Überwindung von Engpässen in der Fertigung: Tipps zur Verbesserung des Produktionsablaufs

Eine der größten Herausforderungen für Hersteller sind Verschwendung und Ineffizienz, die durch Engpässe in verschiedenen Phasen ihres Produktionsprozesses verursacht werden. Diese treten häufig im Zusammenhang mit bestimmten Produktionsprozessen oder der Logistik auf, können aber auch den Informationsfluss sowie die Anweisungen und Weisungen von Führungskräften und Vorgesetzten betreffen.

Auch wenn sie ein unvermeidbarer Bestandteil des Produktionsprozesses sind, gibt es Tipps und Strategien, mit denen Sie diese Engpässe überwinden und den Produktionsablauf insgesamt verbessern können.

In diesem Beitrag werden wir einige der wirksamsten Strategien zur Beseitigung von Engpässen in der Fertigung und zur Gewährleistung eines effizienten Arbeitsablaufs erörtern.

Ein Produktionsengpass ist eine Engstelle in einem Produktionssystem, die entsteht, wenn die Arbeitsbelastung die Kapazität einer bestimmten Person, Maschine, eines bestimmten Prozesses oder einer anderen Ressource übersteigt.

Engpässe führen zu Produktionsverzögerungen, steigenden Produktionskosten und einer Verringerung der Gesamteffizienz des Fertigungsprozesses. 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: Diese werden durch vorübergehende Probleme verursacht. Die Abwesenheit eines Mitarbeiters oder eine Verzögerung beim Wareneingang von einem anderen Lieferanten aufgrund einmaliger Versandprobleme sind Beispiele für kurzfristige Engpässe.
• Langfristige Engpässe: Diese werden durch wiederkehrende Probleme verursacht, die erhebliche Auswirkungen auf die gesamten Fertigungsprozesse haben.

Während kurzfristige Engpässe vereinzelte Vorkommnisse sind, die keiner regelmäßigen Beachtung oder Abhilfe bedürfen, sind es die langfristigen Engpässe, deren Ursachen behoben werden müssen.

Es kann verschiedene Ursachen für Engpässe in einer Fertigungsumgebung geben. Zu den häufigsten Arten von Engpässen gehören:

1. Überlastete Maschinen. Wenn eine einzelne Maschine mehr Arbeit bewältigen muss, als sie verkraften kann, entsteht ein Engpass, der den Produktionsfluss beeinträchtigt.

2. Personalmangel. Zu wenig Personal kann dazu führen, dass Maschinen oder Fertigungszellen nicht mit voller Kapazität laufen. Dies behindert den Produktionsfluss und kann sich zudem auf die Qualität des hergestellten Produkts auswirken.

3. Ungünstige Anordnung. Die Anordnung der Produktionsfläche kann zu Engpässen führen. Beispielsweise können Maschinen so aufgestellt sein, dass zwischen den Arbeitsstationen zu viele Wege zurückgelegt werden müssen oder Umwege erforderlich sind, was den Produktionsprozess verlangsamt.

Der erste Schritt zur Verbesserung des Produktionsablaufs besteht darin, die Ursachen für Engpässe in Ihrem Betrieb zu ermitteln und zu analysieren. Für Hersteller, die eine Form der digitalen Produktionsüberwachung nutzen, um Effizienz und Produktivität zu überwachen, kann die Identifizierung von Engpässen einfach sein.

Produktionsüberwachung kann in der Regel Engpässe erkennen, indem sie die Arbeitsabläufe analysiert und die Leistung bestimmter Prozesse in den verschiedenen Produktionsphasen verfolgt. Diese Art von Software bietet in der Regel einen Echtzeit-Einblick in Produktionsprozesse und -leistung, was dabei helfen kann, Engpässe zu identifizieren, die möglicherweise Verzögerungen oder andere Ineffizienzen verursachen.

