Lernen, Verschwendung zu erkennen und ein fokussierterer Blechbetrieb zu werden

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Hergestellt in Japan. Der Ausdruck bedeutete in den 1950er und 60er Jahren billig, wegwerfbar und von geringer Qualität. Heutzutage bedeutet dies oft, dass ein Produkt von außergewöhnlicher Qualität ist. Ein Großteil des Wandels Japans wird Personen wie Taiichio Ohno zugeschrieben, der 1943 zu Toyota kam, wo er als Vater des Toyota-Produktionssystems und schließlich zur Legende im Bereich der schlanken Fertigung bekannt wurde. Der Legende nach trainierte er Abteilungsleiter, „Augen, Ohren und Nase“ für die sieben Arten von Verschwendung zu entwickeln: Transport, Inventar, Bewegung, Warten, Überproduktion, Überverarbeitung und Mängel. Zu diesem Zweck brachte er jeden Abteilungsleiter zu einem zentralen Ort in seiner Abteilung, zeichnete mit Kreide einen Kreis auf den Boden und befahl dem Manager, darin zu stehen und zu beobachten.

Ohno ging dann für eine Stunde oder länger und fragte nach seiner Rückkehr den Manager (der immer noch im Kreis stand): „Was haben Sie gesehen?“ Der nervöse Manager könnte so etwas sagen wie: „Ich habe Leute arbeiten sehen.“ Ohno schüttelte den Kopf und sagte: „Du siehst nicht! Pass auf." Eine weitere Stunde oder so würde vergehen. Dieser Vorgang wiederholte sich, bis Ohno mit der Antwort des Managers zufrieden war. „Diese Teile da drüben haben sich in der letzten Stunde nicht bewegt. Die Leute sind beschäftigt, aber sie sind nur mit der Handhabung und Umhandhabung von Bauteilen beschäftigt.“ Ohno antwortete wahrscheinlich: „Jetzt sehen Sie es. Gut gemacht! Was werden wir dagegen tun?“

Aus der Perspektive der kulturellen Normen des Jahres 2023 betrachtet könnte die Technik als herablassend oder erniedrigend angesehen werden, aber über die Ergebnisse kann man nicht streiten. Der erste Schritt besteht darin, zu lernen, Verschwendung zu sehen. Sie können nicht beseitigen, was Sie nicht sehen können.

Nachdem ich über 30 Jahre lang als Fertigungsberater tätig war, mit über 350 Unternehmen zusammengearbeitet und über 1.000 Kaizen-Projektteams unterstützt habe, kann ich Ihnen sagen, dass es in jedem Prozess Verschwendung gibt. Für die meisten Manager ist es schockierend, wenn sie nach direkter Beobachtung feststellen, dass ihre Teams in einem Prozess arbeiten, der erhebliche nicht wertschöpfende Aktivitäten aufweist, oft zwischen 25 % und 30 %. Wenn sie verschwendete Bewegungen, unnötiges Warten, wiederholtes Stapeln und Entstapeln, Zählen, Bewegen, Schäden durch die unnötige Handhabung von Teilen, Fehlkommunikation zwischen Abteilungen, verschwendeten Platz, der durch den Lagerbestand abgedeckt wird, und unzählige andere Faktoren eliminieren könnten, könnten sie ihre Geschäfte theoretisch mit Arbeitskosten verwalten das sind 25 bis 30 % niedriger. Positiver ausgedrückt könnte man sagen, dass sie mit dem gleichen Personalbestand 25 bis 30 % mehr Produkte produzieren und verkaufen könnten.

Dies ist nicht nur ein Traumszenario. Ich bin in einer Präzisionsblechfertigung aufgewachsen und habe eine Toyota-ähnliche Transformation aus erster Hand miterlebt. In den frühen 1980er Jahren verlangte unser größter Kunde, Tektronix, dass wir wöchentliche Chargen von 150 Großrechnerschränken liefern, statt der gewohnten Losgrößen von 600 pro Monat. Sie hatten von Toyotas JIT-Ansatz gehört und Tektronix forderte von allen Zulieferern, diesen zu übernehmen.

