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Variantenreiche Produktion

Segmentierung eines höchst variantenreichen Maschinenbauers

Die Ausgangssituation

Ein Produzent von Gleitringdichtungen sowie Versorgungssystemen für flüssigkeitsgeschmierte Gleitringdichtungen überprüfte im Zuge einer Initiative zur Reduzierung des innerbetrieblichen Staplerverkehrs eine Segmentierung und räumliche Zusammenfassung zweier Produktionsstandorte auf Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit. In diesem Zusammenhang sollte die Fertigungsorganisation nach den Prinzipien der Lean Production gestaltet werden. Ziele des Projektes waren eine Verbesserung der Logistikleistungen (Reduzierung der Durchlaufzeit, Senkung des WIP und Steigerung der Liefertreue) sowie eine Erhöhung der Produktivität.

Eine besondere Herausforderung stellte die sehr komplexe Produktion dar. So sind 40 Prozent der Kundenaufträge Neukonstruktionen und die Produktionsmenge einzelner Erzeugnisse schwankt zwischen 1 und 1,6 Millionen Stück im Jahr. Neben vielfältigen metallverarbeitenden Fertigungsprozessen werden chemische sowie  Montageprozesse im Unternehmen durchgeführt. Dabei gab es über 200.000 aktive Arbeitspläne und über 100.000 Kundenaufträge im abgelaufenen Jahr.

Die Vollmer & Scheffczyk GmbH übernahm im Projekt folgende Aufgaben:

  • Segmentierung der Produktion,
  • Erstellung der IST-Wertströme der einzelnen Segmente, Entwicklung von SOLL-Wertströmen,
  • Entwicklung eines neuen Ideal Layouts der Produktion,
  • Ableiten eines Real Layouts der Produktion und Kosten/Nutzen-Analyse des Umzugs der bestehenden Produktion auf neu zu errichtende Flächen

Segmentierung der Produktion

Das Projekt startete mit einer Segmentierung der Produktion. Das Ziel war es, die im Unternehmen vorhandene klassische Werkstattfertigung aufzulösen und in eine segmentierte flussgerechte Produktionsorganisation zu überführen. Flussgerecht gestaltete Produktionen ermöglichen eine Reduzierung der Bestände und damit der Durchlaufzeiten. Verschwendungen können so leichter vermieden werden und eine kundengerechte Produktion wird ermöglicht.

In einem ersten Schritt wurde daher mit den Meistern und Arbeitsvorbereitern nach fertigungstechnischen Segmentierungskriterien gesucht. Es stellte sich heraus, dass grundsätzlich zwischen metallischen und nicht-metallischen Prozessen unterschieden werden kann. Auf dieser Grundlage wurden sechs Metallsegmente gebildet. Die angestrebte produktorientierte Segmentierung war nicht möglich, da alle Produkte in unterschiedlichen Größen und Materialien verkauft werden. Einzig ein Produkt erfüllte die kapazitive Voraussetzung zur Segmentbildung. Anschließend wurden die vorhandenen Ressourcen den einzelnen Segmenten zugeordnet.

IST-Wertströme aufnehmen und SOLL-Wertströme entwickeln

Für zwei beispielhafte Segmente wurde eine Wertstromanalyse durchgeführt. Dabei wurde in einem ersten Schritt der IST-Wertstrom aufgenommen. Dies geschah direkt in der Werkstatt nach dem Prinzip »go to gemba« (an den Ort des Geschehens gehen) durch Zählung des Bestands und damit des Arbeitsvorrats vor jedem einzelnen Wertschöpfungsprozess. Das Ergebnis ist ein Vergleich der Durchlaufzeit mit den wertschöpfenden Prozesszeiten, also den Prozessen, für die der Kunde zu zahlen bereit ist.

