Was ist eine Engpassanalyse? Werkzeuge zur Erkennung und Beseitigung von Engpässen

Ein Produktionsengpass ist ein Arbeitsschritt, der selbst bei maximaler Durchsatzkapazität die Produktionsquote nicht erfüllen kann und dadurch den Arbeitsablauf verzögert oder zum Stillstand bringt.

Dieses Konzept gilt gleichermaßen für das Management und die Logistik. Hier können Engpässe den Fluss von Informationen, Anweisungen und Arbeitsanweisungen behindern.

Ein Engpass in der Produktion funktioniert genauso wie eine physische Flasche. Der enge Hals verringert die Geschwindigkeit, mit der das Wasser herausfließt, und führt zu einem Stau dahinter.

Im Betriebsablauf können Engpässe zu erheblichen Einbußen bei der Arbeitsproduktivität führen, den Produktionsprozess auf breiter Front verzögern und dazu führen, dass die Kundennachfrage nicht mehr befriedigt werden kann.

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Eine Engpassanalyse ist eine beliebige Kombination aus Werkzeugen und Prozessen, mit deren Hilfe ermittelt wird, wo in einer Produktionsumgebung Engpässe auftreten, welche Auswirkungen diese haben und welche Lösungen zur Beseitigung der Engpässe es gibt.

Zu den Zielen einer Engpassanalyse können gehören:

• Die wichtigsten Engpässe in den Produktions- und Verwaltungsprozessen ermitteln
• Erheben Sie relevante quantitative Daten für die Engpassanalyse
• Mögliche Lösungen zur Beseitigung der Engpässe ausloten
• Produkte minderer Qualität minimieren, die Effizienz der Mitarbeiter steigern, Ausfallzeiten reduzieren
• Die Gesamtproduktionskapazität steigern und die Durchlaufzeit verkürzen

Höchstwahrscheinlich stellt die Maschine oder der Prozess mit der längsten Warteschlange den Engpass dar. Um festzustellen, ob ein bestimmter Schritt das grundlegende Hindernis für den gesamten Arbeitsablauf darstellt, können Sie im Produktionsprozess auf folgende Warnzeichen achten, um eine genaue Einschätzung vorzunehmen.

Durchsatz und Durchlaufzeit

Wenn der Durchsatz jeder Maschine nacheinander erhöht wird, lässt sich feststellen, welche Maschine den größten Einfluss auf die Gesamtproduktionsleistung hat. Eine überdurchschnittlich lange Durchlaufzeit deutet zudem auf mögliche Verzögerungen bei der Bearbeitung, der Prüfung und dem Transport sowie auf eine Verlängerung der Wartezeit hin. Dies erfordert möglicherweise weitere Untersuchungen, um festzustellen, welcher Schritt innerhalb der Durchlaufzeit unnötig viel Zeit in Anspruch nimmt.

Akkumulation

Immer wenn der Eingangswert größer ist, als eine Maschine bewältigen kann, kommt es im Anschluss an diesen Schritt zu einem Rückstau. Es kann zu einem Rückstau bei Lagerbeständen und Arbeitsstunden kommen, da der Arbeitsauftrag im gleichen Tempo bearbeitet werden Arbeitsauftrag wie die anderen Schritte im Fertigungsprozess.

Volle Kapazität

Eine Anlage oder Maschine, die den höchsten Prozentsatz ihrer Gesamtkapazität auslastet, wird wahrscheinlich zum Engpass im Produktionsprozess. Dies lässt sich leicht mit der geringeren Auslastungsrate der anderen Anlagen in der Fertigung vergleichen . Sollte die Eingangsleistung für die Engpassanlage erhöht werden, wird diese höchstwahrscheinlich als Erste an ihre Grenzen stoßen.

