Was sind die 8 Verschwendung von Lean Manufacturing und wie können sie reduziert werden

Effizienz ist der Kern von Herstellungsprozessen. Da wir auf dem Weg zu kohlenstofffreien Prozessen sind und die nachhaltige Produktion im Auge behalten, ist es an der Zeit, uns mit den Auswirkungen von Abfällen in der Fertigung zu befassen. Die oberste Priorität der Manager ist die Beseitigung von Abfällen in industriellen Prozessen, aber wie können wir die Bereiche ausfindig machen, in denen Ressourcen missbraucht werden?

In diesem Leitfaden stellen wir die Konzepte von Lean Manufacturing vor und legen den Schwerpunkt auf die sogenannten 8 Verschwendung von Lean und darauf, wie Unternehmen diese durch Industrie-4.0-Softwarelösungen verhindern können.

Was ist Lean Manufacturing?

Lean Manufacturing ist eine Produktionsmethode, die darauf ausgerichtet ist, die Produktivität zu maximieren und gleichzeitig Abfall zu reduzieren. Es gibt mehrere verwandte Begriffe, wie Lean Production und Lean. Historisch gesehen können wir die Modelle JIT (Just-in-Time) und TPS (Toyota Production System) als Vorläufer der Lean-Methode bezeichnen.

Fünf Säulen prägen die Kernprinzipien dieser Methode, auch bekannt als die Fünf Prinzipien von Lean. Diese wurden in dem Buch von James P. Womack und Daniel T. Jones vorgestellt“Lean Thinking: Verbannen Sie Verschwendung und schaffen Sie Wohlstand in Ihrem Unternehmen“ (1996)

Prinzip #1 — Wert definieren

Wir können den Wert als die Summe annehmen, die ein Kunde bereit ist, für ein Produkt oder eine Dienstleistung zu zahlen. Dies ist bei technologischen Gütern möglicherweise nicht offensichtlich, da Produkte die Erwartungen der Kunden übertreffen, und hier bestimmt die Erfüllung eines Bedarfs den Wert.

Unternehmen legen den Wert eines Produkts/einer Dienstleistung nicht zufällig fest. Da das Hauptanliegen der Produktion darin besteht, dem Endkunden einen Mehrwert zu bieten, können verschiedene Techniken wie Interviews, Marktforschung, Wettbewerbsanalysen, Umfragen und demografische Informationen Unternehmen dabei helfen, die Bedürfnisse der Kunden, ihre Bereitschaft, für eine Lösung zu zahlen, und das Potenzial, das sie in einem bestimmten Markt haben kann, zu ermitteln.

Prinzip #2 — Den Wertstrom abbilden

Nachdem Sie den Wert ermittelt haben, ist es an der Zeit, ihn als Bezugspunkt zu verwenden und die potenziellen Bereiche zu ermitteln, die diesen Werten entsprechen. Bis zu diesem Zeitpunkt ist es an der Zeit, die Prozesse und ihre Abfallproduktion zu evaluieren. Diese lassen sich in zwei Gruppen einteilen: Abfall ohne Mehrwert, der aber notwendig ist, und Abfall ohne Wert und unnötig. Die zweite Gruppe sollte sofort aus der Produktion genommen werden.

Kanban-Boards (die nach dem TPS-Modell erstellt wurden) sind wertvolle Ressourcen, um diesen Wertstrom abzubilden, und sie sollten in die folgenden Kategorien unterteilt werden:

• Angefordert
• In Bearbeitung
• Erledigt

Indem Sie den Arbeitsablauf mithilfe eines Kanban-Boards organisieren, können Sie leicht erkennen, in welchen Produktionsbereichen Abfall anfällt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sie zur Optimierung der Arbeitsabläufe beitragen, da die Mitarbeiter Engpässe leicht erkennen können.

Prinzip #3 — Flow erstellen

Wenn Abfall kein Bestandteil unseres Produktionsprozesses ist, müssen wir sicherstellen, dass alles reibungslos abläuft, ohne Verzögerungen oder Unterbrechungen. Aus diesem Grund kann der Einsatz von Tools wie Kanban-Boards helfen, da wir verhindern, dass größere Ereignisse blockiert werden, die unsere Produktionslinien sowohl Zeit als auch Ressourcen beanspruchen.