Wenn zum Beispiel

- Es mangelt an Personal, was zu längeren Montage Prüfzeiten führt,

- Die Ausrüstung ist veraltet oder wird nicht ordnungsgemäß gewartet,

- der Platz reicht nicht aus oder ist schlecht gestaltet, oder

- Die Materialien sind nicht ohne Weiteres erhältlich,

Der Prozess kann sich dadurch erheblich verlangsamen. Durch den Einsatz einer digitalen Lösung wie Tulip können Hersteller Engpässe schneller erkennen und beseitigen und so sicherstellen, dass die Produktion reibungslos verläuft und im Zeitplan bleibt.

Engpässe entstehen, wenn ein Teil des Prozesses mit dem Rest nicht Schritt halten kann. Einige der Ursachen haben sich geändert, da Betriebe zunehmend digitale Tools einsetzen, doch die meisten der üblichen Ursachen bestehen weiterhin. Vor allem vier davon sorgen branchenübergreifend für Probleme.

bei Maschinenstillständen Eine wichtige Maschine fällt aus, und schon staut sich alles, was danach kommt. Die vorgelagerten Stationen stehen still, und den nachgelagerten gehen die Teile aus. Das ist die offensichtliche Art von Stillstand.

Dann gibt es noch die Art von Ausfällen, die sich versteckt. Kurze Stillstände, lange Umrüstzeiten oder schlecht geplante Wartungsarbeiten zehren langsam an der verfügbaren Kapazität. Wenn der Anlagenstatus nur in Schichtprotokollen oder Tagesberichten erfasst wird, werden diese kleinen Verluste nie rechtzeitig erkannt, um sie zu beheben.

Durch eine kontinuierliche Überwachung lassen sich kleine Störungen und unregelmäßige Zyklen erkennen, bevor sie tatsächlichen Schaden anrichten. In Betrieben, denen diese Transparenz fehlt, werden maschinenbedingte Produktionsverzögerungen oft erst bemerkt, wenn die Gesamtleistung bereits zurückgeht.

Ungleichgewicht in der Belegschaft
Automatisierung macht Menschen nicht überflüssig. Wenn an kritischen Punkten zu wenige geschulte Mitarbeiter eingesetzt werden oder wenn Aufgaben ohne Abstimmung zwischen den Teams hin- und hergeschoben werden, kommt der Arbeitsablauf ins Stocken.

Man sieht, wie sich vor einem Arbeitsplatz Warteschlangen bilden, während andere Mitarbeiter untätig herumsitzen. Auf dem Papier sieht die Personalstärke zwar gut aus, aber die Qualifikationen oder die Schichtbesetzung sind nicht auf den Arbeitsablauf abgestimmt.

Multifunktionale Ausbildung und eine klare Übersicht über die Aufgaben lösen in der Regel mehr Probleme, als dies durch Neueinstellungen jemals möglich wäre. Wenn die Mitarbeiter nicht dorthin wechseln können, wo sie gebraucht werden, verlangsamt sich die Produktion, ganz gleich, wie gut die Maschinen laufen.

Lieferverzögerungen
Selbst eine effiziente Produktionslinie kommt zum Stillstand, wenn die richtigen Materialien nicht eintreffen. Verspätete Lieferungen, unregelmäßige Lieferzeiten der Lieferanten oder fehlende interne Transfers können den ersten Schritt der Produktion zum Erliegen bringen.

Bei diesem Problem geht es oft ebenso sehr um Transparenz wie um die Verfügbarkeit. Ohne aktuelle Daten zu Lagerbeständen, offenen Aufträgen und Lieferungen können die Teams erst reagieren, wenn Engpässe die Arbeit bereits zum Erliegen gebracht haben.

Werksstandorte, die frühe Anzeichen wie fehlgeschlagene Barcode-Scans oder steigende Umrüstung erkennen, können noch vor dem Eintreten des Engpasses Gegenmaßnahmen ergreifen. Andere verlieren Tage damit, den Rückstand aufzuholen.

Mangelhafte Anordnung und Materialfluss
Manchmal ist die Ursache für Verzögerungen in der Raumnutzung zu suchen. Lange Wege, enge Gänge und gemeinsam genutzte Wege für Personen und Gabelstapler führen zu Zeitverlusten und Behinderungen.

