Kontinuierliche Verbesserung mit Total Productive Management

Diplomarbeit von Thomas Koschnitzke

Einleitung:

Unternehmen befinden sich in einem komplexen wirtschaftlichen Umfeld. Dieses ist geprägt von schnelllebigen und globalisierten Märkten, einem verschärften internationalen internen und externen Wettbewerb, von nüchtern kalkulierenden und anspruchsvollen Kunden, kurzen Produkt- und Technologielebenszyklen, von Produktvielfalt, zunehmender technischer Komplexität sowie von einem steigenden Preis- und Kostendruck.

Neben einer exzellenten Qualität, hoher Flexibilität, umfassendem Service am Kunden und der Reduzierung von Durchlaufzeiten, sind vor allem Steigerungen der Effizienz Erfolgsfaktoren, damit Unternehmen Wettbewerbsvorteile erringen.

„Das Ziel heißt Kostensenkung!“ (Taiichi Ohno, 1978) Bereits vor 30 Jahren stellte der Vater des Toyota-Produktionssystems fest, dass der Ausdruck „Effizienz“ in der Industrie insbesondere Kostenreduzierung bedeutet. Nur darüber kann ein Gewinn erzielt werden. Die Formel, Verkaufspreis = Kosten + Gewinn, hat in einer wettbewerbsorientierten Industrie keinen Platz mehr, denn sie macht den Kunden für alle Kosten verantwortlich. Doch die einzige Frage ist, ob das Produkt für den Käufer einen Wert besitzt oder nicht.

Ein wesentliches Kriterium zur Effizienzsteigerung sind Spitzenleistungen in der Produktion. Massenfertigung oder große Lose machen die Wertschöpfungsketten transparent und es bieten sich viele Ansatzpunkte für Kostenreduzierungsaktivitäten. Diese stoßen bei ansteigender Produkt- und Variantenvielfalt sowie in komplexen und hoch technisierten Produktionsprozessen jedoch an ihre Grenze. Um die Effizienz zu verbessern, müssen Verschwendungen innerhalb der Prozessketten genau identifiziert werden und Maßnahmen zu einer schrittweisen Steigerung der Effizienz abgeleitet werden. Hierfür ist ein ganzheitliches und prozessorientiertes Managementkonzept, dass die Fähigkeiten der Mitarbeiter zur Entfaltung bringt, um den Produktionsprozess nachhaltig zu optimieren, ein Schlüssel zum Erfolg des Unternehmens.

Reorganisationsprojekte beginnen in der Praxis meist erfolgversprechend. Sie werden aber oftmals nicht konsequent umgesetzt und verlieren an Dynamik, obwohl die Grundlagen zum Teil in kodifizierten Unternehmensleitlinien festgehalten sind. Die Gründe liegen unter anderem in der verzögerten Erkenntnis, wie kontinuierliche Verbesserungen funktionieren, und in konzeptionellen Fehlinterpretationen. Zudem aber auch an fehlenden oder falschen Zielsetzungen und an der Konzentration auf das Messen von Resultaten und nicht der Prozesse, um Fortschritte systematisch zu erreichen.

Gang der Untersuchung:

Zur Steuerung eines solchen Managementkonzepts muss ein mehrdimensionales Zielsystem mit vertikaler Auflösung eingerichtet werden, mit einem horizontalen Fokus auf die Hauptfaktoren Zeit („immer schneller“), Qualität („immer besser“) und Kosten („immer günstiger“). Dieses System vereint die Ansatzpunkte der Kundenorientierung, der kontinuierlichen Verbesserung und der Prozessorientierung, um die drei genannten Faktoren gleichzeitig zu optimieren.

Neben der Zielorientierung ist eine Neuausrichtung im Kostenmanagement nötig und es stellen sich neue Anforderungen an das Controlling. Dabei spielt die Messung der richtigen Variablen im Produktionsprozess eine entscheidende Rolle.

Erst über Leistungskennzahlen lassen sich Verschwendungen zweckmäßig identifizieren und Kostenreduzierungspotentiale erkennen. Voraussetzung hierfür bildet die Transparenz der Prozesse, die über Methoden des Selbstcontrollings an den Wertschöpfungsaktivitäten und über Instrumente der Visualisierung erreicht wird. Nur so lassen sich verborgene Potentiale schnell analysieren und Verbesserungen spürbar und zeitnah nachvollziehen.