Engpässe sollten behoben, überprüft werden, um ihre Hauptursachen zu klären, und dann sollte der Prozess im Hinblick auf weitere Verbesserungen neu bewertet werden. Eine einfache Möglichkeit, Situationen wie diese zu lösen, besteht darin, den Arbeitsaufwand so lange zu begrenzen, bis der Engpass behoben ist. Die Verwendung von WIP-Grenzwerten (Work-in-Process-Limits) unterstützt diese Idee, da es sich dabei um feste Grenzwerte handelt, anhand derer Prozessverschwendung erkannt werden kann.

Vermeiden Sie um jeden Preis Praktiken wie Multitasking, um Ihre Produktionsqualität zu verbessern.

Prinzip #4 — Pull einrichten

Anstatt produzierte Waren zu horten, entscheidet sich Lean Manufacturing für ein begrenztes Produktionssystem, in dem neue Elemente nur dann entwickelt werden, wenn freie Lagerkapazitäten vorhanden sind. Dies verhindert Überproduktion und senkt die Kosten, da der Preis, den die Kunden zahlen, dem tatsächlichen Wert entspricht, den die Kunden verlangen.

Die Aufgaben werden bei der Arbeit in einem Pull-System in eine Warteschlange gestellt. Wenn sich ein Worker oder eine Maschine im Leerlauf befindet, muss die nächste Aufgabe, die zugewiesen werden soll, die höchste Priorität in der Warteschlange haben. Hersteller können dann die Effizienz von Produktionsprozessen anhand der Zykluszeiten (und deren Vergleich mit idealen Zykluszeiten) und der Durchsatzkapazität messen.

Es gibt drei verschiedene Arten von Full-Pull-Produktionen:

• Supermarket Pull System: Der einfachste Typ. Sobald ein Produkt an seinen Bestimmungsort geliefert wurde, wird das Produkt aus dem verfügbaren Bestand entnommen. Dann befiehlt dieses Pull-System, eine neue Einheit herzustellen.
• Sequentielles Pull-System: Geeignet, wenn der Lagerbestand schwer nachzuverfolgen ist. Daher wird die Produktion nach Bedarf abgewickelt (Produkt wird auf Bestellung gefertigt). Die Einschränkung dieses Pull-Systems besteht darin, dass es komplexe Managementfähigkeiten erfordert, um den Produktionsfluss aufrechtzuerhalten.
• Gemischtes Supermarkt-/sequentielles System: Es funktioniert, wenn ein kleiner Prozentsatz der Teile den Großteil des täglichen Produktionsvolumens abdeckt.

Prinzip #5 — Auf eine ständige Verbesserung hinarbeiten

Es gilt als das wichtigste Prinzip der schlanken Fertigung, da es eine Änderung der Denkweise impliziert. Kontinuierliche Überarbeitungen und Forschungen zur Verbesserung der Prozesse werden Teil der Unternehmenskultur, in der jeder Mitarbeiter nach Perfektion streben sollte, ohne die Anforderungen des Kunden zu vernachlässigen.

Methoden wie der Plan-Do-Check-Act sind wertvolle Werkzeuge, um diese Denkweise der ständigen Verbesserung in jeder Organisation umzusetzen. Dennoch ist es auch ratsam, mit anderen Strategien wie Stand-up-Meetings zu arbeiten.

Was sind die 8 Verschwendung bei Lean Manufacturing?

Im Mittelpunkt von Lean Manufacturing steht die Reduzierung von Abfällen. Im Folgenden sind die 8 Verschwendungen aufgeführt, die bei der schlanken Fertigung anfallen.

1. Defekte

Sie werden in der Regel während der Produktion als Abfall betrachtet, d. h. als Verformungen oder nicht benötigte Merkmale eines Produkts, die bei einer Inspektion festgestellt wurden. Obwohl einige Teile nachbearbeitet werden können, zielt Lean Manufacturing auf eine „richtige“ Produktion ab, was bedeutet, dass die Zeit effizient genutzt wird.