Anschließend erfolgte die Entwicklung der SOLL-Wertströme. Maximales Ziel ist der bestandsfreie One Piece Flow. Dies bedingt allerdings eine stabile Nachfrage sowie getaktete Prozessstufen. Innerhalb der Produktion des Dichtungsherstellers ist dies nicht gegeben. Kurze Durchlaufzeiten durch ein Segment verlangen einen konstant niedrigen Bestand. Dieser ist also nach oben zu begrenzen. Vereinfacht dargestellt: Es muss sichergestellt werden, dass kein vorgelagerter Prozessschritt mehr abarbeitet, als sein Nachfolger verarbeiten kann.

Vom ”Ideal Layout” zum “Real Layout” in der Produktion

Dazu wurden im SOLL-Wertstrom Regale („Arbeitsinhaltskanbans“) zur Steuerung des Segments in das Segment integriert. Wenn der Bestand in diesen Regalen über einen bestimmten Arbeitsbestand (also beispielsweise einen Tag) ansteigt, muss der vorgelagerte Arbeitsplatz seine Produktion einstellen. Die Bestandsschwankungen werden nicht im Segment sondern vor dem Segment erkennbar. Die aktuellen Probleme werden für die Meister sichtbar und so kann gezielt reagiert werden. Damit wird eine Durchlaufzeitverkürzung von 40% erreicht und der Bestand sinkt ebenfalls um 40%.

Die in den SOLL-Wertströmen festgelegte Maschinenreihenfolge ergab inklusive notwendiger Logistik- und Bedienflächen den Flächenbedarf und das Layout der Segmente. Anschließend wurden alle Segmente beider Produktionsstandorte auf der »grünen Wiese« ohne Einschränkungen mit optimiertem Materialfluss angeordnet. Dieses Ideal Layout wurde schließlich im Rahmen mehrerer Workshops in ein realisierbares Layout überführt. Das Ergebnis war die Hallengröße zur Realisierung einer flussgerechten Produktion. Prognostizierte Wachstumsflächen fanden ebenfalls Berücksichtigung. Im nächsten Schritt wurde die neue Halle in das vorhandene Betriebsgelände integriert.

Abschließend wurden die Kosten ermittelt. Diese ergeben sich im Wesentlichen durch den Neubau der Halle, den Umzug und den dadurch entstehenden Produktionsausfall.

Und was bringt’s? Nutzen einer Segementierung

Der Nutzen der Segmentierung und des Neubaus liegen in der Kosteneinsparung durch die Bestandsreduzierung und die erwartete Umsatzsteigerung durch eine erhöhte Kundenzufriedenheit aufgrund kürzerer Lieferzeiten. Daneben entstehen Einnahmen durch eine Vermietung der alten Hallen. Insgesamt ergab sich daraus eine voraussichtliche Amortisationszeit von 4,8 Jahren.

Neben den erreichbaren Logistikleistungen, um 40% kürzere Durchlaufzeiten und 40% weniger Bestand, zeigte die Machbarkeitsstudie, dass eine Zusammenlegung zweier Produktionsstandorte des Auftraggebers ohne Vergrößerung der Produktionsflächen möglich ist. Transporte zwischen den Standorten entfallen und durch die flussgerechte Neugestaltung der Produktion nach den Prinzipien der Lean Production konnte auch der Einsatz von Gabelstaplern weitestgehend eliminiert werden. Damit wird die Arbeitssicherheit deutlich erhöht. Die eingeführte bestandsbeschränkende Fertigungssteuerung ermöglicht weiterhin, um +/- 25% schwankende Auftragseingänge adäquat zu managen. Insgesamt konnte nachgewiesen werden, dass die Methoden der Lean Production auch hoch variantenreichen Produktionen helfen, ihre Logistikleistungen deutlich zu verbessern und eine Gestaltung nach den Prinzipien des Lean Production auch in klassischen Werkstattfertigungen möglich ist.

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Ziele
Reduzierung der Durchlaufzeit, Senkung des WIP und Steigerung der Liefertreue, um die Logistikleistung zu verbessern. Erhöhung der Produktivität.
Werkzeuge
Potenzialanalyse, Wertstromdesign
Erfolge
40 Prozent kürzere Durchlaufzeiten, 40 Prozent weniger Bestand, Wegfall von Transporten zwischen Lagern, Verbesserung der Arbeitssicherheit