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Fertigungsorganisation nach dem Chaku-Chaku-Prinzip

Bachelorarbeit 2011 43 Seiten

BWL - Beschaffung, Produktion, Logistik

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1. Einleitung
1.1 Problemstellung und Zielsetzung der Arbeit
1.2 Vorgehensweise und Aufbau der Arbeit

2. Einführung in das Konzept der Lean Production
2.1 Ursprünge der Lean Production und Zielsetzung
2.2 Just-in-time-Prinzip
2.3 Weitere Prinzipien der Lean Production
2.4 Grundsätzliche Chancen und Risiken der Lean Production

3. Cellular Manufacturing im Rahmen von Lean Production
3.1 Einordnung des Cellular Manufacturing im Rahmen von Lean Production in das Feld der Organisationstypen der Fertigung
3.2 Grundstrukturen und –prinzipien der Lean Manufacturing Cells
3.3 Abgrenzung des hier verwandten Zellenbegriffes von ähnlichen Verwendungen im Bereich der Produktion
3.4 Vor und Nachteile der Lean Manufacturing Cells

4. Fertigungsorganisation nach dem Chaku-Chaku-Prinzip
4.1 Das Chaku-Chaku-Prinzip
4.1.1 Zugrunde liegende Problemstellung
4.1.2 Einfachautomatisierung als Basisidee
4.2 Anwendungsvoraussetzungen
4.3 Merkmale von Chaku-Chaku-Linien
4.3.1 Lean Manufacturing Cells als Grundlage
4.3.2 Wichtige Attribute der Einfachautomatisierung im Rahmen von Chaku-Chaku
4.3.3 Betriebsarten
4.3.4 Verknüpfung mehrerer Linien
4.4 Chancen und Grenzen von Chaku-Chaku-Linien
4.5 Fallbeispiel: Kimball Office

5. Schlussbetrachtung

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Übersicht über Fertigungsstrukturen

Abbildung 2: Schematische Darstellung einer Lean Manufacturing Cell

Abbildung 3: Layoutwechsel von Lean Manufacturing Cells zu Chaku-Chaku

Abbildung 4: Beispiel eines Auswerfers

Abbildung 5: Beispiel eines As-You-Go-Schalters

Abbildung 6: Beispiel einer Vorrichtung zum Einwerfen

Abbildung 7: Beispiel einer Rutsche

Abbildung 8: Schematische Darstellung der Baton-Touch-Methode

Abbildung 9: Schematische Darstellung der Karawanenmethode

Abbildung 10: Effiziente Verknüpfung mehrerer Produktionszellen

1. Einleitung

1.1 Problemstellung und Zielsetzung der Arbeit

Wer im produzierenden Gewerbe heutzutage wettbewerbsfähig sein will, der muss sich an den Bedürfnissen des Marktes d.h. an seinen Kunden orientieren. Dies bedeutet in der Regel viele Modelle mit unterschiedlichen Varianten in verschiedenen Stückzahlen, ebenso wie kurze Lieferzeiten und hoher Qualitätsstandard bei marktkonformen Preisen.[1]

Mit diesen Worten beschreibt Harry Arzet die Herausforderungen, mit denen sich Unternehmen des produzierenden Gewerbes in der heutigen Zeit konfrontiert sehen. Aus einem Markt, dessen Angebot von den Produkten der Unternehmen bestimmt wurde, ist ein an den oft differenzierten und variantenreichen Kundenwünschen orientierter Markt entstanden.[2] Die Globalisierung bringt eine immer weitergehende Intensivierung des nunmehr globalen Wettbewerbs unter zunehmender Individualisierung der Kundenwünsche mit sich.[3] Unter diesem Wettbewerbsdruck sind produzierende Unternehmen gezwungen, ihre Fertigung so zu organisieren, dass sie eine entsprechende Elastizität und Nachfragekonformität gewährleisten können.[4]

Eine Möglichkeit dieser Produktionsumstellung stellt dabei die Zellenfertigung im Rahmen der Lean Production dar,[5] deren fortschrittlichste Variante die Fertigungsorganisation nach dem so genannten Chaku-Chaku-Prinzip ist.[6]

Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, diese Form der Produktion unter den oben genannten Gesichtspunkten näher zu beleuchten und letztlich die Frage zu beantworten, welche Chancen sich im Hinblick auf eine Anpassung an die modernen Herausforderungen bieten und welche Grenzen den Anwendungsbereich dieses Prinzips eventuell einschränken.

