Schneider / Matyas Lean und Industrie 4.0
1. Auflage 2019
ISBN: 978-3-446-45986-1
Verlag: Carl Hanser
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Eine Digitalisierungsstrategie mit der Wertstrommethode und Information Flow Design
E-Book, Deutsch, 150 Seiten
ISBN: 978-3-446-45986-1
Verlag: Carl Hanser
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Digitalisierung in der Produktion – wo es lohnt
Die Industrie unternimmt viel, um ihre Prozesse und Produkte zu digitalisieren und durch Lean-Management Verschwendung zu vermeiden. Hier liegt ein großes Potenzial für Effizienzsteigerungen und Innovationen. Doch nicht immer sind diese Bemühungen so fokussiert, dass der erwartete Effekt auch eintritt. In diesem Buch beschreibt der Autor mit welcher Methode sich dieses Problem lösen lässt. Es fließen die Erkenntnisse aus realen Beratungsprojekten ein. Handlungsblockaden werden gelöst, indem zuerst die offensichtlichen Quellen der Verschwendung beseitigt werden. Auf dieser Basis können im nächsten Schritt Smart Products und Smart Services entwickelt werden.
Am Ende halten Sie alle Elemente für eine eigene Digitalisierungsstrategie in Händen, wobei aber immer gilt "Lean geht vor Industrie 4.0".
Was Ihnen das Buch bringt:
- eine eigene Digitalisierungsstrategie entwickeln lernen
- ein kundenorientiertes Leitbild als Basis entwerfen
- neue Technologie nur dort einsetzen, wo es wirklich den Geschäftszielen dient
Mit Hilfe dieses Buches vermeiden Sie Irrwege und fruchtlose Diskussionen der Projektbeteiligten. Profitieren Sie von den Erfahrungen anderer und nutzen Sie bewährte Werkzeuge um schneller ans Ziel zu kommen.
Autoren/Hrsg.
Fachgebiete
- Wirtschaftswissenschaften Betriebswirtschaft Management Forschung & Entwicklung (F&E), Innovation
- Technische Wissenschaften Maschinenbau | Werkstoffkunde Produktionstechnik
- Wirtschaftswissenschaften Wirtschaftssektoren & Branchen Fertigungsindustrie
- Mathematik | Informatik EDV | Informatik Computerkommunikation & -vernetzung
- Mathematik | Informatik EDV | Informatik Informatik Mensch-Maschine-Interaktion Ambient Intelligence, RFID, Internet der Dinge
- Technische Wissenschaften Technik Allgemein Mess- und Automatisierungstechnik
- Wirtschaftswissenschaften Betriebswirtschaft Wirtschaftsinformatik, SAP, IT-Management
- Mathematik | Informatik EDV | Informatik Angewandte Informatik Wirtschaftsinformatik
- Wirtschaftswissenschaften Betriebswirtschaft Bereichsspezifisches Management Produktionsmanagement, Qualitätskontrolle
Weitere Infos & Material
1;Vorwort;6
2;Über den Autor;8
3;Inhalt;10
4;1 Einleitung – eine Welt, die sich verändert;14
5;2 Der Check-up – wie hoch ist der Bedarf für Lean und Digitalisierung in Ihrem Unternehmen;16
5.1;2.1 Erläuterung des Check-ups;16
5.2;2.2 Fragebogen zum Check-up;19
5.3;2.3 Auswertung des Check-ups;23
5.4;2.4 Zusammenfassung;33
6;3 Lean Production – die bewährte Lösung;36
6.1;3.1 Lean – das aktuell wohl beste Produktionskonzept;36
6.2;3.2 Die acht Systemischen Prinzipien – Erläuterung anhand der Skigebietanalogie;39
6.3;3.3 Zusammenfassung Lean;42
7;4 Industrie 4.0 – das neue Heilsversprechen;44
7.1;4.1 Die Herausforderungen von Industrie 4.0 – wo stehen die meisten Unternehmen?;44
7.2;4.2 Die drei Dimensionen von Industrie 4.0 – Smart Product, Smart Services und Smart Factory;46
7.3;4.3 Warum Industrie 4.0?;51
7.4;4.4 Industrie 4.0 – warum gerade jetzt?;53
7.5;4.5 Das beobachtete Muster der Digitalen Transformation – Transparenz, Vernetzung, Kundenmehrwert schaffen;58
7.6;4.6 Zusammenfassung Industrie 4.0;59
8;5 Unser Credo – Lean vor Industrie 4.0!;62
8.1;5.1 Potentielle Zielkonflikte zwischen Lean und Industrie 4.0;62