Das Ziel der wissenschaftlichen Arbeit ist die Darstellung dieser Ausgangspunkte zur Unterstützung von einem Problemlösungs- bzw. Verbesserungskonzept. Im Abschnitt 2 werden in diesem Sinn die theoretischen Grundlagen zu Zielen, Kennzahlen und dem TPM Konzept gelegt. Im 3. Abschnitt werden eine auf TPM gerichtete Zielauflösung und die Ableitung von entsprechenden Kennzahlen für den Produktionsprozess aufgezeigt. Die zielgerichtete Ermittlung der Verluste und eine strukturierte Überleitung in TPM-Maßnahmen, um Verbesserungen mit einem Fokus auf die TPM Ziele zu erlangen, werden im Abschnitt 4 dargestellt. Daneben finden sich Ausführungen zum Einsatz eines visuellen Managements sowie die Anforderungen an das Produktionscontrolling und Ansätze für ein auf TPM ausgerichtetes Controlling der Prozesse.

Den praktischen Ansatzpunkt der Arbeit bildet ein Audit, das den Einsatz, die Umsetzung und die Schwachstellen eines solchen Management-Kreislaufs innerhalb von TPM bewerten und aufdecken soll. Die Inhalte und Fragen des Audits werden im folgenden Text an der entsprechenden Stelle, den Bezug herstellen und die Ausführungen unterstützen.

Inhaltsverzeichnis:

Textprobe:

Kapitel 4.1.1, Ermitteln der Hauptverluste – Kennzahlencockpit:

Mit dem TPM Konzept soll ein kontinuierlicher Verbesserungskreislauf eingeführt werden. Dazu wurden im vorhergehenden Abschnitt 3.2 die möglichen Zielsetzungen für die Hauptfaktoren Qualität, Zeit und Kosten festgelegt. Darauf aufbauend wurden im Abschnitt 3.3 unterstützende Kennzahlen zur Leistungsmessung, als Grundlage für künftige Optimierungen im Produktionsprozess, herausgestellt.

In Abbildung 9 sind diese Betrachtungen in einem TPM bezogenen Kennzahlen-Cockpit für die Produktionsanlagen mit beispielhaften Daten zusammengestellt. Inhalte bilden hierbei vor allem der OEE als Leitkennzahl von TPM, die unterstützenden Kennzahlen TOEE und MOEE (Diagramm 1), sowie die OEE Bestandteile (Diagramm 2) und die Anlagenverfügbarkeit (Diagramm 3), als ergänzender Blick auf die Instandhaltung der Produktionsanlagen.

In einem ersten Schritt werden die Kennzahlen und Einzelleistungen der in der Produktion befindlichen Anlagen/Maschinen bereits näher betrachtet.

Der Hintergrund liegt dabei in der folgenden Begründung. Das TPM Programm soll die Planziele des Unternehmens, speziell Qualität- Kosten- Zeit im Produktionsprozess, mit der Umsetzung von OEE- steigernden Maßnahmen unterstützen. Hierzu müssen die Abweichungen zwischen den Soll-Vorgaben und den Ist-Resultaten ermittelt und offengelegt werden. Nur über die Kenntnis und Strukturierung können die Probleme gelöst und Aktivitäten ausgeübt werden, die die Erreichung des Zielzustandes ermöglichen. Dem Leser sind in der Tabelle 3 und der Tabelle 4 sicherlich die Spalten mit den „Ampel“-Farben aufgefallen. Dieses äußerst einfache Mittel der Visualisierung ermöglicht auf der entsprechenden Ebene das sofortige Erkennen einer Abweichung im aktuellen Soll/Ist-Vergleich, um Gegenmaßnahmen kontrolliert zu planen.

Grün bedeutet, dass gegenwärtig keine Korrekturmaßnahmen erforderlich sind. Gelb deutet darauf hin, dass der Prozess zwar noch im Zielbereich liegt, aber beobachtet werden sollte. Ein roter Zustand muss umgehend das Einleiten von Maßnahmen und Problemlösungen bewirken.

Mit Blick auf das TPM Konzept sollten rote Felder bei den Kosten, der Qualität, der Zeit und beim OEE zu Aktivitäten führen. Hier schließen die Ausführungen zu Abbildung 9 an. Ist bspw. der OEE nicht auf Ziel bzw. weit davon entfernt, lässt sich erkennen, welche Produktionsanlagen hauptsächlich für die Abweichungen verantwortlich sind (Abbildung 9 Diagramme 1 und 2).

