – wie etwa Aufnahme bzw. Verbleib von Produktgruppen im Make-Portfolio von Unternehmen oder bei Standortentscheidungen – eine unabdingbare Voraussetzung.

Den "True North" der Produktionsstruktur zu kennen und bei produktionsstrategischen Entscheidungen anzuwenden, ist aus unserer Sicht ein in der Praxis bestens bewährter Ansatz,

  • um Produktionen in kleinen Schritten weiter auf Effizienz trimmen zu lassen
  • um die richtige Entscheidung zu treffen, wann der nächste große Schritt einer Neugestaltung einzuleiten ist.

Bei der Beurteilung der verbleibenden Effizienz- und Flexibilitätspotenziale in der aktuellen Produktionsstruktur kommt es sowohl auf tiefgreifendes Wissen um die Möglichkeiten ganzheitlicher Produktionssysteme als auch auf konkrete Praxiserfahrungen aus dem Einsatz dieser Systeme an. Ein erfahrener Berater, der in Unternehmen unterschiedlicher Größe und Branchenzugehörigkeit zusätzlich neben der Begleitung von Produktionssystemen auch kritische Mindestgrößenberechnungen durchgeführt hat und die Einführung darauf basierender "Best Practice"-Produktionslösungen begleiten durfte, weiß im Zweifel besser, was als effiziente und flexible Produktionsstruktur wirklich gut funktioniert, als jemand, der mit solchen Aufgaben noch nicht oder nur am Rande betraut war.

TMG-INSIGHTS-Ausgabe 19 erschienen: "Digitale Transformation"

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