Lösung: Dank der Implementierung einer Produktionsüberwachungssoftware kann die Anzahl der Ausschussmengen erheblich reduziert werden, wodurch Verschwendung vermieden und die OEE-Werte verbessert werden.

2. Überproduktion

Mehr Waren zu produzieren, als die Nachfrage erfordert, ist eine Verschwendung von Zeit, Mühe und Ressourcen. Wie wir in der Definition von Lean Manufacturing eingeführt haben, besteht ein Prinzip von Lean darin, genau die Menge zu produzieren, die uns unsere Lagerkapazität ermöglicht.

Lösung: Bereiten Sie Ihr Team auf eine JIT-Mentalität vor, d. h. die Produktion beginnt erst, wenn der Bestand aufgefüllt werden muss. Wenn es Leerlaufzeiten gibt, sollten Sie erwägen, dieses Humankapital und diese Zeit in das Testen innovativer Lösungen zu investieren, mit denen Sie Ihre Leistung verbessern können.

3. Wartet

Zeit muss die wertvollste Ressource in der Fertigung sein, da Leerlaufzeit gleichbedeutend mit keiner Produktion ist. Immer wenn es bei einer Maschine zu einem Ausfall kommt, der länger als 10 Sekunden anhält, oder wenn es im Laufe des Tages einen kleinen Stillstand gibt, können wir sicher sein, dass es sich um einen verpassten Tag in der Produktion handelt. Selbst wenn das Warten in Bezug auf die Warteschlange wie ein endloser Kaskadenprozess erscheinen kann, wird ein gewisser Spielraum als akzeptabel angesehen und einer Überproduktion vorgezogen.

Lösung: Suchen Sie nach den Ursachen für Engpässe und beheben Sie die angesammelten Mikrostopps. Hersteller übersehen häufig Stopps zwischen 2 und 3 Sekunden, aber deren Wiederholung kann zu erheblichen Verzögerungen führen.

4. Transport

Bewegliche Teile oder fertige Produkte folgen in der Regel nicht den gleichen strengen Richtlinien wie andere Prozesse in Ihrer Fabrik. Vernachlässigung der Sorgfalt beim Transport kann zu unnötigen Fahrten, beschädigten Teilen und Verschwendung von Zeit, Treibstoff und Personalressourcen führen.

Lösung: Nehmen Sie sich zusätzliche Zeit, um detaillierte Routen für den Transport von Teilen innerhalb Ihrer Fabrik zu planen. Die beteiligten Bediener, das Inventar, die Ausrüstung, die Produktlinien usw. sollten in diesem Plan detailliert aufgeführt sein, damit die Routen optimiert werden können, um unterschiedliche Anforderungen auf derselben Route abzudecken, ohne die Lieferzeiten zu beeinträchtigen.

5. Inventar

Inventarabfälle stehen im Zusammenhang mit Überproduktionsabfällen, d. h. überschüssigen Vorräten, die zusätzlichen Platz oder Transport erfordern, um untergebracht zu werden.

Lösung: Die Verwendung von Kanban-Boards hilft dabei, den Fluss der produzierten Waren effektiv zu steuern. Auf diese Weise können Manager die Gesamtzahl der im Lager befindlichen Teile ermitteln und so eine zusätzliche Produktion verhindern.

6. Nicht genutzte Personen

Diese Verschwendung ist schwer zu bekämpfen, da sie einen erfahrenen Manager erfordert, der für das Personal verantwortlich ist. Wenn die Fähigkeiten einer Person nicht in vollem Umfang genutzt werden, kann dies zu diesen drei potenziellen Problemen führen:

• Mangelnde Motivation zur Arbeit
• Mangelnde Leistung des Mitarbeiters
• Verschwendung von Wachstumspotenzialen für das Unternehmen und die Karriere des Mitarbeiters

Diese Verschwendung hat auch eine andere Seite, und das ist, wenn die Person für nicht wesentliche Aufgaben, die mit ihrem Talent zu tun haben, überarbeitet ist. In der Folge geraten Prozesse ins Stocken, und das Unternehmen verliert seinen Arbeitsfluss.