Langsame Kommunikation

Gibt es Fehler, die auf Missverständnisse oder eine schleppende Kommunikation zurückzuführen sind und zu Verzögerungen im Fertigungsprozess führen können? Eine mangelhafte Kommunikation auf allen betrieblichen Ebenen kann sich in einer geringen physischen Produktivität niederschlagen.

Jede Produktionslinie hat einen Schritt, der langsamer abläuft als die übrigen. Dieser Schritt bestimmt das Tempo für den gesamten weiteren Ablauf. Solange man sich nicht darum kümmert, kann der Rest des Prozesses nur so schnell voranschreiten, wie es der Engpass zulässt.

Die Theorie der Engpässe (Theory of Constraints) fasst dies wie folgt zusammen: Die Systemleistung wird durch ihre schwächste Stelle begrenzt. Eine Beschleunigung nicht kritischer Schritte ändert nichts am Ergebnis, wenn der Engpass nicht beseitigt wird.

Die Auswirkungen sind weitreichender, als die meisten Menschen erwarten. Ein einziger Engpass kann:

• Legen Sie fest, wie viel Fertigprodukt Sie in einem bestimmten Zeitraum versenden können

• Die Vorlaufzeiten verlängern sich, wodurch es schwieriger wird, termingerechte Lieferungen zu gewährleisten

• Es entstehen zusätzliche Kosten, weil die Bediener warten müssen, sich der Arbeitsbestand erhöht und zusätzlicher Ausschuss entsteht

Bei der Beseitigung von Engpässen geht es nicht darum, nach Perfektion zu streben. Es geht darum, die Hindernisse aus dem Weg zu räumen, die den restlichen Betriebsablauf bremsen.

Häufige Anzeichen für Engpässe

Nicht jede Verlangsamung ist ein Engpass. Aber wenn Sie solche feststellen, lohnt es sich, genauer hinzuschauen:

• An einer Station staut sich die Arbeit. Wenn sich die Warteschlangen nicht auflösen, bedeutet das in der Regel, dass die Kapazität nicht ausreicht.

• Leerlaufende Bediener oder Maschinen. Wenn Menschen warten, liegt die Verzögerung in der Regel weiter vorne in der Produktionskette.

• Wachsender Bestand an unfertigen Arbeiten. Zu viele halbfertige Teile lassen sich fast immer auf eine Einschränkung zurückführen.

• Termine rücken in Verzug. Engpässe verzögern die Liefertermine.

• Die Zykluszeiten schwanken stark. Uneinheitliche Zeitabläufe können sich verschiebende Engpässe verschleiern.

• Viele Schnelllösungen. Wenn Teams jeden Tag Probleme beheben, wurde das eigentliche Problem noch nicht gelöst.

Die 5 „Warum“-Fragen

Im Rahmen der Ursachenanalyse können mithilfe der „5-Why-Methode“ Ereignisse identifiziert werden, die zu Engpässen in der Produktion führen. Bei dieser Methode wird vom Problem ausgehend bis zu dessen Ursache zurückgegangen, indem man die vorherige Antwort immer wieder mit der Frage „Warum?“ hinterfragt.

Fischgräten-Diagramm (oder Ishikawa-Diagramm)

Das Fischgräten-Diagramm ist eine visuelle Methode zur Ursachenanalyse. Das Problem wird auf den Kopf des Fisches geschrieben, während die Ursachen dieses Problems unter den Hauptursachen aufgeführt werden, die sich in Form von Fischgräten verzweigen. Erfahren Sie mehr über das Diagramm und darüber, wie Tulip Ihnen dabei helfen Tulip , die Methoden des Fischgräten-Diagramms in Ihrem gesamten Werk zu standardisieren!

Methoden wie „5 Whys“ und „Fishbone“ eignen sich gut, um Ursachen auf den Grund zu gehen, aber sie reichen nur bis zu einem gewissen Punkt. Um Engpässe klar zu erkennen, setzen Hersteller auf Methoden, die echte Daten auswerten, anstatt sich nur auf Meinungen an einem Whiteboard zu stützen.