Unsere Montageabteilung hat sich schnell auf die Veränderung eingestellt. Unsere Fertigungsabteilung stanzte, formte und fügte Hardware für 600 Einheiten in einer Charge ein (um die Rüstzeit zu minimieren). Wir gingen davon aus, dass wir die Erwartungen des Kunden erfüllt hatten. Doch kurz darauf wurde uns mitgeteilt, dass das Ziel nicht nur darin bestand, 150 Schränke auf einmal zusammenzubauen, sondern jede Woche 150 zu fertigen und zu montieren. „Und übrigens, irgendwann möchten wir, dass Sie 30 Stück pro Tag herstellen und liefern!“

Wie kann man von uns erwarten, dass wir jeden Monat 20 Mal Maschinen für Dutzende komplexer Teile einrichten? Schließlich hatten wir fast 100 weitere Kunden zufriedenzustellen. Zu dieser Zeit verfügten wir über drei Revolverstanzen, fünf Abkantpressen und ein halbes Dutzend Hardware-Maschinen.

Wir haben einen Revolver, zwei Abkantpressen und eine Hardware-Maschine abgebaut und dann eine Punktschweißmaschine und einen kleinen Montagebereich hinzugefügt. Diese Weichstahlteile mussten ebenfalls plattiert werden, daher mussten wir uns mit unserem Galvanisierungslieferanten abstimmen, um täglich etwa 30 Einheiten zu produzieren (jeden Tag von der zweiten Schicht bearbeitet), damit wir die gefertigten Teile jedes Tages ab dem nächsten Morgen zusammenbauen konnten. Es war, als ob die Teile unsere Werkstatt nie verlassen hätten. Wenn keine externe Bearbeitung erforderlich war, haben wir die Fertigungs- und Montageprozesse direkt miteinander verknüpft.

Mithilfe einer sorgfältigen Wertstromanalyse (VSM) konnten wir die beste Reihenfolge für das Stanzen und Formen der Komponenten ermitteln. Schritt zwei bestand darin, einen Fertigungsrhythmus oder -takt festzulegen – also die verfügbare Zeit dividiert durch die Nachfrage. Wenn wir unsere Taktzeit kennen, können wir bestimmen, wie viele Personen, wie viele Geräte und wie viel Platz benötigt werden.

Unser Team hatte jede Woche 36 Stunden Zeit, um zu produzieren (unter Berücksichtigung von Pausenzeiten und geplanten Ausfallzeiten). Wir mussten 150 Einheiten pro Woche produzieren, was laut Taktzeit die Herstellung und Montage eines Mainframe-Computerschranks alle 14,4 Minuten erforderte (36 Stunden pro Woche × 60 Minuten pro Stunde geteilt durch 150 Einheiten = 14,4 Minuten pro Einheit). Wenn in jeder Einheit 25 Minuten Umformung erforderlich wären, dann (25/14,4 = 1,74, aufrunden auf 2) würden wir zwei Abkantpressen und zwei Abkantpressenbediener benötigen.

ABBILDUNG 1. Das Team des Fab-Shops, für den Gary Conner Anfang der 1980er Jahre arbeitete. Nach der Umstellung auf Mobilfunk wuchs die Mitarbeiterzahl des Unternehmens innerhalb weniger Jahre von 70 auf 270.

Wir haben auch die Zykluszeiten zwischen den Vorgängen ausgeglichen. Dazu haben wir die während des VSM erfassten Bediener- und Maschinenzykluszeitdaten überprüft. Dies hat uns dabei geholfen, Standardarbeit zu etablieren, also die Aufgaben, die jede Person im Team ausführen muss, um Taktzeiten und einen reibungslosen Arbeitsablauf einzuhalten. Wenn die durchschnittliche Gesamtzykluszeit zur Bearbeitung einer Einheit 100 Minuten und die Taktzeit 14,4 Minuten beträgt, benötigen wir 6,9 Teammitglieder (100/14,4 = 6,9). Wir versuchen zu vermeiden, dass die Leute mehr als 85 % belasten, deshalb haben wir diesen Wert auf 8 aufgerundet.

