Engpässe in der Fertigung überwinden: Tipps zur Verbesserung des Produktionsflusses

Eine der größten Herausforderungen für Hersteller sind Verschwendung und Ineffizienz, die durch Engpässe in verschiedenen Phasen des Produktionsprozesses verursacht werden. Diese Engpässe treten häufig bei bestimmten Prozessen oder in der Logistik der Produktion auf, können aber auch den Informationsfluss, die Anleitung und die Anweisungen von Managern und Vorgesetzten betreffen.

Sie sind zwar ein unvermeidlicher Teil des Produktionsprozesses, aber es gibt Tipps und Strategien, mit denen Sie diese Engpässe überwinden und den Produktionsfluss insgesamt verbessern können.

In diesem Beitrag erörtern wir einige der effektivsten Strategien zur Bekämpfung von Produktionsengpässen und zur Gewährleistung eines effizienten Arbeitsablaufs.

Ein Engpass in der Fertigung ist eine Engstelle in einem Fertigungssystem, die auftritt, wenn die Arbeitsbelastung die Kapazität einer bestimmten Person, Maschine, eines Prozesses oder einer anderen Ressource übersteigt.

Engpässe verursachen Produktionsverzögerungen, einen Anstieg der Produktionskosten und einen Rückgang der Gesamteffizienz des Herstellungsprozesses. Sie können in jeder Phase des Produktionsprozesses auftreten, einschließlich der Beschaffung von Rohstoffen, der Verarbeitung, der Verpackung und des Vertriebs.

Kurzfristige vs. langfristige Engpässe

• Kurzfristige Engpässe: Sie werden durch vorübergehende Probleme verursacht. Die Abwesenheit eines Mitarbeiters oder eine Verzögerung beim Erhalt von Materialien von einem anderen Lieferanten aufgrund von einmaligen Versandproblemen sind Arten von kurzfristigen Engpässen.
• Langfristige Engpässe: Diese werden durch wiederkehrende Probleme verursacht, die erhebliche Auswirkungen auf die gesamten Produktionsprozesse haben.

Da es sich bei kurzfristigen Engpässen um vereinzelte Vorfälle handelt, die keine regelmäßige Aufmerksamkeit oder Abhilfe erfordern, sind es die langfristigen Engpässe, die Lösungen für ihre Ursachen benötigen.

Engpässe in einer Produktionsumgebung können verschiedene Ursachen haben. Einige der häufigsten Arten von Engpässen sind:

1. Überlastete Maschinen. Wenn eine einzelne Maschine für mehr Arbeit zuständig ist, als sie bewältigen kann, wirkt sie wie ein Engpass, der den Produktionsfluss behindert.

2. Unzureichende Personalausstattung. Zu wenige Mitarbeiter können dazu führen, dass die Maschinen oder Produktionszellen nicht mit voller Kapazität arbeiten. Dies behindert den Produktionsfluss und kann sich auch auf die Qualität des hergestellten Produkts auswirken.

3. Schlechtes Layout. Das Layout der Produktionshalle kann zu Engpässen führen. Zum Beispiel können die Maschinen so angeordnet sein, dass zu viele Bewegungen oder Umwege zwischen den Stationen erforderlich sind, was den Produktionsprozess verlangsamt.

Der erste Schritt zur Verbesserung des Produktionsflusses besteht darin, die Ursache für die Engpässe in Ihrem Betrieb zu ermitteln und zu analysieren. Für Hersteller, die eine Art von digitaler Produktionsüberwachung Lösung zur Überwachung von Effizienz und Produktivität verwenden, kann die Identifizierung von Engpässen einfach sein.

Produktionsüberwachung Software kann in der Regel Engpässe identifizieren, indem sie die Arbeitsabläufe betrachtet und die Leistung bestimmter Prozesse in verschiedenen Produktionsphasen verfolgt. Diese Art von Software bietet in der Regel einen Echtzeit-Einblick in die Produktionsprozesse und die Leistung, was dazu beitragen kann, Engpässe zu erkennen, die zu Verzögerungen oder anderen Ineffizienzen führen.