Lösung: Gehen Sie bei der Einstellung eines Kandidaten auf das Potenzial und die Fähigkeiten Ihrer Belegschaft ein, indem Sie ausführliche Interviews führen. Für Mitarbeiter, die bereits Teil des Unternehmens sind, sollten HR-Teams ihre Leistung überprüfen und nach offenen Stellen suchen, die unternehmensintern besetzt werden können, um dem Mitarbeiter die Chance zu bieten, sich in seiner Karriere weiterzuentwickeln.

Stellen Sie sicher, dass Sie Assistenzstellen für Rollen einstellen, die viele sich wiederholende Aufgaben erfordern, die den Fokus des Mitarbeiters von den Bereichen ablenken, in denen er einen Mehrwert schaffen kann. Wenn die Einstellung von Personal keine Option ist, sollten Sie Softwarelösungen in Betracht ziehen, die zur Automatisierung von Prozessen beitragen können.

7. Bewegung

Bewegungsverschwendung liegt vor, wenn eine Handlung ausgeführt wird, die dem Produkt keinen Mehrwert verleiht. Nehmen wir zum Beispiel an, ein Bediener muss sich hin und her bewegen, um die benötigten Werkzeuge für die Workstation zu holen, weil nicht genügend Speicherplatz zur Verfügung steht, um sie alle zuzuweisen.

Lösung: Vermeiden Sie diese Verschwendung, indem Sie die Leistung der Bediener während der Schichten beobachten und schlechte Ergonomie beheben. Dadurch sollen sowohl Zeitverschwendung als auch mögliche Arbeitsunfälle vermieden werden.

8. Zusätzliche Verarbeitung

Die zusätzliche Verarbeitung ähnelt einer Bewegung in Bezug auf Aktionen, die dem Produkt keinen zusätzlichen Wert verleihen, sondern sich speziell auf Materialveränderungen oder ästhetische Merkmale beziehen. Mit dieser Verschwendung können wir Änderungen an der Beschichtung, Änderungen an der Verpackung und Prozesse in Verbindung bringen, die einen erheblichen zusätzlichen Zeitaufwand erfordern, ohne dass das Produkt verändert wird usw.

Lösung: Bevor Sie eine ästhetische Änderung Ihrer Produktlinie vornehmen, fragen Sie sich, ob sich die Änderung wirklich lohnt. Wenn Änderungen nur aus Perfektionismus heraus vorgenommen werden, dem Produkt aber keinen Mehrwert verleihen, schließen Sie sie aus. Umfragen können zu wertvollen Ressourcen werden, um herauszufinden, ob eine Änderung erforderlich ist, damit ein Produkt auf dem neuesten Stand der Konkurrenz ist.

Wie können wir die Fertigung mit Lean-Prinzipien optimieren?

Die Grundidee hinter Lean Manufacturing besteht darin, Prozesse zu optimieren und Verschwendung zu vermeiden. Um die 8 Verschwendung von Lean zu vereinfachen, können wir Verschwendung in der Produktion in die Kategorien Talent, Zeit und Sachwerte einteilen.

Talent

Um Talente zu optimieren, sollten wir uns zunächst darauf konzentrieren, welche Aufgaben mithilfe von Software automatisiert werden können, um den Personalbedarf für alltägliche Aufgaben wie manuelles Zählen zu reduzieren. Dennoch müssen sich auch Manager mit den Fähigkeiten ihrer Mitarbeiter auseinandersetzen.

Es ist wichtig, das richtige Training anzubieten und eine Einstellung zur ständigen Verbesserung zu pflegen. Einige der größten Zeitverschwendungen hängen damit zusammen, dass das Personal nicht für die Aufgaben geschult wird, die es ausführen soll, oder wenn neue Maschinen auf den Markt kommen und es das nicht versteht.

Die Verbesserung Ihrer Prozesse beginnt mit der Verbesserung der Arbeitsweise Ihrer Mitarbeiter.

