Digitales Wertstrommanagement im Lean Manufacturing – mit Process Mining und KI

07. July 2022
Produktion
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Im Zeitalter der Industrie 4.0 gilt es weiterhin, die Produktionsabläufe und Prozesse effizient zu gestalten, um Verschwendungen zu eliminieren und eine schlanke Produktion zu etablieren. Unter Einsatz neuer Software-Technologien, wie dem Industrial Process Mining und der Künstlichen Intelligenz (KI), kann der gesamte Wertstrom eines Unternehmens in einem digitalen Prozesszwilling automatisiert rekonstruiert und analysiert werden. Ein solches digitales Wertstrommanagement ermöglicht Produktions- und Logistikverantwortlichen die kontinuierliche Analyse und Verbesserung der Prozesse, sodass Lean-Manufacturing-Initiativen schnell, zielgerichtet und datengetrieben umgesetzt werden können.

Yvonne Therese Mertens, CEO und Co-Founder von ONIQ, stellt Ihnen in diesem Beitrag die drei Schritte eines effektiven und präzisen Wertstrommanagements vor – Ihre Basis für erfolgreiches Lean Manufacturing.

Yvonne Therese Mertens

Geschäftsführerin | ONIQ GmbH

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Den Wertstrom digital erfassen und analysierbar machen

Grundvoraussetzung für das Lean Manufacturing ist es, den aktuellen Zustand der Produktions- und Intralogistikprozesse transparent zu erfassen. Hierfür liefert die Wertstromanalyse (Value Stream Mapping) ein strukturiertes Vorgehen zur Prozessaufnahme. Die Wertstromanalyse ist der erste Schritt des Wertstrommanagements und bildet den Ist-Zustand sämtlicher Informations- und Materialflüsse ab. Als wesentliches Element des Lean Manufacturings sorgt die Wertstromanalyse dafür, dass „Verschwendungen“ aufgezeigt werden, die in nachfolgenden Schritten des Wertstrommanagements systematisch eliminiert werden können.

Die Analyse wird meist rückwärts – vom Endkunden, über die Produktion zu den Vorlieferanten – durchgeführt, um den gesamten Prozess aufzunehmen. Der Wertstrom wird bisher häufig manuell, durch Befragungen der Mitarbeitenden sowie Beobachtung der Produktion (Gemba Walk), erfasst. Diese zeitaufwendige Methodik stellt eine Momentaufnahme eines Teils der Produktion dar und muss regelmäßig wiederholt werden, um auf einer ausreichend großen Datengrundlage belastbare Entscheidungen treffen zu können.

An dieser Stelle liefert Industrial Process Mining die Technologie, um Material- und Informationsflüsse automatisiert zu rekonstruieren. Basis hierfür sind die Log-Dateien der für die Auftragsabwicklung genutzten IT-Systeme (zum Beispiel MES, ERP, BDE). Die hier in großer Zahl gespeicherten und bis dato oft ungenutzten Produktions- und Maschinendaten werden von speziellen Process-Mining-Algorithmen verarbeitet, um ohne manuelle Prozessaufnahme eine realitätsgetreue Prozessdarstellung der tatsächlichen Produktions- und Intralogistikabläufe zu erstellen.

Der so entstandene digitale Prozesszwilling lässt sich als ganzheitliches Abbild der realen Wertströme verstehen. Der Prozesszwilling betrachtet hierbei nicht nur Zeitausschnitte, einzelne Aufträge oder bestimmte Maschinen, sondern nutzt sämtliche aktuelle und historische Daten, um eine vollständige Langzeit-Perspektive auf die Produktionsprozesse zu ermöglichen. Der Prozesszwilling beinhaltet somit alle Daten, die für die Beurteilung der Prozessperformanz wichtig sind: Informationen zu Prozesszeiten, Produktivität, Qualität, Energieverbräuchen und viele mehr. Auf dieser Basis wird sowohl eine Top-Down-Betrachtung des gesamten Produktionssystems als auch eine detaillierte Analyse einzelner Maschinen oder Arbeitsvorgänge ermöglicht.

Damit die Komplexität der digital repräsentierten Produktionsprozesse für den Anwender erfassbar bleibt, muss der digitale Prozesszwilling eine Benutzeroberfläche bereitstellen, die den Wertstrom intuitiv verständlich und analysierbar macht. Der Kerngedanke hierbei ist, dass die wesentlichen Erkenntnisse nicht aus komplizierten Excel-Modellen oder aus manuell erhobenen Daten extrahiert werden müssen. Stattdessen wird der Wertstrom in kürzester Zeit über die Visualisierungen und Analyse-Tools des digitalen Prozesszwillings erlebbar und Verbesserungspotentiale sichtbar. 

Im Unternehmen entsteht dadurch eine völlig neue Transparenz über die Produktions- und Intralogistikabläufe. Als Resultat können Entscheidungen zu Prozessverbesserungen nun auf Basis einer aussagekräftigen und umfangreichen Datengrundlage getroffen werden.