Zum Beispiel, wenn

- Die Personalausstattung ist unzureichend, was zu langsameren Montage und Inspektionszeiten führt,

- Die Ausrüstung ist veraltet oder wird nicht richtig gewartet,

- Der Raum ist unzureichend oder schlecht gestaltet, oder

- Materialien sind nicht leicht verfügbar,

kann sich der Prozess erheblich verlangsamen. Durch den Einsatz einer digitalen Lösung wie Tulip können Hersteller Engpässe schneller erkennen und beseitigen, so dass die Produktion reibungslos abläuft und auf Kurs bleibt.

Engpässe treten auf, wenn ein Teil des Prozesses nicht mit dem Rest Schritt halten kann. Einige der Gründe haben sich mit der Einführung digitaler Tools in den Betrieben geändert, aber die meisten der üblichen Übeltäter sind nicht verschwunden. Vor allem vier verursachen in allen Branchen Probleme.

Maschinenstillstand
Eine wichtige Maschine steht still, und alles dahinter staut sich. Die vorgelagerten Stationen stehen still, und den nachgelagerten Stationen fehlen Teile. Das ist die offensichtliche Art von Ausfallzeit.

Dann gibt es die Art, die sich versteckt. Kurze Stillstände, lange Umrüstungen oder nicht gut geplante Wartungsarbeiten zehren langsam an der verfügbaren Kapazität. Wenn der Gerätestatus nur in Schichtprotokollen oder täglichen Zusammenfassungen verfolgt wird, werden diese kleinen Verluste nie rechtzeitig erkannt, um sie zu beheben.

Die kontinuierliche Überwachung deckt kleine Fehler und unregelmäßige Zyklen auf, bevor sie wirklichen Schaden anrichten. Anlagen, denen diese Transparenz fehlt, bemerken maschinenbedingte Verlangsamungen oft erst, wenn die Gesamtleistung sinkt.

Unausgewogenheit der Belegschaft
Die Automatisierung beseitigt den Menschen nicht aus der Gleichung. Wenn zu wenige geschulte Mitarbeiter an kritischen Punkten eingesetzt werden oder wenn Aufgaben ohne Koordination zwischen Teams verschoben werden, gerät der Arbeitsfluss ins Stocken.

Sie werden sehen, wie sich Schlangen vor einem Arbeitsplatz bilden, während andere warten. Auf dem Papier sieht die Anzahl der Mitarbeiter gut aus, aber die Fähigkeiten oder die Schichtabdeckung sind nicht auf den Prozess abgestimmt.

Cross-Training und eine klare Aufgabensicht helfen in der Regel mehr, als es Neueinstellungen je könnten. Wenn die Mitarbeiter sich nicht dorthin bewegen können, wo die Arbeit sie braucht, verlangsamt sich die Produktion, egal wie gut die Maschinen arbeiten.

Lieferverzögerungen
Eine effiziente Produktionslinie kommt ins Stocken, wenn die richtigen Materialien nicht ankommen. Verspätete LKWs, uneinheitliche Lieferzeiten der Lieferanten oder fehlende interne Transfers können den ersten Produktionsschritt zum Stillstand bringen.

Bei diesem Problem geht es oft sowohl um die Transparenz als auch um das Angebot. Ohne aktuelle Daten über Bestände, offene Bestellungen und Lieferungen reagieren die Teams erst, wenn Engpässe die Arbeit bereits zum Erliegen gebracht haben.

Betriebe, die frühe Anzeichen wie fehlende Barcode-Scans oder steigende Umrüstung erkennen, können sich anpassen, bevor es zu einem Engpass kommt. Andere verlieren Tage, um sich zu erholen.