Der nächste Schritt bestand darin, die Arbeit möglichst gleichmäßig aufzuteilen, in diesem Fall 100 Minuten Arbeit geteilt durch 8 Personen (100/8 = 12,5). Jeder Person sollten während jeder 14,4-minütigen Taktzeit 12,5 Minuten Arbeit zugeteilt werden. Dies gab Zeit, sich körperlich und geistig zu erholen, den Arbeitsbereich zu reinigen oder einem Teamkollegen zu helfen.

Kamen kleinere Ungleichgewichte vor oder konnte ein Prozess nicht innerhalb der Taktzeit bewältigt werden, mussten wir flexibel sein. Wir haben die Pausen- und Mittagszeiten gewechselt und die Startzeiten gestaffelt. Im schlimmsten Fall haben wir den Restriktionsprozess um ein paar zusätzliche Produktionsstunden verlängert – was wir nur als Notlösung betrachteten. Wenn weiterhin ein Engpass bestand, überlegten wir, die Standardarbeit neu zu verteilen, Personal hinzuzufügen oder, als letzten Ausweg, einige Arbeiten vorübergehend an ein anderes Team zu vergeben.

In unserer Blechbearbeitung gab es ein Sprichwort: „Es spielt keine Rolle, wie viele Teile wir stanzen und formen; Es kommt darauf an, wie viele Baugruppen wir auf den LKW bekommen!“ Im Serienfertigungsmodus machten sich Stanz- und Umformarbeiter (angetrieben von den Zielen der Abteilung) möglicherweise wenig oder gar keine Gedanken darüber, ob das Montageteam über die Teile verfügte, die es für die Fertigstellung seiner Arbeit benötigte. Aus dem Auge, aus dem Sinn.

Unser Team hat sich entschieden, die Revolver-Stanzprogramme zu überarbeiten, um von einem Standardrevolver zu profitieren und uns dennoch das Einstanzen von Bausätzen zu ermöglichen. Wir haben eine abgestufte Werkzeugstrategie entwickelt, die es uns ermöglicht, verschiedene Komponenten mit derselben Abkantpresse zu biegen. Dies erforderte zwar ein paar einmalige Anschaffungen von Werkzeugen und verlängerte einige Rüstzeiten, aber die durchschnittliche Rüstzeit sank erheblich und hatte enorme finanzielle Auswirkungen. Darüber hinaus ermöglichte die Anordnung den Hardware-, Punktschweiß- und Montagevorgängen, die Teile sofort zu verarbeiten, ohne darauf warten zu müssen, dass alle 150 einer Komponente geformt wurden, und nur noch mehr darauf zu warten, dass die passenden Komponenten (jeweils 150) aufholen.

Verständlicherweise möchten Geschäftsinhaber ihre teuersten Maschinen optimieren, und unser Geschäft bildete da keine Ausnahme. Ein Revolverstanzer beschäftigte im Allgemeinen zwei oder drei Abkantpressen. Unser Kundenwunsch erforderte zwei Abkantpressen mit einer Auslastung von etwa 90 %, ließ den Revolverstanzer jedoch etwa 40 % der Zeit im Leerlauf.

Der Produktionsleiter und Eigentümer besuchte das Team der Zelle häufig, um herauszufinden, warum sie das rhythmische und konstante Klopfen, Klopfen, Klopfen der Schläge nicht hörten. Wir mussten erklären, dass wir einfach keine Teile vorstanzen mussten, nur um Lagerbestände aufzubauen, die niemand nutzen konnte. Und außerdem hatten wir in unserem winzigen Arbeitsbereich keinen Platz, um die Teile unterzubringen. Unsere Zelle wurde auf Effizienz ausgelegt und nicht als Lagerhaus. Unser Mantra war: „Wenn wir es aufnehmen, beenden wir es.“ (Um einen von Ohnos Lieblingssprüchen zu zitieren: „Schlafende Teile bringen kein Geld!“)