Mit digitalen Lean-Analysen den Wertstrom kontinuierlich verbessern

Basierend auf der digital unterstützten Wertstromanalyse entwickelt der zweite Schritt des Wertstrommanagements, das Wertstromdesign (Value Stream Design), den neuen Soll-Zustand der Abläufe.

Dieser Vorgang wird durch den digitalen Prozesszwilling unterstützt, indem Schwachpunkte im Prozess automatisch aufgedeckt werden. Der Prozesszwilling bietet hierzu zielgerichtete Analysen, um die Performanz der Produktionsprozesse aus verschiedenen Blickwinkeln, wie zum Beispiel Prozesszeiten, Produktivität, Qualität oder Ressourcenverbrauch zu untersuchen. Schwachstellen, wie beispielsweise zu hohe Bestände, Engpässe, systematische Abweichungen von der Produktionsplanung, hoher Ausschuss oder erhöhter CO2-Ausstoß werden automatisiert identifiziert und dem Anwender visuell dargestellt. 

Darüber hinaus ermöglichen spezialisierte Ursachenanalysen (Root-Cause-Analysen), die wichtigsten Treiber für identifizierte Prozessprobleme automatisiert und auf Basis von KI-Verfahren zu ermitteln. Auf diese Weise können auch hochkomplexe Zusammenhänge aufgedeckt werden, welche bis dato nicht oder nur mit erheblichem Zeitaufwand gefunden wurden. Der Anwender kann zügig und datengestützt identifizieren, in welchen Prozessschritten Optimierungsansätze notwendig und maximal effektiv sind, um die Performanz und Agilität der Produktionsprozesse nachhaltig zu verbessern. 

Die Einhaltung der verbesserten Prozesse automatisiert sicherstellen

Der letzte Schritt des Wertstrommanagements, die Wertstromplanung (Value Stream Planning), fokussiert sich auf die Planung, Umsetzung und Überwachung der erarbeiteten Verbesserungen.

Ein kontinuierliches Benchmarking im Rahmen des digitalen Wertstrommanagements ermöglicht es, den Erfolg der Verbesserungsmaßnahmen festzustellen. Die optimierten Prozesse werden mittels geeigneter Zielwerte, wie zum Beispiel Durchlaufzeit, Planerfüllung oder Taktzeit, auf ihre Verbesserung hin überwacht. Mit Hilfe des digitalen Zwillings wird dieser Schritt deutlich vereinfacht, da der Abgleich zwischen Ist-Prozess und verbessertem Soll-Prozess kontinuierlich und automatisiert durchgeführt wird. Durch die digitale Konformitätsprüfung kann nicht nur die Effektivität der Verbesserungsmaßnahmen überwacht werden, sondern auch frühzeitig auf Abweichungen und schleichende Prozessverschlechterungen reagiert werden.

Datenbasierte Entscheidungsunterstützung für das Lean Manufacturing der Zukunft nutzen

Das digitale Wertstrommanagement ermöglicht auf Basis neuer Technologien wie Industrial Process Mining und KI eine neue und tiefgreifende Transparenz über die Abläufe in Produktion und Intralogistik. Entscheidungen zur Veränderung und Verbesserung des Wertstroms basieren nun auf einer breiten Datengrundlage und berücksichtigen alle Aspekte der Prozesse. Durch den Einsatz von Industrial Process Mining und KI können auch Zusammenhänge erfasst werden, die bis dato in der Komplexität der Prozesse verborgen blieben. 

Produktions- und Logistikverantwortliche können Durchlaufzeiten, Produktivität, Qualität und CO2-Fußabdruck im Wertstrom kontinuierlich und zielführend verbessern. Unterstützt durch einen digitalen Prozesszwilling wird das Wertstrommanagement schneller, einfacher und präziser und bildet einen wichtigen Baustein für das digitale Lean Manufacturing im Industrie-4.0-Zeitalter.

Unternehmensprofil

ONIQ ermöglicht Produktions- und Logistikverantwortlichen schnelle und datenbasierte Entscheidungen im Management ihrer Prozesse. 

Die Digital Lean-Software IQ/A erstellt automatisiert ein digitales Abbild industrieller Produktionsprozesse. Über intuitive Werkzeuge können Durchlaufzeiten, Produktivität, Qualität und CO2-Fußabdruck im gesamten Wertstrom analysiert und Prozesse gezielt optimiert werden. 

IQ/A ist eine schnell zu implementierende Software-as-a-Service-Lösung, welche die bestehenden IT-Systeme zur Auftragsabwicklung um ein KI-basiertes Prozessmanagement ergänzt. 

Rückblick: Production Systems 2019

Auf der Leitveranstaltung für Lean Management diskutierten Referenten, Praxisexperten und Teilnehmer, wie digitale Technologien und Künstliche Intelligenz die Produktion von morgen verändern. Holen Sie sich in diesem Veranstaltungsrückblick die passenden Impulse für Ihre Produktion. 

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