Zeit

Die Untersuchung von Engpässen und deren Ursachen trägt dazu bei, Verzögerungen fast vollständig zu vermeiden. Die Neugestaltung Ihrer Produktionsstrategie, um die idealen Zykluszeiten einzuhalten, ist eine weitere Möglichkeit, Lean-Prinzipien auf die Fertigung anzuwenden, was den Mehrwert eines höheren Durchsatzes bietet.

Die Datenerfassung und Berichterstattung ist zeitaufwändig und kann durch KI-gestützte Lösungen abgewickelt werden. Dadurch müssen Bediener solche Aufgaben nicht mehr manuell ausführen, wodurch menschliches Versagen vermieden wird.

Sachwerte

Überbeanspruchung von Maschinen führt zu Brüchen, was Ausfallzeiten bei mageren Geräten gleichkommt. Wie viele Ressourcen in Form von Rohstoffen, Werkzeugen, Zeit, Energie und mehr verschwenden wir pro Monat? Das ist eine interessante Frage, die sich Manager stellen können.

Die Anwendung der Lean-Methode auf die Produktion kann die Effizienz von Prozessen während der Betriebszeit erheblich steigern und die Notwendigkeit endloser Schichten reduzieren, in denen Maschinen aufgrund von Überbeanspruchung verfallen.

Welche Software können Unternehmen verwenden, um Lean in der Fertigung zu implementieren?

Mehrere Lösungen können Aufschluss darüber geben, was im Produktionsprozess vor sich geht. Die Datenerfassung ist vor jeder Art von Strategieänderung von entscheidender Bedeutung, und noch mehr für eine schlanke Fertigung.

Es gibt verschiedene Ansätze, wie Software bei der Implementierung von Lean helfen kann. Die Planung der Produktionsanforderungen (MRP) ist eine der Optionen, die in Betracht gezogen werden sollten, da diese Systeme sowohl die Produktion als auch den Bestand überwachen.

Eine cloudbasierte Produktionsüberwachungssoftware ist die ideale Lösung, da sowohl Mitarbeiter als auch Management rund um die Uhr Daten abrufen können, ohne dass sie in der Werkstatt anwesend sein müssen. Diese Lösungen basieren auf KI-Technologie und verwenden Sensordaten, um auf der Grundlage von Fakten Verbesserungsbereiche zu analysieren und vorzuschlagen.

Fallstudie Factbird und Lean Manufacturing

Factbird ist eine Industrie-4.0-Software zur Fertigungsüberwachung, die über die Erfassung von OEE-Metriken hinausgeht. Da wir Live-Daten und historische Daten verfolgen können, können Manager anhand der gesammelten Daten Strategien zur Produktionsoptimierung verfolgen. Die endgültige Leistung dieser Entscheidungen kann sofort anhand von Live-Daten analysiert und mit den Ausgangswerten verglichen werden. Das Beste daran? Blackbird ist mit anderen Technologielösungen für ERP (SAP, Oracle usw.) kompatibel OPC und PLC.

Im Fall von Lean Manufacturing möchten wir kurz vorstellen die Anwendergeschichte unseres Kunden Autins, ein führender Industriedesigner, Hersteller und Lieferant von akustischen und thermischen Isolationslösungen für die Automobilindustrie und andere Branchen. Als die COVID-19-Pandemie ausbrach und es zu Einschränkungen kam, mussten viele Hersteller einen deutlichen Rückgang der Nachfrage hinnehmen. Daher musste eine neue Strategie Maßnahmen ergreifen, um zu überleben.

Eine der größten Herausforderungen, mit denen Autins konfrontiert war, waren die erheblichen Arbeitskosten. Obwohl ihr Betriebsleiter in Deutschland einige fortschrittliche Schritte hin zu einer schlanken Fertigung unternommen hatte, fehlte ihnen in Wirklichkeit ein klares Bild von der Maschinenleistung. Nach einem ersten Treffen begann das Projekt mit sehr klaren Zielen:

• Zuverlässige Daten und ein klares Bild der aktuellen Produktionseffizienz
• Erhöhen Sie die Produktivität der beiden Hauptmaschinen
• Erhalten Sie Echtzeitdaten über Schichten
• Verstehe die Gründe, warum Maschinen gestoppt wurden

Das Factbird-System war einfach zu installieren und wurde vom Autins-Team durchgeführt, da die Einschränkungen aufgrund der Pandemie kein zusätzliches Personal zuließen. Wir begannen mit einem Pilotprojekt auf den beiden Hauptmaschinen. Das Feedback zu unserer Factbird-Lösung kam sowohl aus Daten als auch aus visuellen Informationen.