Der Linienausgleich war von entscheidender Bedeutung, und da einige Komponenten hardwareintensiv waren, während andere nur wenig oder gar keine Hardware erforderten, bauten wir spezielle Wagen mit Hochleistungsrollen. Dies ermöglichte es den Stanz- und Bremsbedienern, die Hardware-Maschinen näher an den Hauptbetrieb zu bringen, wo sie an einigen Teilen Hardware installieren konnten. Und für hardwareintensivere Komponenten haben wir einen speziellen Hardware-Installer zugewiesen. Bei der Bewältigung der Realität der Werkstattarbeit war Flexibilität von entscheidender Bedeutung.

Obwohl es für uns nicht sofort sinnvoll war, sich auf den One-Piece-Flow zu konzentrieren, erschien uns der One-Kit-Flow sinnvoller. Aber selbst ein One-Kit-Flow war nicht immer wirtschaftlich sinnvoll, also haben wir einen 25-Kit-Flow, einen 10-Kit-Flow und einen Five-Kit-Flow ausprobiert, die Grenzen ausgereizt, bis wir die Schmerzgrenze erreicht hatten, und uns dann auf ein vernünftiges Maß zurückgezogen Kit-Menge.

Schließlich tauchte das Thema Maschinenoptimierung als zielführende Chance wieder auf. Wir haben uns für eine Standardisierung unserer Revolver-Stanzwerkzeugliste entschieden. Auf diese Weise konnten wir die Anzahl der Teile maximieren, die wir ohne Einrichtung bearbeiten konnten. Unter Ausnutzung unserer Überkapazitäten programmierten und stanzten wir Teile für andere Teams. Dies trug zur Lösung des Problems der Gesamtanlageneffektivität (OEE) des Revolverlochs bei und entlastete dadurch unser Managementteam erheblich.

ABBILDUNG 2. Dieses Layout, das typisch für eine Blechfertigung ist, fördert übermäßige Bewegung und lokale im Vergleich zu globaler Effizienz.

Bei unserem größten Kunden kam es zeitweise zu Umsatzrückgängen oder einer Designänderung, was dazu führte, dass die Aufträge versiegten. Wir machten uns Sorgen und fragten uns, ob unser Team- und Zellenlayout aufgelöst und wieder in den Rest der Abteilungslayouts der größeren Werkstatt integriert werden würde. Aber wir wurden so anpassungsfähig bei der Verarbeitung von Arbeiten jeglicher Art, dass unser achtköpfiges Team (das etwa 10 % des 70-Personen-Shops ausmachte) innerhalb von nur einem Jahr 40 % des Umsatzes erwirtschaftete. Als das Management diese Zahl sah, wurde der Rest der Werkstatt nur kurze Zeit später in kleinere Arbeitsteams aufgeteilt, die unsere Zelle widerspiegelten.

Unser Unternehmen wurde zu einem der führenden Unternehmen bei der Einführung und Anpassung des Toyota-Produktionssystems an eine Auftragsfertigungsumgebung. Niemand in unserer Region konnte wirklich mit uns konkurrieren, und wir haben uns in nur wenigen Jahren von einem 70-Personen-Laden zu einem 270-Personen-Laden entwickelt (siehe Abbildung 1). Schließlich fügten wir Laser, weitere Türme und zugehörige Maschinen hinzu und brachen über mehrere Schichten hinweg in mehrere Zellen auf. Letztendlich hatten wir fast ein Dutzend kundenspezifische Teams, von denen jedes für eine bestimmte Anzahl von Teilen oder Baugruppen verantwortlich war.

Selbst nachdem unser Unternehmen in kleinere Teams und fokussierte Fabriken zerfiel, praktizierten wir weiterhin eine amerikanisierte Version des „Stehens im Kreis“. Wir sind nie davon ausgegangen, dass wir den gesamten Abfall in einem Prozess eliminieren. Gemba-Spaziergänge (regelmäßige Besuche im Arbeitsbereich) und die Einholung von Input von Arbeitsteams (Kata) blieben unerlässlich.