Um die Schwerpunktprobleme zu beseitigen und die Anlagen im Produktionsprozess zu verbessern, setzt TPM an den sechs großen Verlustarten an. Dazu werden jedoch genaue Kenntnisse zu diesen Verschwendungen benötigt. In der Abbildung 9 wird ersichtlich, dass speziell die Anlage 2 von den Zielsetzungen abweicht (Diagramme 1 und 2). Werden nun allein auf Grundlage dieser Diagramme Verbesserungen mit TPM gesteuert, so wird sich das Unternehmen in einen Blindflug begeben. Um die Anlagenprobleme zu identifizieren, zu analysieren und erfolgreiche Lösungen zu entwickeln und Verbesserungspotentiale zu erkennen, braucht es weitläufigere Informationen und Daten. Diese müssen direkt im Produktionsprozess abgegriffen und erfasst werden, da die traditionellen Betriebsabrechungssysteme Leistungsmessungen nur bedingt ermöglichen (siehe 4.3.1 und 4.4.1).

Hierbei sind Zeitbilanzen von Vorteil, die über Verlustzeiten und Verlustquellen informieren. Bei diesen spielt das Wissen und die tägliche Arbeit der Anlagenbediener und Instandhalter eine Schlüsselrolle (siehe 2.4.3).

Wenn die benötigten Daten und Informationen über Störungen an der Anlage nicht technisch erfasst werden können, bietet ein händischer Produktionsbericht diese Möglichkeit. Dieser Bericht wird von den Mitarbeitern während der Schicht an der Anlage ausgefüllt. In der Tabelle 5 ist ein denkbarer Produktionsbericht für die Störaufnahme in einer Schicht abgebildet. Zusätzlich sind Informationen aus der Instandhaltung über Wartungen, Inspektionen und Reparaturen zweckmäßig. Diese können aus Wartungs-, aus Maschinenlogbüchern oder aus Störaufschreibungen entnommen werden.

Die Datenerfassung sollte bei allen handschriftlichen Erfassungen, so genau wie nötig und nicht so genau möglich erfolgen.

Der Produktionsbericht erfasst das Datum, die Schicht (bspw.: 1 = Frühschicht) und die Produktionsanlage. Zudem wird in Blöcken zu je einer Stunde das gefertigte Produkt (bspw.: Produkt A, Produkt B), die jeweils geplante und tatsächliche Produktionsmenge, der aktuelle mittlere Soll-Takt und der Ist-Takt, die Anzahl von nachbearbeiteten Produkten, von Ausschuss und von Mangel und Qualitätsproblemen der erforderlichen Verpackung notiert. Des Weiteren wird die Anzahl der Kurzstillstände, gestaffelt nach Dauer, die geplanten Stillstände und die vorgelagert verursachten Produktionsstillstände erfasst. Die Ermittlung dieser Verlustzeiten ist notwendig, da zwar die Ziele der Produktion beeinflusst werden, aber der Produktionsprozess nicht für diese Fehler verantwortlich ist. Zuletzt werden die großen Anlagenausfälle mit einer Dauer größer 10 Minuten aufgenommen und kurz die eingeleitete Maßnahme genannt. Die zeitliche Zuordnung von Kurzstillständen bis zu 10 Minuten und großen Anlagenausfällen über 10 Minuten ist beispielhaft und hängt in der praktischen Anwendung vom tatsächlichen Produktionsprozess ab.

Die zeitnahe Auswertung und Aufbereitung der Produktionsberichte führt zu einer strukturierten Darstellung, beispielsweise mit Daten wie in der Abbildung 10. Diese ermöglicht eine konkrete Beurteilung der Prozessverluste entweder im gesamten Produktionsbereich oder wie im Beispiel an einer der Produktionsanlagen. Wichtig sind vorrangig alle Daten zur Ermittlung des OEE und seiner Bestandteile (Abbildung 8), um auch wirklich alle Dimensionen gezielt verbessern zu können (siehe 1.2).

Der Vorteil der Leistungsmessung durch die Mitarbeiter liegt auf der einen Seite in der Akzeptanz der eigenständig gemessenen Werte und auf der anderen Seite in dem Streben die Leistung voranzutreiben.

Daneben sind zusätzlich die Verluste ausgewiesen und dem jeweiligen Produkt zugeordnet, die im Produktionsprozess nicht beeinflusst werden können, wie die Qualität oder das Fehlen von Vorprodukten und Verpackungen.