Schlechtes Layout und schlechter Materialfluss
Manchmal liegt die Verlangsamung an der Art und Weise, wie der Raum genutzt wird. Lange Laufwege, enge Gänge und geteilte Wege zwischen Menschen und Gabelstaplern verschwenden Zeit und verursachen Störungen.

Diese Probleme tauchen nicht immer in den Systemdaten auf, aber jeder in der Produktion spürt sie. Die Mitarbeiter durchqueren Zellen, um Teile zu finden, warten auf Gabelstapler oder machen eine Pause, weil ein Werkzeug unerreichbar ist.

Einfache Layout-Änderungen beseitigen diese Hindernisse oft. Spaghetti-Diagramme oder digitale Bewegungskarten machen die verschwendete Bewegung sichtbar, so dass Änderungen zielgerichtet vorgenommen werden können.

Sobald ein Engpass gefunden ist, stellt sich die Frage, wie man ihn beseitigen oder zumindest verhindern kann, dass er die Leistung einschränkt. Viele Verbesserungskonzepte versprechen Ergebnisse, aber nur wenige funktionieren gut in schnelllebigen Produktionsumgebungen.

Die drei am häufigsten verwendeten sind Lean, die Theory of Constraints (TOC) und Drum-Buffer-Rope (DBR). Jede von ihnen bringt unterschiedliche Stärken mit sich, und jede gewinnt an Kraft, wenn sie mit digitalen Systemen gepaart wird, die den Teams Live-Transparenz und schnellere Feedbackschleifen ermöglichen.

Schlank: Beseitigung von Verschwendung zur Wiederherstellung des Flusses
Die schlanke Produktion ist seit Jahrzehnten eine feste Größe, weil sie sich auf das Wesentliche konzentriert: die Beseitigung von Verschwendung und die Wiederherstellung eines gleichmäßigen Flusses. Werkzeuge wie Value Stream Mapping, Standardarbeit und 5S machen es einfacher, Reibungspunkte zu erkennen und die Arbeitsbelastung auszugleichen.

In vielen Betrieben besteht die Herausforderung nicht darin, herauszufinden, was zu beheben ist, sondern darin, das Problem zu finden, wenn es auftritt. Traditionelles Lean hängt stark von Beobachtungen und manuellen Notizen ab, was die Arbeit an der Ursache verlangsamt.

Die digitale Verfolgung füllt diese Lücke. Wenn die Datenerfassung automatisch erfolgt, sehen die Teams Abweichungen, sobald sie auftreten, und können sich anpassen, ohne auf ein formelles Kaizen-Event zu warten.

Theory of Constraints (TOC): Arbeiten am schwächsten Glied
Die TOC geht von einer einfachen Realität aus: Der Durchsatz wird durch den langsamsten Teil des Prozesses begrenzt. Anstatt die Aufmerksamkeit überall zu verteilen, konzentriert sich die TOC darauf, diese Einschränkung zu finden und zu stärken.

Der Ansatz besteht aus fünf Schritten: Identifizieren Sie die Einschränkung, holen Sie das Beste aus ihr heraus, richten Sie andere Schritte um sie herum aus, heben Sie ihre Kapazität an und bleiben Sie wachsam, sobald sich die Einschränkung bewegt.

Es funktioniert am besten, wenn die Einschränkung sichtbar und stabil ist. In Betrieben, in denen sie sich je nach Schicht oder Produktmix ändert, haben herkömmliche TOC-Tools Schwierigkeiten. Wenn Sie die digitale Überwachung über den TOC-Prozess legen, können die Teams in Echtzeit sehen, welche Ressourcen das System behindern, so dass die Verbesserungsbemühungen auf dem neuesten Stand bleiben.

Drum-Buffer-Rope (DBR): Keeping the Constraint Fed
DBR erweitert TOC in die Produktionssteuerung. Die "Trommel" ist die Vorgabe, sie gibt den Rhythmus für die Linie vor. Der "Puffer" sorgt dafür, dass die Trommel immer Arbeit bereithält. Das "Seil" regelt, wann neue Arbeit in den Fluss kommt, damit die vorgelagerten Schritte nicht überholt werden.