8.2;5.2 Empfehlung zur Vorgehensweise – Lean vor Industrie 4.0;64
8.3;5.3 Lean-kompatible Industrie-4.0-Technologien – die acht Systemischen Prinzipien als Basis;64
8.4;5.4 Zusammenfassung;68
9;6 Die Herausforderung – eine eigene Digitalisierungsstrategie entwickeln;70
9.1;6.1 Der Holzweg – ein technikorientiertes Zielbild;70
9.2;6.2 Der Lösungsweg – ein kundenorientiertes Zielbild;72
9.2.1;6.2.1 Das Kundenbedürfnis in den Mittelpunkt stellen;72
9.2.2;6.2.2 Startpunkt der Digitalen Transformation – die Smart Factory;73
9.3;6.3 Methode zur Beschreibung eines kundenorientierten Zielbildes – das Wertstromdesign;74
9.4;6.4 Zusammenfassung;75
10;7 Die Methode – die Wertstromanalyse 4.0;76
10.1;7.1 Beschreibung der klassischen Wertstrommethode;76
10.2;7.2 Zusammenfassung;88
11;8 Die Digitalisierungsstrategie für Lean-Unternehmen – Ableitung mit Hilfe der Wertstrommethode 4.0;90
11.1;8.1 Ein gemeinsames Verständnis schaffen – Grundlagen der Digitalisierung und der Wertstromanalyse 4.0;92
11.1.1;8.1.1 Was ist Digitalisierung, Industrie 4.0 und Digitale Transformation – ein gemeinsames Verständnis;92
11.1.2;8.1.2 Das Basiswerkzeug – Vorstellung der Wertstromanalyse 4.0;92
11.2;8.2 Die gemeinsame Herausforderung – das Ziel und die Vision verstehen;93
11.3;8.3 Den IST-Zustand verstehen – Wertstromanalyse 4.0;95
11.3.1;8.3.1 Sehen lernen – Erstellung der (klassischen) Wertstromanalyse;95
11.3.2;8.3.2 Digital sehen lernen – Erweiterung zur Wertstromanalyse 4.0;97
11.3.3;8.3.3 Positionsbestimmung – der aktuelle Digitalisierungsgrad des Unternehmens;103
11.4;8.4 Das Zielbild beschreiben – das Wertstromdesign erstellen;104
11.5;8.5 Der Umsetzungsplan auf Basis des Wertstromdesigns – KATA einsetzen;106
11.5.1;8.5.1 Hindernisse, an denen als Nächstes gearbeitet werden muss – Kaizen entlang des Wertstromdesigns;106
11.5.2;8.5.2 Der Schleifenplan – Reduzierung der Komplexität der Umsetzung;108
11.5.3;8.5.3 Erst organisieren – dann investieren;108
11.6;8.6 Der Technologieüberblick – Technologiescouting für Lean-Unternehmen;110
11.6.1;8.6.1 Aufbau des Technologie-Überblickswissens – Messebesuche und Netzwerk;111
11.6.2;8.6.2 Aufbau eines Technologiekataloges – wie denkt ein Planer?;112
11.6.3;8.6.3 Vermittlung eines Technologieüberblicks – der Prozess in der Lern- und Musterfabrik als Basis;112
11.7;8.7 Prozessorientierte Technologieauswahl – Erweiterung zum Wertstromdesign 4.0;116
11.7.1;8.7.1 Das SEE-Frageschema – Stabilität, Effizienz und Effektivität;116
11.7.2;8.7.2 Vernetzung der digitalen Technologien – Auswahl einer IIoT-Plattform;121
11.7.3;8.7.3 Prototypenhafte Umsetzung – Process Prototyping in der Musterfabrik des TZ PULS;125
11.7.4;8.7.4 Prozesse radikal neu denken – eine Anleitung;126
11.8;8.8 Datenbasierten Mehrwert für den Kunden schaffen – Ausweitung zum Smart Product und Smart Service;128
11.9;8.9 Zusammenfassung – Ableitung einer prozessbasierten Digitalisierungsstrategie;130
12;9 Ein wertstrombasiertes Gesamtkonzept für Ihr Unternehmen – Lean Factory Design;132
12.1;9.1 WOHIN wir mit dem Kunden wollen – der Nordstern;133
12.2;9.2 WIE wir im Rahmen von LFD vorgehen – das LFD-Leistungsportfolio;136
12.3;9.3 WAS wir dazu einsetzen – das PuLL-Produktionssystem;139
13;10 Der Nutzen einer Digitalisierungsstrategie – ein Kommunikationsinstrument für die Produktion und Logistik;142
14;Literatur;146
15;Abbildungsverzeichnis;150
16;Index;154