Autins bemerkte sofort ein störendes Produktionsmuster aus früheren Perioden, und das Ziel bestand darin, diese Prozesse zu stabilisieren. Auf diese Weise kam es zu einer deutlichen Änderung der Denkweise der Bediener, da sie verstanden, dass das Hauptziel darin bestand, eine zuverlässige und stabile Produktion zu erreichen und nicht darin, die Produktionszahlen zu erhöhen. Die Betreiber arbeiteten zusammen, um anhand der Datenrückmeldungen herauszufinden, in welchen Bereichen improvisiert werden konnte, und ergriffen in wichtigen Fällen Maßnahmen. Eine davon ist die Materialumstellung — ein Prozess, der erneut überprüft werden sollte.

Seit der Implementierung der Technologie von Factbird hat Autins seine Schichten von 3 auf 2 reduziert, sodass keine zusätzliche Zeit mehr benötigt wurde, um den Produktionsbedarf zu decken. Die Gesamtanlageneffektivität stieg innerhalb von nur 3 Monaten um 27%.

Wie setzt Factbird die Lean-Prinzipien um?

Zunächst müssen wir die Lean-Methode als schrittweisen Prozess verstehen. Veränderungen werden nicht über Nacht eintreten; daher handelt es sich um einen zweistufigen Prozess:

• Implementieren Sie technologische Änderungen durch den Einsatz von IoT-Produktionsüberwachungssoftware
• Änderung der Denkweise dank des Abrufs zuverlässiger Daten

Unsere Erfahrung aus zahlreichen Kundenerfolgsgeschichten zeigt, dass die Nutzung von Factbird eine dramatische Leistungssteigerung in weniger als 3 Monaten bedeutet. Manchmal können Ergebnisse so schnell wie in einer Woche sichtbar sein.

Die Qualitätsprüfung ist automatisiert, sodass die Ausschusszählung nicht manuell von den Bedienern durchgeführt werden muss (was wertvolle Zeit spart). Bediener und Manager können sowohl Daten als auch visuelle Daten von unseren Sensoren und Kameras abrufen. Das Videomaterial wird von der Factbird-Lösung analysiert und gibt Aufschluss darüber, welche Bereiche der Fertigungsbereich ohne nennenswerte Geldinvestitionen optimiert werden können.

Seien Sie versichert, dass Ihre Daten sicher sind, da die hochgeladenen Daten über verschlüsselte SSL-Verbindungen verwaltet werden. Nur autorisierte Logins können die mit unseren Servern geteilten Daten überprüfen. Diese Informationen sind unabhängig vom verwendeten Gerät rund um die Uhr verfügbar.

Abschließende Gedanken

Maßnahmen gegen die Abfallerzeugung in der Fertigung sind entscheidend, um auf dem Markt relevant zu bleiben. Nur Unternehmen, die nicht mit hohen Produktionskosten zu kämpfen haben, haben genug Spielraum, um Preisklassen bequem zu verwalten, ein Vorteil, der sicherlich die Kundenbindung garantiert.

Wie wir gesehen haben, ist Verschwendung in der schlanken Fertigung der Feind, den es zu bekämpfen gilt, und dank der Lösungen zur Produktionsüberwachung können diese Strategien ohne großen Aufwand umgesetzt werden. Denken Sie an den Mehrwert Ihres Produkts, wenn Kunden die Bemühungen um die bestmögliche Qualität anerkennen und gleichzeitig den CO2-Fußabdruck, der hinter der Herstellung steht, verringern. Wir hoffen, dass dieser Leitfaden Ihnen einen Einblick in den Nutzen der Bekämpfung der Abfallproduktion im Rahmen des Lean Management geben kann.

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