Es ist besonders nützlich in der diskreten Fertigung, wo die Produktion je nach Auftrag oder Produkt variiert. Die größte Herausforderung ist die Koordination. Mit Live-Dashboards, Warnmeldungen und klaren digitalen Arbeitsanweisungen können die Teams das Gleichgewicht halten und den Constraint auf Trab halten, ohne ihn zu überlasten.

Neue Systeme und Frameworks werden Engpässe nicht beheben, wenn der Fokus falsch gesetzt ist - oder wenn die Menschen, die am nächsten an der Arbeit sind, nicht an der Lösung beteiligt sind. Im Folgenden finden Sie drei Fehler, die Verbesserungsbemühungen regelmäßig zum Scheitern bringen, sowie praktische Möglichkeiten, sie zu vermeiden.

Fallstrick 1: Daten ohne Richtung
Moderne Anlagen erzeugen eine Flut von Informationen von Sensoren, Maschinen und Apps. Das Problem ist nicht die Menge der Daten, sondern die Frage, was sie aussagen sollen.

Viele Teams verfolgen jede Zahl, die sie können: Ausfallzeiten, Ausschuss, Zykluszeit, Bedieneraktivität. Die Dashboards vermehren sich. Warnungen kommen so lange, bis sie ignoriert werden. Die wirklichen Engpässe bleiben unter dem Lärm begraben.

Ein besserer Ansatz beginnt mit einer klaren Frage, nicht mit einer weiteren Kennzahl. Stellen Sie die Frage, wo der Fluss zusammenbricht, und sammeln Sie dann nur die Daten, die diese Frage beantworten. Visualisieren Sie die Leistung auf Prozessebene, anstatt sich auf einzelne Assets zu fixieren. Verwenden Sie ausnahmebasierte Warnmeldungen, damit die Aufmerksamkeit auf das gelenkt wird, was wirklich vom Ziel abweicht.

Daten ohne Kontext lenken ab. Daten, die mit einem Zweck verbunden sind, treiben die Handlung an.

Fallstrick 2: Oberflächliche Ursachenanalyse
Wenn die Produktion ins Stocken gerät, besteht die Standardmaßnahme oft darin, mehr Ressourcen für das Problem bereitzustellen - zusätzliche Arbeitskräfte, zusätzliche Pufferbestände, längere Arbeitszeiten. Damit lässt sich zwar Zeit gewinnen, aber selten etwas lösen.

Sie erkennen eine schwache Analyse, wenn Teams vorschnell die Schuld auf die Bediener schieben, bevor sie das System überprüft haben, oder wenn Korrekturen eher die Symptome als die Ursachen angehen, wie z.B. das Hinzufügen von WIP, anstatt die Umrüstungen zu verbessern. kontinuierlicher Verbesserungsprozess wird dann zu einem Zyklus von kurzfristigen Patches.

Gehen Sie der Sache auf den Grund, indem Sie mithilfe von Tools wie Wertstromkarten und digitalen Trace-Daten nachverfolgen, wo Verzögerungen beginnen. Vergleichen Sie Signale aus verschiedenen Systemen: Maschinenprotokolle, Bedienereingaben und Materialbewegungen. Vor allem sollten Sie die Bediener in die Überprüfung einbeziehen. Sie sehen Probleme, lange bevor sie in Berichten auftauchen.

Eine gute Analyse beginnt mit dem Zuhören und dem Messen.

Fallstrick 3: Bediener außen vor lassen
Bediener leben jeden Tag mit Engpässen und wissen in der Regel, was die Ursache dafür ist. Wenn ihr Beitrag fehlt, beheben Verbesserungspläne oft das falsche Problem oder führen neue ein.