Diese Probleme lassen sich nicht immer anhand von Systemdaten erkennen, aber jeder vor Ort spürt sie. Die Mitarbeiter müssen von Arbeitsstation zu Arbeitsstation laufen, um Teile zu suchen, auf Gabelstapler warten oder ihre Arbeit unterbrechen, weil ein Werkzeug außer Reichweite ist.

Oft lassen sich diese Hindernisse durch einfache Anpassungen der Raumaufteilung beseitigen. Spaghetti-Diagramme oder digitale Bewegungspläne machen unnötige Wege sichtbar, sodass gezielte Änderungen vorgenommen werden können.

Sobald ein Engpass ausgemacht wurde, stellt sich die Frage, wie man ihn beseitigen oder zumindest verhindern kann, dass er die Produktionsleistung einschränkt. Viele Verbesserungskonzepte versprechen Ergebnisse, doch nur wenige funktionieren in schnelllebigen Produktionsumgebungen wirklich gut.

Die drei am häufigsten verwendeten Methoden sind Lean, die Theory of Constraints (TOC) und Drum-Buffer-Rope (DBR). Jede hat ihre eigenen Stärken und gewinnt zusätzlich an Wirksamkeit, wenn sie mit digitalen Systemen kombiniert wird, die den Teams Echtzeit-Transparenz und schnellere Rückkopplungsschleifen ermöglichen.

Lean: Verschwendung beseitigen, um den Fluss wiederherzustellen
Lean manufacturing seit Jahrzehnten ein fester Bestandteil der Produktion, da es sich auf das Wesentliche konzentriert: Verschwendung zu beseitigen und einen gleichmäßigen Arbeitsfluss wiederherzustellen. Werkzeuge wie Wertstromanalyse, Standardarbeit und 5S erleichtern es, Reibungspunkte zu erkennen und die Arbeitsbelastung auszugleichen.

In vielen Betrieben besteht die Herausforderung nicht darin, herauszufinden, was behoben werden muss, sondern darin, das Problem zu lokalisieren, sobald es auftritt. Das traditionelle Lean-Konzept stützt sich stark auf Beobachtung und manuelle Notizen, was die Ermittlung der Ursachen verlangsamt.

Das digitale Tracking schließt diese Lücke. Wenn die Datenerfassung automatisch erfolgt, erkennen die Teams Abweichungen sofort, sobald sie auftreten, und können Anpassungen vornehmen, ohne auf eine formelle Kaizen-Veranstaltung warten zu müssen.

Theorie der Engpässe (TOC): Das schwächste Glied stärken
Die TOC geht von einer einfachen Tatsache aus: Der Durchsatz wird durch den langsamsten Teil des Prozesses begrenzt. Anstatt die Aufmerksamkeit auf alle Bereiche zu verteilen, konzentriert sich die TOC darauf, diesen Engpass zu finden und ihn zu stärken.

Der Ansatz umfasst fünf Schritte: den Engpass identifizieren, das Beste daraus machen, die anderen Schritte darauf abstimmen, seine Kapazität erhöhen und wachsam bleiben, sobald sich der Engpass verschiebt.

Dies funktioniert am besten, wenn die Engstelle sichtbar und stabil ist. Bei Abläufen, bei denen sich die Engstelle je nach Schicht oder Produktmix verschiebt, stoßen herkömmliche TOC-Tools an ihre Grenzen. Durch die Einbindung digitaler Überwachung in den TOC-Prozess können Teams in Echtzeit erkennen, welche Ressource das System ausbremst, sodass die Verbesserungsmaßnahmen stets auf dem neuesten Stand bleiben.

Drum-Buffer-Rope (DBR): Den Engpass am Laufen halten
DBR erweitert die TOC auf die Produktionssteuerung. Der „Trommel“ ist der Engpass; er gibt den Rhythmus für die Linie vor. Der „Puffer“ sorgt dafür, dass die Trommel stets mit Arbeit versorgt ist. Das „Seil“ regelt, wann neue Arbeit in den Fluss gelangt, damit die vorgelagerten Schritte nicht zu weit vorpreschen.