3 Lean Production – die bewährte Lösung Die Fragen 1-20 des Check-ups im Kapitel 2 zeigen Ihnen den Bedarf an Lean in Ihrem Unternehmen auf. Im Folgenden soll Ihnen ein kurzer Überblick über dieses weitläufige Thema vermittelt werden. 3.1 Lean – das aktuell wohl beste Produktionskonzept Viele Unternehmen beschäftigen sich seit Jahren mit dem Thema Lean. Es wurden bei konsequenter Umsetzung enorme Verbesserungen in Qualität, Durchlaufzeit, Mitarbeiter- und Flächenproduktivität erreicht. Lean ist ein ganzheitliches Konzept, also eine Sammlung und Systematisierung von Leitsätzen und Prinzipien, und stellt unserer Meinung nach aktuell die beste Methodik zur Organisation eines Produktionsunternehmens dar. Die Lean-Prinzipien sind nicht theoretisch entwickelt worden, sondern der Alltagspraxis entsprungen. Durch ständiges Hinterfragen aller Prozesse und Vorgänge werden die nicht wertschöpfenden Prozesse, die sogenannte Verschwendung, identifiziert. Die Grundsätze von Lean Production werden meist in Form eines Hauses dargestellt (siehe Bild 3.1). Die Form eines Hauses wurde gewählt, da die Konstruktion, ähnlich einem Bauwerk, nur dann stabil ist, wenn das Dach, die Wände und das Fundament stark sind. Im Folgenden werden die einzelnen Elemente des TPS-Hauses kurz erläutert. Bild 3.1 Das TPS-Haus (in Anlehnung an (Liker 2006), S. 65) Das Dach des Toyota-Produktionssystems, des (TPS)-Hauses, besteht aus den Zielen des Produktionssystems, die die Kundenorientierung Toyotas widerspiegeln. Die Anforderungen der Kunden sind: höchste Qualität, niedrige Kosten und kurze Durchlaufzeit als Voraussetzung für kurze Lieferzeiten. Im Mittelpunkt des Toyota-Produktionssystems (TPS) steht die Vermeidung von Verschwendung. Durch das Verringern der Verschwendung kann die Durchlaufzeit der Produktion gesenkt werden, wodurch die Produkte in kürzerer Zeit durch die Prozesskette fließen. Die kürzere Inanspruchnahme der Produktionsressourcen impliziert geringere Produktionskosten. Lean unterscheidet üblicherweise sieben Arten der Verschwendung (Klevers 2007): Überproduktion Unnötige Bewegungen Nacharbeit/Ausschuss Überflüssiger Transport Ungenügende Prozessgestaltung Wartezeit Bestände Für eine tiefergehende Beschreibung der Verschwendungen sei auf (Schneider 2016) verwiesen. Einen zentralen Punkt im Lean-Denken stellen die kontinuierliche Verbesserung (KVP) und die Mitarbeiter dar. Die wichtigste Basis für KVP bildet das Erfahrungswissen der Produktionsmitarbeiter und ihre Einbindung. Durch KVP-Workshops, in denen Produktionsmitarbeiter und Verantwortliche zusammenarbeiten, werden die Prozesse standardisiert und optimiert. Dabei werden die Mitarbeiter darin geschult, Verschwendungen zu erkennen, und können bei der Gestaltung ihrer Arbeitsplätze aktiv mitwirken (Fitsch 2007). Ziel aller KVP-Methoden und Werkzeuge ist die strikte Ausrichtung und Überprüfung aller Aktivitäten und Einrichtungen in der Fabrik am Kundennutzen. Dies schützt vor unproduktiven, nicht wertschöpfenden Aktivitäten innerhalb der Produktion (Wildemann 1993). Durch den kontinuierlichen Verbesserungsprozess werden die definierten Standards immer weiter optimiert (Shingo 1989). Um eine Fließfertigung einführen zu können, sind aus Lean-Sicht drei Grundvoraussetzungen zu erfüllen: Produktion in Taktzeit Standardisierung der Arbeit Stabile Prozesse Produktion in Taktzeit bedeutet, dass die Produktion eines Teiles in dem vom nachgelagerten Prozess (dem Kunden) vorgegebenen Zeitrahmen stattfindet. Die Taktzeit hilft dabei, das Tempo der Montage mit dem Tempo der Nachfrage zu synchronisieren. Standardisierung der Arbeit bedeutet, dass die Arbeitsabläufe mittels Arbeitsanweisungen in Form von Standardarbeitsblättern vereinheitlicht werden. Das Besondere ist, dass diese Ablaufbeschreibungen nicht von zentralen Planungsabteilungen, sondern von den Mitarbeitern selbst erstellt werden (Ohno 1993). Dabei ist das Ziel keineswegs die ständige, sekundengenaue Überwachung der Arbeitsausführungen der Mitarbeiter. Vielmehr bildet die