Durch die Aufteilung in funktionale Abteilungen optimiert das traditionelle Werkstattlayout die Maschinenauslastung (siehe Abbildung 2). Dies führt zu viel Bewegung, Transport, Warten und fördert tendenziell die Überproduktion und den daraus resultierenden Lagerbestand. Außerdem kommt es zu einer erheblichen Trennung zwischen Fertigung und Montage. Der Leiter der Fertigungsabteilung wird im Allgemeinen am „Output“ seiner Abteilung gemessen.

Abbildung 3 stellt eine Alternative dar, bei der nur wenige kleinere Maschinen bewegt werden müssen. Beachten Sie den Montagebereich an der Produktionslinie, der viel kleiner ist als der in Abbildung 2 dargestellte. Der Bereich kann eine direkte Übergabe vom Fertigungspersonal an das Montagepersonal ermöglichen.

Die Einbettung eines Montagebereichs in der richtigen Größe in den Wertstrom verbessert die Teamarbeit, die Kommunikation, die gegenseitige Schulung und das Feedback. Außerdem wird es für das Team einfacher, die Arbeit zu teilen und die Linie auszubalancieren. Da die Wertstromausrichtung bedeutet, dass eine diskrete Anzahl von Teilen zusammengebaut werden muss, können wir die Anzahl der Handwerkzeuge und den Platzbedarf optimieren.

Beachten Sie, dass eine sofortige Übergabe zwischen Fertigung und Montage möglicherweise nicht möglich ist, wenn es keine sich wiederholenden Aufträge gibt und jeder Arbeitsauftrag einzigartig ist oder wenn Teile das Gebäude zur externen Bearbeitung verlassen müssen. Allerdings kann eine Zelle diese effizienten Übergaben für Jobs ohne diese Anforderungen sicherlich erleichtern.

Die Nähe von Fertigungs- und Montagekapazitäten innerhalb der Zelle stellt völlig neue Überlegungen dar. Wenn nicht alle zu montierenden Komponenten gleichzeitig verfügbar sind, gerät die Montage ins Stocken. Auch hier ist Kitting Teil der Lösung (siehe Abbildung 4). Das Stanzen und Umformen von Bauteilen in der Reihenfolge, in der das Montageteam sie benötigt, erfordert eine klare Kommunikation. Komponenten, die eine Untermontage erfordern, müssen zuerst bearbeitet werden. Ein paar Minuten, die Sie mit der Überprüfung und Strategieentwicklung der Montagereihenfolge verbringen, helfen im Allgemeinen dabei, die richtige Fertigungsreihenfolge zu bestimmen.

Bei der Arbeit mit kleineren Losgrößen und Bausätzen erkennen die Verantwortlichen für die Weiterverarbeitung (z. B. Schweißen, Punktschweißen oder Montage) Passungs- und Funktionsprobleme sofort. Bei der Serienfertigung treten solche Fehler möglicherweise erst nach Tagen auf. Effizientes Feedback von nachgelagerten Prozessen verbessert schnell die Qualität der Ausgabe, reduziert Nacharbeiten und trägt zusätzlich zu finanziellen Gewinnen bei.

Die Kommunikation bleibt von entscheidender Bedeutung, denn seien wir ehrlich: Irgendwann wird es einen Werkzeugkonflikt, maschinenspezifische Anforderungen außerhalb der Zelle oder eine andere Realität geben, die den Fluss unterbricht. Auch hier kann das Team der Zelle nach einer kurzen, aber sorgfältigen Überprüfung der Arbeitsaufträge des Tages potenzielle Hindernisse identifizieren, Interventionstechniken entwickeln und sich bei Bedarf mit anderen Teams abstimmen. Wenn beispielsweise Probleme mit dem Werkzeugspiel und der Inkompatibilität von Werkzeugen auftreten, kann die Bereitstellung einer kleinen Menge an Material als Work-in-Process (WIP) oder eines Kanban-Nachschubsystems (Pull) erheblich dazu beitragen, die Zeitverschwendung beim Warten auf Teile zu reduzieren.