Dies ist besonders nützlich in der Einzelfertigung, wo die Produktionsmenge je nach Auftrag oder Produkt variiert. Die größte Herausforderung ist die Koordination. Mithilfe von Echtzeit-Dashboards, Warnmeldungen und klaren digitalen Arbeitsanweisungen können Teams dieses Gleichgewicht aufrechterhalten und die Kapazitätsengpässe auslasten, ohne sie zu überlasten.

Neue Systeme und Rahmenbedingungen lösen keine Engpässe, wenn der Fokus falsch gesetzt ist – oder wenn die Mitarbeiter, die am nächsten an der Arbeit sind, nicht in die Lösung einbezogen werden. Im Folgenden finden Sie drei Fehler, die Verbesserungsbemühungen regelmäßig zum Scheitern bringen, sowie praktische Tipps, wie man sie vermeiden kann.

Fallstrick 1: Daten ohne Sinn und Verstand
Moderne Anlagen generieren eine Flut von Informationen aus Sensoren, Maschinen und Apps. Das Problem ist nicht die Datenmenge – es geht darum, herauszufinden, was diese Informationen aussagen sollen.

Viele Teams erfassen jede nur erdenkliche Kennzahl: Ausfallzeiten, Ausschuss, Durchlaufzeiten, Bedieneraktivitäten. Die Anzahl der Dashboards nimmt immer weiter zu. Es hagelt ständig Warnmeldungen, bis sie schließlich ignoriert werden. Die eigentlichen Engpässe gehen in der Flut von Daten unter.

Ein besserer Ansatz beginnt mit einer klaren Frage, nicht mit einer weiteren Kennzahl. Fragen Sie, wo der Arbeitsablauf ins Stocken gerät, und erfassen Sie dann nur die Daten, die diese Frage beantworten. Visualisieren Sie die Leistung auf Prozessebene, anstatt sich auf einzelne Ressourcen zu konzentrieren. Setzen Sie auf Ausnahme-basierte Warnmeldungen, damit die Aufmerksamkeit auf das gerichtet wird, was wirklich vom Kurs abweicht.

Daten ohne Kontext lenken ab. Daten, die auf einen bestimmten Zweck ausgerichtet sind, regen zum Handeln an.

Fallstrick 2: Oberflächliche Ursachenanalyse
Wenn die Produktion ins Stocken gerät, ist die Standardreaktion oft, mehr Ressourcen auf das Problem zu werfen – zusätzliches Personal, größere Sicherheitsbestände, längere Arbeitszeiten. Diese Maßnahmen verschaffen zwar Zeit, lösen das Problem aber selten.

Man erkennt eine mangelhafte Analyse daran, dass Teams vorschnell den Bedienern die Schuld geben, bevor sie das System überprüft haben, oder dass Korrekturmaßnahmen nur die Symptome und nicht die Ursachen beheben, wie zum Beispiel das Hinzufügen von WIP, anstatt die Umrüstzeiten zu verbessern. kontinuierlicher Verbesserungsprozess verwandelt sich kontinuierlicher Verbesserungsprozess in einen Kreislauf aus kurzfristigen Notlösungen.

Gehen Sie der Sache auf den Grund, indem Sie mithilfe von Tools wie Wertstromanalysen und digitalen Trace-Daten nachverfolgen, wo Verzögerungen entstehen. Vergleichen Sie die Signale aus verschiedenen Systemen: Maschinenprotokolle, Bedienereingaben und Materialbewegungen. Beziehen Sie vor allem die Bediener in die Analyse mit ein. Sie erkennen Probleme lange bevor diese in Berichten auftauchen.

Eine gute Analyse beginnt ebenso sehr mit Zuhören wie mit Messen.