immer gleiche Ausführungsweise der Arbeitsschritte die Grundlage für den kontinuierlichen Verbesserungsprozess (Liker, Meier 2008). Denn nur Prozesse, die personen- und werksübergreifend identisch ausgeführt werden, können im nächsten Schritt auch im selben Ausmaß verbessert werden. Deshalb ist eine Standardisierung in der Produktion der Dreh- und Angelpunkt einer „schlanken Produktion“ (Takeda 2006). Die Entwicklung stabiler Prozesse ist eine weitere Grundvoraussetzung für die Implementierung einer kontinuierlichen Fließfertigung mit Einzelstückfluss in der Produktion. „Stabilität“ bedeutet die Fähigkeit eines Prozesses, konstant die geforderte Ausbringungsmenge zu produzieren. Die Lean-Methoden schaffen stabile Prozesse hauptsächlich durch die Eliminierung der Verschwendung. Die Methoden des visuellen Managements sind Werkzeuge, um Transparenz in der Produktion zu schaffen. Durch das Aufzeigen von Differenzen zwischen Ist- und Sollniveau von Kennzahlen bzw. von Problemen und Störungen in der Produktion sollen Kaizen-Maßnahmen schnell und dezentral entwickelt und umgesetzt werden (Takeda 2006). Just-in-Time bedeutet, dass in einem Fließverfahren die Teile, die zur Montage benötigt werden, zur rechten Zeit und nur in der benötigten Menge am Arbeitsplatz ankommen (Ohno 1993). Um diesen Grundsatz erfüllen zu können, verwendet Toyota zwei Instrumente: Einzelstückfluss in einer kontinuierlichen Fließfertigung Kanban-Bestandssteuerung Der Einzelstückfluss ist wichtig. Da der Kunde am Produktionsausgang in der Regel nur ein Stück mit bestimmten Spezifikationen kauft, muss der Einzelstückfluss (häufig auch one-piece-flow) ermöglicht werden. Im Idealzustand wird jedes Produkt einzeln gefertigt, transportiert und weitergegeben (Takeda 2006). Die Kanban-Bestandssteuerung ist ein System zur Materialdisposition, das die in einer Produktion befindliche Bestandsmenge nach oben hin begrenzt. Ziel ist eine Produktion auf Abruf (Just-in-time production), um den Bestand so gering wie möglich zu halten und trotzdem einen hohen Grad der Liefertreue zu gewährleisten (Zäpfel 1989). Ein weiterer Vorteil einer Fließfertigung ist Jidoka. Durch diese „Kultur des Anhaltens“ wird das wiederholte Auftreten eines Fehlers unterbunden und möglichen Qualitätsmängeln der Endprodukte durch Montagefehler vorgebeugt. Ein großer Vorteil sind die wesentlich kürzeren Qualitätsregelkreise. Fehler werden früher entdeckt und der Aufwand für die Qualitätssicherung kann reduziert werden. Eine der wichtigsten Methoden in der Lean Production zum Erkennen struktureller Ursachen von Verschwendung ist die Wertstrommethode (siehe Kapitel 7). Ein Wertstromdesign stellt die Vision, den Soll-zustand der späteren Produktion, dar und gibt eine Art Richtlinie an die Hand, deren Anwendung sich in der Vergangenheit bewährt hat (Rother, Shook 2011). Die grundlegenden Ideen von Lean lassen sich sehr gut anhand der acht Systemischen Prinzipien erläutern, die zeigen, wie ein aus Lean-Sicht gutes System aufgebaut sein sollte. 3.2 Die acht Systemischen Prinzipien – Erläuterung anhand der Skigebietanalogie Wie bereits beim Check-up im Kapitel 2 erläutert wurde, beschreiben die acht Systemischen Prinzipien den Sollzustand eines Produktionssystems. Um die acht Systemischen Prinzipien Fluss, Takt, Standard, Pull, Integration, Synchronisation, Perfektion und Robustheit zu verdeutlichen, soll auf eine Analogie zurückgegriffen werden. Stellen wir uns die zu vergleichenden Produktionssysteme Lean Production und die klassische Massenproduktion als zwei Skigebiete vor. Zunächst ist der Zielzustand zu klären. Was erwartet unser Kunde? Er möchte im Skigebiet möglichst ungestört und häufig die Piste...