Auch in dieser Darstellung kann über die Ampelfarben eine Bewertung erfolgen und es lassen sich Dringlichkeiten gewichten und erkennen. Bei den Nutzungsverlusten empfiehlt sich zudem die Pareto-Analyse oder auch 80/20 Regel genannt. Das bedeutet die Dauer von Ausfällen und Stillständen werden in absteigender Reihenfolge im Diagramm aufgelistet (Abbildung 10 Diagramm 5). Dadurch werden die bedeutsamsten Verluste grafisch sichtbar. Der Hintergrund liegt darin, dass häufig nur 20 Prozent der Ursachen für 80 Prozent der Ausfälle verantwortlich sind. Damit wird der in Abschnitt 2.4.3 bereits angesprochenen Ressourcenknappheit nachgekommen. Die Konzentration der TPM Maßnahmen ruht zuerst auf den Hauptursachen, bis diese abgestellt sind (siehe 4.1.2). Im obigen Beispiel sind das die Verluste durch Rüsten und große Anlagenausfälle. Im Anschluss werden die Verluste neu bewertet und die nun signifikanteste Verschwendung bearbeitet, bis keine Verluste mehr auftreten.

Eine Ausnahme bei der Gewichtung bilden die Qualitätsverluste. Sie stehen bei den Zielen an erster Stelle und es dürfen keine Kompromisse eingegangen werden. Qualitätsverluste, welcher Art auch immer, stellen ein Risiko für das Unternehmen dar und müssen, mittels TPM Maßnahmen, umgehend beseitigt werden. Aus diesem Grund ist die gründliche Erfassung aller Qualitätsverluste, auch der die auf einem Fremdverschulden (Verpackung, Vorprodukte, Hilfsstoffe usw.) beruhen, entscheidend.

Die Abbildung 9 betrachtet die TPM Kennzahlen im gesamten Produktionsbereich, ermöglicht die ständige Beobachtung der Anlagen und wird durch die Diagramme in der Abbildung 10 mit Informationen unterlegt. Es werden die Verluste an der Anlage im Prozess konkret greifbar. Auf diese Weise lassen sich die Verluste an allen Anlagen im Produktionsbereich darstellen und in Abhängigkeit vom Nutzen kontinuierlich verbessern.

Sollen nun mit der Hilfe von TPM Maßnahmen Verbesserungen bzw. Optimierungen begonnen werden, so kann es zusätzlich sinnvoll sein die Berichte über die Anlage noch detaillierter zu erfassen und auszuwerten. Als Beispiel dienen hierfür die Informationen der Diagramme in der Abbildung 11.

Der Grad der Detaillierung der Analyse wird erhöht, indem die Verluste bestimmten Aggregaten der Anlage und den gefertigten Produkten zugeordnet werden. Hierbei wird der Produktionsbericht nicht für die gesamte Anlage sondern, im Rahmen von Verbesserungsaktivitäten, für einzelne Aggregate verwendet. Somit wird bspw. genau erkennbar welches Aggregat für Geschwindigkeitsverluste im Gesamttakt verantwortlich ist und an welchem Aggregat die meisten Kurzstillstände oder die größten Ausfallzeiten auftreten (Abbildung 11 Diagramme 1 bis 3).

Wird der Rüstvorgang genauer betrachtet, lässt sich ausmachen welche Formatwechsel lange Rüstzeiten verursachen (bspw.: Rüsten auf das Produkt B) oder bei welchen Produktwechsel innerhalb einer Produktgruppe (bspw.: von Produkt A auf Unterprodukt A1) hohe Nutzungsverluste entstehen (Abbildung 11 Diagramm 4). Daneben lassen sich die Verfügbarkeit der Einzelaggregate und die Instandhaltungszeiten genau zuordnen (Abbildung 11 Diagramme 5 und 6).

Durch die Kennzahlen und die Verluststruktur werden Veränderungen im Prozess sichtbar und sie ermöglichen einen schnellen Eingriff, möglicherweise noch bevor große Störungen entstehen. Auf der anderen Seite zeigen die Kennzahlen und die laufende Analyse Veränderungen und Verbesserungen sofort an. Damit ist zusätzlich eine Prüfung der durchgeführten Maßnahmen auf deren Wirksamkeit möglich.

Das Problem der sechs großen Verluste ist überall verborgen, daher endet die Strukturierung der Verluste nicht an einem bestimmten Punkt. Je umfassender die Verlustanalyse auf der Basis der Produktionsberichte ausfällt, desto schneller lassen sich, in den Augen des Autors, Maßnahmen umsetzen und die Schwerpunkprobleme beheben. In verschiedenen Problemsituationen ist es nötig die Verluste noch weiter zu konkretisieren.

Nachfolgend sollen Beispiele zu TPM Maßnahmen die vorangegangenen Zusammenhänge näher erläutern und darstellen.