Fallstrick 3: Die Mitarbeiter in der Produktion außer Acht lassen
Die Mitarbeiter in der Produktion sind täglich mit Engpässen konfrontiert und wissen in der Regel, wo deren Ursachen liegen. Fehlt ihr Input, beheben Verbesserungsmaßnahmen oft nicht das eigentliche Problem oder verursachen sogar neue Probleme.

Diese Diskrepanz äußert sich in Behelfslösungen, die Probleme verschleiern, in Widerstand gegen Tools, die nicht zu den tatsächlichen Arbeitsabläufen passen, und in verpassten Gelegenheiten, praktische Erkenntnisse aus der Praxis umzusetzen.

Beziehen Sie die Mitarbeiter von Anfang an mit ein. Lassen Sie sie dabei helfen, das Problem zu definieren und erste Lösungsansätze zu testen. Stellen Sie ihnen Tools wie Tulip zur Verfügung, mit denen sie das, was sie sehen, in Echtzeit erfassen und weitergeben können. Testen Sie Änderungen zunächst in kleinem Maßstab, bevor Sie sie im gesamten Werk umsetzen. Der Arbeitsablauf verbessert sich am schnellsten, wenn die Mitarbeiter, die die Arbeit ausführen, an der Gestaltung der Lösung mitwirken.

Es ist wichtig, proaktiv vorzugehen, wenn es darum geht, Engpässe in der Fertigung zu vermeiden und zu beheben. Durch geeignete Maßnahmen und die Umsetzung der richtigen Strategien können Sie Engpässe in Ihrem Fertigungsprozess verringern oder sogar ganz beseitigen und so die Gesamtproduktivität Ihres Unternehmens steigern. Hier sind ein paar Tipps, die Ihnen den Einstieg erleichtern sollen.

1. Automatisieren Sie, wo immer es möglich ist. Durch Automatisierung lassen sich Engpässe vermeiden, die durch manuellen Arbeitsaufwand entstehen. Die Automatisierung von Aufgaben und Prozessen kann den Personalbedarf senken, die Produktionskonsistenz verbessern und Arbeitsabläufe optimieren.

2. Investieren Sie in neue Ausrüstung. Durch die Modernisierung veralteter Maschinen oder die Investition in neue Ausrüstung lassen sich Ausfallzeiten reduzieren, wodurch weniger Ressourcen für Wartung und Reparaturen aufgewendet werden müssen.

3. Optimieren Sie die Anordnung. Durch eine Umgestaltung der Maschinenanordnung und der Personalverteilung lässt sich der Produktionsfluss verbessern, indem die Transportwege verkürzt, die Zugänglichkeit verbessert und der Prozess beschleunigt werden.

4. Bestandsmanagement einsetzen. Verbesserung Bestandsmanagement kann dabei helfen, Teile zu identifizieren, deren Vorrat zur Neige geht, und die Zeit zu verkürzen, die für deren Suche benötigt wird. Dies wiederum verringert Engpässe, die durch das Warten auf Ersatzteile entstehen.

5. Digitale Systeme nutzen. Technologie spielt eine entscheidende Rolle bei der Steigerung der Produktionseffizienz. Da es immer besser gelingt, Daten aus allen Bereichen des Produktionsprozesses zu erfassen, können Hersteller wertvolle Erkenntnisse darüber gewinnen, wo Engpässe auftreten, was deren Ursache ist und welche Auswirkungen sie auf das Unternehmen haben.

Lean, TOC und DBR entstanden in einer Zeit, als Prozessdaten noch manuell erfasst Prozessdaten . Digitale Systeme erweitern diese Methoden, indem sie sofortige Transparenz und schnellere Reaktionszeiten ermöglichen.

Moderne Tools ermöglichen es Teams heute:

• Durchsatz und Zykluszeiten kontinuierlich überwachen

• Melde es, wenn eine Station zu verzögern beginnt

• Aufgabenverteilung oder Arbeitsabläufe spontan anpassen

• Den gesamten Ablauf überblicken, ohne vor Ort zu sein
  
  

Diese Systeme sind bereits in vielen Werken über Plattformen wie Tulip im Einsatz, wo Teams Arbeitsplätze digitalisieren, Daten direkt an der Quelle erfassen und die Ergebnisse noch am selben Tag einsehen können, anstatt wochenlang warten zu müssen.