ABBILDUNG 4. Ein Teilesatz wird auf einem speziell angefertigten Wagen bereitgestellt. Wenn nicht alle Teile zum richtigen Zeitpunkt verfügbar sind, kann die Montage ins Stocken geraten – daher ist eine ständige Kommunikation und Problemlösung erforderlich.

In einer funktionalen, abteilungsorientierten Lohnfertigung bearbeiten die Bediener möglicherweise Hunderte oder sogar Tausende einzigartige Teile und sehen möglicherweise monatelang nicht, dass dasselbe Teil wiederholt wird. Andererseits sind Mobilfunkteams, die als konzentrierte Fabrik arbeiten, möglicherweise nur für ein paar Dutzend Komponenten von einer Handvoll Kunden verantwortlich. Dies schafft ein echtes Gefühl der Eigenverantwortung und die Zufriedenheit, das Produkt eines Kunden von Anfang bis Ende zu produzieren, anstatt nur einen einzigen Arbeitsgang auszuführen und dann zu sehen, wie seine harte Arbeit palettiert und in eine andere Abteilung verschleppt wird. Sie können kein wirkliches Gefühl der Vollendung verspüren.

Fokussierte Fabriken ähneln einer Fabrik innerhalb einer Fabrik. Teams sind für einen definierten Satz von Teilen verantwortlich und rechenschaftspflichtig. Diese können ähnliche Prozessschritte erfordern, aus demselben Materialtyp bestehen oder möglicherweise für einen bestimmten Kunden bestimmt sein.

Da sie mit einem bestimmten Teilesatz vertrauter werden, haben Teams eine bessere Chance, die Fehler zu beheben. Sie werden mit den Nuancen eines bestimmten Materials, einer bestimmten Teilegröße oder einer anderen Eigenschaft vertraut, die mit dem ihnen zugewiesenen Komponentensatz verbunden ist. Sie perfektionieren Setups, identifizieren Qualitätserwartungen, entwickeln Abkürzungen und entdecken und dokumentieren mögliche Fallstricke. Sie standardisieren Best Practices und etablieren Standardarbeitsanweisungen.

Also, wie fängt man an? Mein Rat ist: Fangen Sie klein an, aber fangen Sie bald an. Wählen Sie einen kleinen Wertstrom aus, der als Modelllinie dienen kann, in der Sie den Prozess testen und Ihre Teams in den vielen Disziplinen der Weltklasse-Fertigung schulen können. Nicht jedes Lean-Tool eignet sich für eine Lohnfertigung, aber Dutzende eignen sich für jedes Unternehmen, unabhängig von Größe, Standort, Kundenstamm oder Produkttyp. Dazu gehören 5S, VSM, Total Productive Maintenance (TPM), Losgrößenreduzierung, Cross-Training, Mobilfunklayout, Pull-Systeme, visuelle Leistungsmetriken und mehr.

Wir haben gegenüber unseren Unternehmen, Kunden, Familien, Gemeinden und uns selbst die Verpflichtung, unsere Fähigkeit, Verschwendung zu erkennen und zu beseitigen, kontinuierlich zu verbessern. Obwohl Ohnos Methoden vielleicht als hart oder anmaßend angesehen wurden, hat er sicherlich bewiesen, dass wir uns von der Konkurrenz abheben, indem wir ein Bewusstsein für Verschwendung (in all ihren Variationen) entwickeln und so viel wie möglich eliminieren. Also stellt euch im Kreis auf!

ABBILDUNG 3. Bei dieser Layout-Alternative wird der Fab-Shop neu organisiert, um eine Fertigungs- und Montagezelle zu integrieren. Das Layout umfasst eine kleinere Abkantpresse und eine Hardware-Abteilung für Teile, die noch nicht vollständig durch die Zellen fließen. Der Übergang zur zellularen Fertigung erfolgt nicht über Nacht.