Die ganzheitliche Methodik der wertstromorientierten Fabrikplanung

17. January 2020
Produktion
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Mit immer kürzeren Produktlebenszyklen wird nicht nur Flexibilität in Fertigungs- und Montagestrukturen, sondern auch im Fabrikgebäude an sich gefordert. Wertstromorientierte Ansätze sind eine neue Lösung, um die Fabrikplanung so optimal wie möglich umzusetzen. Lassen Sie sich von Frau Dr. Sheehan erläutern, wie man hierbei vorgeht und welche Kennzahlen wichtig sind. 

Wertstromorientierte Fabrikplanung hat einige Vorteile

Frau Dr. Sheehan, was ist der Vorteil von einer ganzheitlichen, wertstromorientierten Fabrik? Warum würden Sie das jedem empfehlen?  

Im Gegensatz zur konventionellen Fabrikplanung bietet uns ein ganzheitlicher, wertstromorientierter Fabrikansatz die Berücksichtigung von komplexen Zusammenhängen im Produktionssystem. Hier werden wir auch bei Umplanungsprojekten gezwungen, die bisherigen Fertigungsstrukturen infrage zu stellen und mit Lean-Methoden zu einer Auswahl von schlanken Lösungen geleitet. Ohne diese Tiefe und die integrierten Optimierungspfade werden suboptimale Strukturen erweitert oder dupliziert. 

Zusätzlich wird bei dem wertstromorientierten Fabrikansatz interdisziplinär über alle Planungsphasen gearbeitet, wir nennen es „Integrated-planning“. Häufig sehen wir Projekte, wo die Prozessplaner ein fertiges Konzept an einen Architekt übergeben, das leider weder baulich umsetzbar noch wirtschaftlich ist. Deswegen binden wir Architekten frühzeitig ein, um die elegantesten Nutzungsmöglichkeiten des Grundstücks zu entdecken oder die wirtschaftlichste Umwidmung des Gebäudes zu erkennen. Zu einem erfolgreichen Projekt gehört auch ein Masterplanungsworkshop, bei dem unterschiedliche Werkstrukturen gegenübergestellt sowie in sinnvolle Bauschritte aufgeteilt werden.  

Wertstromorientierte Fabrikplanung für neue Objekte

Könnte man auch bestehende Fabriken umgestalten? Was sollte man hierbei beachten?  

Die Wertstrommethode ist vor allem bei Brownfield-Projekten geeignet, denn hier können wir mit einer Wertstromanalyse die Schwachstellen einer bestehenden Fertigung identifizieren und beseitigen. Die Daten dienen als Input für ein Wertstromdesignworkshop, in dem wir die Anforderungen des künftigen Produktionssystems ermitteln. 

Bei einer Fabrikumplanung darf auf keinen Fall die in der VDI-5700 vorgesehene Idealplanung übersprungen werden. Dabei wird die ideale Anordnung der ermittelten Funktionsflächen anhand von Material- und Personenflüssen als Blocklayout dargestellt. In der Idealplanung arbeiten wir bewusst von den Restriktionen im Bestandsgebäude losgelöst. Ohne diesen Schritt steigen die Chancen, in historisch gewachsenen Strukturen zu bleiben und interessante Lösungen unentdeckt zu lassen.  

Das Vorgehen ist gar nicht anders als bei einer Neuplanung. In diesem Fall werden wir keine Wertstromanalyse machen, außer das Produkt wird bereits woanders im Produktionsnetzwerk produzieren. Das heißt, wir arbeiten mit vielen Plandaten im Wertstromdesignworkshop und müssen uns öfters bei der Dimensionierung ‚dicker anziehen‘. Das ist auf jeden Fall anders bei Brownfield -Projekten.  

Wertstromdesign-Workshop als Schlüssel zum Erfolg

Was sind die Fehler, die immer wieder gemacht werden?  

Bei Standortplanungsprojekten stammen die häufigsten Fehler von falschen Prämissen oder von einer pauschalen Flächenhochrechnung. Deswegen legen wir sehr viel Wert auf den Kick-Off-Workshop. Dabei sammeln und challengen wir die Prämissen und Annahmen hinsichtlich Markt, Produktstruktur, Technologie und Standort zu einem Zieljahr fünf bis zehn Jahre in der Zukunft. Die pauschale Hochrechnung von Flächen nach Umsatz oder Stückzahl funktioniert in den wenigsten Fällen. Deswegen empfehlen wir einen strukturierten Wertstromdesign-Workshop, in dem die Anzahl von Maschinen und Arbeitsplätzen in einem Abgleich von künftigen Nachfragen (Zielkundentakt) und optimierten Fertigungszeiten rechnerisch ermittelt werden.  

Simulationen in der wertstromorientierten Fabrikplanung

Was halten Sie von Simulationen? Geben diese einen echten Einblick und wie kann man diese umsetzen? (Haben Sie das eine oder andere Tool, das Sie empfehlen können?)  

In einer wertstromorientierten Fabrikplanung arbeiten wir häufig mit Mittelwerten, zum Beispiel der durchschnittlichen Bearbeitungszeit bei heutigem Produktmix. Das heißt, dass wir auch bestimmte Steuerungselemente einführen müssen, um sicherzugehen, dass die mit Mittelwerten dimensionierten Maschinenkapazitäten und Puffergrößen ausreichen. Diese können zum Beispiel Heijunka Boxes zur Nivellierung des Produktmixes sein. Discrete Event Simulation (beispielsweise Plant Simulation, FlexSim) hilft uns, die dynamischen Effekte zu verstehen und die Dimensionierung von Maschinenkapazitäten und Puffer zu validieren. Häufig simulieren wir Bereiche, die bereichsübergreifend für unterschiedliche Produkte arbeiten, so wie die Anzahl Mitarbeiter im Verpackungsbereich. 

Was uns ein erster Einblick im tatsächlichen Verhalten von Produktionensystem offenbart, ist Process Mining. Hier werden Rückmeldedaten für einzelne Arbeitsgänge (Zeitstempel, Ressource, Auftragsnummer) ausgewertet und visualisiert. Daraus sehen wir die Spreizung der Maschinenbelegungszeiten, Liegezeiten zwischen Arbeitsgängen, sowie abweichende Prozessketten. Diese Daten helfen uns, Simulationsmodelle realitätsnah auszulegen und steigern die Qualität der Ergebnisse.  

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