Vergleich von Methoden zur Beseitigung von Engpässen

Technologische Lösungen zur Erkennung und Behebung von Engpässen

Selbst die besten Verbesserungskonzepte funktionieren nicht ohne Transparenz. Was man nicht sieht, kann man auch nicht beheben. Genau hier kommt moderne Fertigungstechnik ins Spiel – indem sie zeigt, was in der Produktion gerade passiert, und zwar in Echtzeit, nicht erst im Nachhinein.

Mithilfe von IIoT , Echtzeitanalysen und individuell gestaltbar wie Tulip können Teams Engpässe in Echtzeit erkennen, verstehen und beheben. Das Ziel sind nicht mehr Daten – sondern schnellere Entscheidungen direkt am Arbeitsplatz.

IIoT: Vernetzung von Anlagen und Daten

Geräte des industriellen Internets der Dinge wie Sensoren, Maschinenanschlüsse und Gateways beziehen Daten direkt von Maschinen und Arbeitsplätzen. Dieser Datenstrom verschafft Ihnen einen Echtzeit-Überblick darüber, was gerade läuft, was im Leerlauf ist und was den Betrieb verlangsamt.

Sie können:

• Verfolgen Sie die Durchlaufzeiten nach Arbeitsstationen, während die Teile durchlaufen

• Den Status der Maschine überwachen, ohne auf eine Aktualisierung durch den Bediener warten zu müssen

• Leerlaufzeiten, blockierte Signale oder versäumte Scans automatisch erfassen

Diese Messwerte ersetzen Spekulationen und manuelle Überprüfungen durch direkt an der Quelle erfasste Fakten. Das Ergebnis ist ein klarerer Einblick darin, wo es zu Durchflussstörungen kommt und warum.

Echtzeit-Analysen: Engpässe frühzeitig erkennen

Daten zu sammeln ist der erste Schritt. Entscheidend ist, sie schnell zu nutzen. Echtzeit-Analysetools wandeln diese Signale in ein klares Bild von Durchsatz, Kapazität und Leistung um.

Anstatt die Ergebnisse der letzten Woche zu besprechen, kannst du direkt Fragen stellen:

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

• In welcher Schicht fällt der meiste Nacharbeitsaufwand an?

• Wie sieht es derzeit mit den laufenden Arbeiten aus?

Diese Art von Unmittelbarkeit macht den Unterschied in Produktionsumgebungen mit hoher Produktvielfalt oder schwankenden Stückzahlen aus, in denen sich die Rahmenbedingungen im Laufe des Tages ändern und statische Dashboards nicht mithalten können.

Mit Tulip können Hersteller die Datenerfassung von Mitarbeitern, Maschinen, Sensoren und Geräten, die in ihrem gesamten Betrieb zum Einsatz kommen, automatisieren. Anhand dieser Daten können Vorgesetzte Produktionsprobleme oder -störungen sofort erkennen, sobald sie auftreten – und zwar in Echtzeit.

Darüber hinaus Tulip einsetzen, um Engpässe von vornherein zu vermeiden. So können Unternehmen Tulip beispielsweise nutzen, Tulip ihre Maschinen Tulip überwachen und Anzeichen von Verschleiß zu erkennen, noch bevor es zu einem Ausfall kommt. Dies ermöglicht es Herstellern, schneller zu reagieren und kostspielige Engpässe gänzlich zu verhindern.

Darüber hinaus können Hersteller digitale Arbeitsanweisungen erstellen, um einen reibungslosen Produktionsablauf zu gewährleisten. Durch den Einsatz digitaler Arbeitsanweisungen werden Fehler bei den Bedienern vermieden, und es ist weniger wahrscheinlich, dass Qualitätsmängel die Produktion in späteren Phasen beeinträchtigen.

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!