Diese Diskrepanz zeigt sich in Umgehungslösungen, die Probleme verbergen, in der Ablehnung von Tools, die nicht zu den tatsächlichen Arbeitsabläufen passen, und in verpassten Gelegenheiten, praktische Erkenntnisse aus der Praxis anzuwenden.

Beziehen Sie die Betreiber von Anfang an mit ein. Lassen Sie sie helfen, das Problem zu formulieren und erste Lösungen zu testen. Geben Sie ihnen Werkzeuge wie die Tulip an die Hand, mit denen sie das, was sie sehen, in Echtzeit erfassen und teilen können. Testen Sie Änderungen in kleinem Maßstab, bevor Sie sie im gesamten Werk anwenden. Der Arbeitsfluss verbessert sich am schnellsten, wenn die Mitarbeiter, die die Arbeit erledigen, die Lösung mitgestalten.

Es ist wichtig, proaktiv zu handeln, wenn es darum geht, Engpässe in der Fertigung zu vermeiden und zu beseitigen. Wenn Sie die richtigen Schritte unternehmen und die richtigen Strategien umsetzen, können Sie Engpässe in Ihrem Fertigungsprozess reduzieren oder sogar beseitigen und die Gesamtproduktivität Ihres Unternehmens verbessern. Hier sind ein paar Tipps, die Ihnen den Einstieg erleichtern.

1. Automatisieren Sie, wo immer möglich. Automatisierung hat das Potenzial, Engpässe zu verringern, die durch manuelle Arbeitsanforderungen verursacht werden. Die Automatisierung von Aufgaben und Prozessen kann die Anzahl der benötigten Mitarbeiter reduzieren, die Konsistenz der Produktion verbessern und Arbeitsabläufe optimieren.

2. Investieren Sie in neue Ausrüstung. Die Aufrüstung veralteter Maschinen oder die Investition in neue Geräte kann die Ausfallzeiten reduzieren, so dass weniger Ressourcen für Wartung und Reparaturen aufgewendet werden müssen.

3. Optimieren Sie das Layout. Eine Neuorganisation der Maschinen und des Personals kann dazu beitragen, den Produktionsfluss zu verbessern, indem der Weg, den die Teile zurücklegen müssen, verkürzt, der Zugang verbessert und der Prozess beschleunigt wird.

4. Verwenden Sie Bestandsmanagement Systeme. Die Verbesserung von Bestandsmanagement kann dazu beitragen, Teile, die zur Neige gehen, zu identifizieren und die Zeit zu verkürzen, die benötigt wird, um sie zu finden. Dies wiederum reduziert Engpässe, die durch das Warten auf Ersatzteile entstehen.

5. Nutzen Sie digitale Systeme. Technologie spielt eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Produktionseffizienz. Mit der zunehmenden Fähigkeit, Daten aus jedem Aspekt des Produktionsprozesses zu sammeln, können Hersteller wertvolle Erkenntnisse darüber gewinnen, wo Engpässe auftreten, was die Ursache für den Engpass ist und welche Auswirkungen er auf das Unternehmen hat.

Lean, TOC und DBR wurden in einer Zeit entwickelt, in der Prozessdaten von Hand erfasst wurden. Digitale Systeme erweitern diese Methoden, indem sie sofortige Sichtbarkeit und schnellere Reaktion ermöglichen.

Mit modernen Tools können Teams jetzt:

• Verfolgen Sie Durchsatz und Zykluszeiten kontinuierlich

• Flagge, wenn ein Sender beginnt, sich zu verzögern

• Ändern Sie Aufgabenzuweisungen oder Routenplanung spontan

• Sehen Sie sich den gesamten Fluss an, ohne den Boden zu betreten
  
  

Diese Systeme laufen bereits in vielen Fabriken über Plattformen wie Tulip, wo Teams Arbeitsplätze digitalisieren, Daten an der Quelle sammeln und die Ergebnisse noch am selben Tag sehen, anstatt Wochen zu warten.