Process Mining
Durch das Auslesen von Ereignisprotokollen aus MES ERP zeigt Process Mining, wie die Arbeit tatsächlich durch das Werk fließt. Es macht Engpässe, Nacharbeitsschleifen und versteckte Warteschlangen auf eine Weise sichtbar, die mit einer manuellen Darstellung nicht möglich ist.
Beispiel: Ein Verpackungsteam stellte fest, dass fast die Hälfte seiner Zeit durch Nacharbeiten an Etiketten verloren ging. Niemand hatte dies zuvor klar erkannt, bis die Daten es offenlegten.

Diskrete-Ereignis-Simulation (DES)
Mit DES wird ein digitales Modell Ihrer Produktionslinie erstellt, sodass Sie Änderungen testen können, bevor Sie diese in der Praxis umsetzen. Dies ist besonders nützlich für „Was-wäre-wenn“-Fragen wie die Anpassung der Teamgrößen, die Optimierung von Layouts oder die Änderung von Chargenregeln, ohne dabei die Produktion zu gefährden.

Echtzeit-Überwachung
Mithilfe von MES und IoT können Sie Zykluszeiten, Maschinenverfügbarkeit und Durchsatz in Echtzeit überwachen. Dank dieser Transparenz können Sie kleine Engpässe erkennen, bevor sie sich zu einer verspäteten Lieferung ausweiten.

KI-basierte Prognosemodelle
Durch die Auswertung sowohl historischer als auch Echtzeitdaten können Prognosetools aufzeigen, wo sich voraussichtlich Engpässe bilden werden. So haben Sie die Möglichkeit, Zeitpläne anzupassen, den Personalbedarf auszugleichen oder Wartungsarbeiten einzuschieben, bevor es zu Verzögerungen in der Produktionslinie kommt.

Keine einzelne Methode liefert Ihnen ein vollständiges Bild. Im Zusammenspiel ermöglichen sie es Ihnen, das System aus verschiedenen Blickwinkeln zu betrachten und Einschränkungen anzugehen, bevor sie sich zu chronischen Problemen verfestigen.

Statische vs. dynamische Engpässe

Manche Engpässe bleiben unverändert. Sie hängen mit festen Grenzen zusammen – wie zum Beispiel einem langsamen Prüfschritt oder einer Maschine, die einfach nicht mit dem Rest der Linie mithalten kann. Andere sind schwerer zu fassen. Ein Engpass kann Montage Tag in Montage auftreten und am nächsten Tag bereits in der Verpackung, je nach Produktmix oder Personalbesetzung.

Deshalb reicht eine einmalige Analyse nicht aus. Eine Aufstellung kann am Dienstag noch ausgewogen aussehen und am Freitag schon aus dem Gleichgewicht geraten sein. Teams, die die Entwicklung kontinuierlich verfolgen, können solche Verschiebungen besser erkennen und Anpassungen vornehmen, bevor der gesamte Spielplan durcheinandergerät.

Einen Engpass zu erkennen, ist erst der Anfang. Ihn zu beheben – und dafür zu sorgen, dass die Lösung dauerhaft wirkt –, erfordert eine methodische Vorgehensweise.

Anwendung von DMAIC bei Engpässen

• Definieren – Schauen Sie genau hin, wo der Arbeitsablauf ins Stocken gerät. Lange Warteschlangen und untätige Mitarbeiter sind in der Regel ein deutliches Anzeichen dafür.
  

• Messen – Erfassen Sie Zykluszeiten, Auslastung und Durchsatz Schritt für Schritt. Echtzeitdaten sind statischen Berichten, in denen Spitzenwerte nicht erkennbar sind, überlegen.

• Analysieren – Nutzen Sie Methoden wie die „5-Why-Methode“, die Fischgrätenanalyse oder Process Mining, um die eigentliche Ursache zu ermitteln – und nicht nur das Symptom.