Vergleich der Methoden zur Beseitigung von Engpässen

Technologische Lösungen zur Erkennung und Behebung von Engpässen

Selbst die besten Verbesserungskonzepte funktionieren nicht ohne Sichtbarkeit. Sie können nicht reparieren, was Sie nicht sehen können. Hier verdient die moderne Fertigungstechnologie ihren Platz, indem sie zeigt, was in der Produktion passiert, während es passiert, und nicht im Nachhinein.

Mit IIoT , Live-Analysen und kompatiblen Tools wie Tulip können Teams Engpässe in Echtzeit erkennen, verstehen und beheben. Das Ziel sind nicht mehr Daten, sondern schnellere Entscheidungen am Ort des Geschehens.

IIoT: Verknüpfung von Geräten und Daten

dustrielle Internet-of-Things-Geräte wie Sensoren, Maschinenzapfstellen und Gateways - ziehen Daten direkt von Maschinen und Arbeitsplätzen ab. Dieser Datenstrom gibt Ihnen einen Live-Überblick darüber, was läuft, was im Leerlauf ist und was sich verlangsamt.

Sie können:

• Verfolgen Sie die Zykluszeiten pro Station, während die Teile durchlaufen

• Überwachen Sie den Maschinenstatus, ohne auf eine Aktualisierung durch den Bediener zu warten

• Erfassen Sie Leerlaufzeiten, blockierte Signale oder verpasste Scans automatisch

Diese Messwerte ersetzen Vermutungen und manuelle Prüfungen durch Fakten, die an der Quelle gesammelt werden. Das Ergebnis ist ein klarerer Einblick in die Bereiche, in denen der Fluss gestört ist und warum.

Echtzeit-Analytik: Erkennen Sie die Einschränkung frühzeitig

Das Sammeln von Daten ist ein Schritt. Es kommt darauf an, sie schnell zu nutzen. Echtzeit-Analysetools übersetzen diese Signale in ein klares Bild von Fluss, Kapazität und Leistung.

Anstatt die Ergebnisse der letzten Woche zu überprüfen, können Sie im Moment Fragen stellen:

• Warum steigt die Zykluszeit von Station 4 in dieser Stunde?

• Welche Schicht erzeugt die meiste Nacharbeit?

• Wo stapelt sich das WIP im Moment?

Diese Art der Unmittelbarkeit macht den Unterschied in Betrieben mit hohem Mix oder variablem Volumen aus, wo sich die Einschränkungen im Laufe des Tages ändern und statische Dashboards nicht mithalten können.

Mit Tulip sind Hersteller in der Lage, die Datenerfassung von Menschen, Maschinen, Sensoren und Geräten, die in ihren Betrieben eingesetzt werden, zu automatisieren. Anhand dieser Daten können Aufsichtspersonen alle Herausforderungen und Probleme in der Produktion in Echtzeit erkennen.

Außerdem kann Tulip eingesetzt werden, um Engpässe gar nicht erst entstehen zu lassen. So können Unternehmen mit Tulip beispielsweise ihre Maschinen überwachen und Anzeichen von Verschleiß erkennen, bevor die Maschine tatsächlich ausfällt. So können die Hersteller schneller reagieren und einen kostspieligen Engpass ganz vermeiden.

Außerdem können Hersteller digitale Arbeitsanweisungen erstellen, um einen nahtlosen Produktionsablauf zu gewährleisten. Durch den Einsatz digitaler Arbeitsanweisungen ist die Fehleranfälligkeit der Bediener geringer, und Qualitätsmängel wirken sich später weniger stark auf die Produktion aus.

Wenn Sie wissen möchten, wie Tulip Ihnen bei der Identifizierung und Beseitigung von Engpässen in Ihrem Betrieb helfen kann, wenden Sie sich noch heute an ein Mitglied unseres Teams!