• Verbessern – Setzen Sie Ihre Erkenntnisse in die Tat um. Das kann bedeuten, Arbeitsabläufe anzupassen, Kapazitäten zu erweitern oder Arbeitsschritte neu zu gestalten. Halten Sie die Änderungen konkret.

• Kontrolle – Behalten Sie die Situation im Auge. Die heutige Lösung wird nicht ewig halten, Engpässe verlagern sich.

Wo Teams Fehler machen

• Sich auf Durchschnittswerte verlassen. Es sind meist die Extreme, nicht der Mittelwert, die die Produktion ins Stocken bringen.

• Man wirft einfach Personal oder Material darauf. Das verschleiert das Problem nur.

• Vorausgesetzt, die Engpässe bleiben bestehen. Sie verschieben sich je nach Produktmix, Zeitplänen und Personalbesetzung.

Verbesserungen nachhaltig sichern

Werkzeuge, die speziell für den Einsatz in der Fertigung entwickelt wurden, erleichtern die Einhaltung des Produktionsplans:

• Dashboards, die Verzögerungen in Echtzeit anzeigen

• Digitale Arbeitsabläufe, die Teams dabei helfen, neue Prozesse einzuhalten

• Analysen, die erfassen, ob Verbesserungen anhalten oder nachlassen

Die Engpassanalyse ist kein Projekt, das man einmalig abschließt. Sie ist Teil der täglichen Betriebsabläufe.

Engpässe bestimmen das Tempo Ihres gesamten Betriebs. Sie beeinträchtigen den Durchsatz, treiben die Kosten in die Höhe und erschweren die Einhaltung von Lieferterminen. Um sie zu erkennen und zu beheben, reicht das Bauchgefühl allein nicht aus. Tools wie Process Mining, Simulation und Echtzeitüberwachung verschaffen Ihnen den nötigen Überblick, um zu erkennen, wo der Ablauf tatsächlich ins Stocken gerät.

Das ist keine Aufgabe, die man einmal erledigt und dann hinter sich lässt. Engpässe verschieben sich je nach Produktmix, Personalausstattung und Nachfrage. Die Teams, die immer einen Schritt voraus sind, betrachten die Engpassanalyse als Teil des täglichen Betriebs und nicht als Nebenprojekt.

Tulip von Herstellern aus verschiedenen Branchen eingesetzt, um Produktionsdaten zu erfassen und zu visualisieren sowie Ursachen für Verschwendung und Ineffizienz in Produktionsprozessen zu identifizieren.

Anhand der von Tulip erfassten Daten können Vorgesetzte fundierte Diskussionen darüber führen, wo Engpässe auftreten, warum sie entstehen und welche Auswirkungen ein Engpass auf den Rest der Produktion hat.

Wenn Sie erfahren möchten, wie Tulip Ihnen dabei helfen Tulip , Engpässe in Ihren Betriebsabläufen zu erkennen und zu beseitigen, wenden Sie sich noch heute an einen unserer Mitarbeiter!

Engpässe bestimmen das Tempo Ihres gesamten Betriebs. Sie beeinträchtigen den Durchsatz, treiben die Kosten in die Höhe und erschweren die Einhaltung von Lieferterminen. Um sie zu erkennen – und zu beheben –, braucht es mehr als nur Bauchgefühl. Tools wie Process Mining, Simulation und Echtzeitüberwachung verschaffen Ihnen den nötigen Überblick, um zu erkennen, wo der Ablauf tatsächlich ins Stocken gerät.

Das ist keine Aufgabe, die man einmal erledigt und dann hinter sich lässt. Engpässe verschieben sich je nach Produktmix, Personalausstattung und Nachfrage. Die Teams, die immer einen Schritt voraus sind, betrachten die Engpassanalyse als Teil des täglichen Betriebs und nicht als Nebenprojekt.