1.2 Vorgehensweise und Aufbau der Arbeit

Zunächst wird in Kapitel zwei eine grundlegende Einführung in das Konzept der Lean Production gegeben, in deren Rahmen die Fertigungsorganisation nach dem Chaku-Chaku-Prinzip zu sehen ist.[7] Diesem Kapitel folgt eine Erläuterung der Lean Manufacturing Cells im Sinne derjenigen Form des Cellular Manufacturing, die im Rahmen von Lean Production zum Einsatz kommt. Dabei soll die Frage beantwortet werden, inwiefern sich dieses Konzept in das Feld der Organisationssysteme einordnen lässt und durch welche Merkmale es gekennzeichnet ist. Anschließend sollen Lean Manufacturing Cells zum besseren Verständnis von ähnlichen respektive begriffsähnlichen Konzepten abgegrenzt werden. Kapitel vier stellt schließlich das Hauptkapitel dieser Arbeit dar: Es soll zunächst erläutert werden, aus welcher Problemstellung das Chaku-Chaku-Prinzip resultiert, inwiefern es eine Weiterentwicklung der Lean Manufacturing Cells darstellt und inwieweit die so genannte Einfachautomatisierung als dessen Basisidee dient. Anschließend wird der Frage nachgegangen, welche Anwendungsvoraussetzungen erfüllt werden sollten, um den Einsatz von Chaku-Chaku-Linien rechtfertigen beziehungsweise überhaupt realisieren zu können. Nach Darstellung dieser Voraussetzungen wird ausführlich auf die Merkmale dieser Produktionsform eingegangen. In diesem Zuge soll die Frage beantwortet werden, wie sich Chaku-Chaku-Linien im Lichte wichtiger Prinzipien der Lean Manufacturing Cells darstellen und welche Attribute der Einfachautomatisierung zur Anwendung kommen. Einer kurzen Erläuterung möglicher Betriebsarten folgt die Beantwortung der Frage, wie sich eine mögliche Verknüpfung mehrerer Chaku-Chaku-Linien darstellt. Im vorletzten Unterkapitel soll schließlich der Frage nach Chancen und Grenzen der Fertigungsorganisation nach dem Chaku-Chaku-Prinzip im Lichte der neuen Wettbewerbsherausforderungen nachgegangen werden. Zur Verdeutlichung der Verbesserungspotenziale von Chaku-Chaku-Linien, wird im letzten Unterkapitel schließlich ein der Literatur entnommenes Fallbeispiel erläutert. In der Schlussbetrachtung werden die Ausführungen dieser Arbeit zusammengefasst und die gestellten Fragen beantwortet.

Als Primärquellen liegen dem Hauptkapitel Yagyu (2007), Baudin (2007) und Spengler et al. (2005) zu grunde. Das Literaturangebot zu Chaku-Chaku stellte sich im Laufe der Recherche als äußerst begrenzt heraus. Lediglich wenige Bücher und einige wenige Fachartikel setzen sich explizit damit auseinander. In diesem Sinne bietet die vorliegende Bachelorarbeit dem Leser auch einen Überblick über bereits vorhandene Quellen zu diesem jungen Thema.

2. Einführung in das Konzept der Lean Production

2.1 Ursprünge der Lean Production und Zielsetzung

Bis in die zweite Hälfte des neunzehnten Jahrhunderts hinein beherrschte eine Fertigungsphilosophie den industriellen Bereich, die davon geprägt war, hohe Stückzahlen in wenigen Varianten zu produzieren und bei maximaler Auslastung der vorhandenen Produktionsfaktoren mit weitgehend tayloristischen Organisationsformen[8] Kostendegression zu betreiben.[9] In diesem Zusammenhang wird vom so genannten System der „Massenfertigung“[10] gesprochen – einem „Push-System“.[11] Durch das hohe und relativ konstante Nachfrageniveau lag der Schwerpunkt noch nicht auf der Qualität der Produkte[12] und eventuelle Nachfrageschwankungen wurden mit großzügigen Sicherheitsbeständen abgefangen.[13] Im Zuge der Ölkrise zu Beginn der 1970er-Jahre allerdings stellten sich vor allem im Bereich der Automobilindustrie die japanischen Unternehmen als weitaus krisenresistenter heraus als ihre westlichen Konkurrenten.[14] Im Rahmen einer breit angelegten Studie, des „International Motor Vehicle Program“, stellte ein Team des Massachusetts Institute of Technology unter James P. Womack fest, dass die Gründe für die japanische Dominanz primär in deren Produktionssystem liegt, für das in der besagten Studie der Begriff „Lean Production“ (zu Deutsch: schlanke Produktion) geprägt wurde.[15] Federführend war Taiichi Ohno dafür verantwortlich, dieses Fertigungskonzept zu Beginn der 1950er-Jahre beim Automobilhersteller Toyota einzuführen[16], der unter anderem aus finanziellen Gründen keine Massenfertigung betreiben konnte.[17] Ziele dieses „Toyota-Production-Systems“ waren eine hohe Variantenvielfalt, gute Produktqualität, kleine Losgrößen und an der Nachfrage ausgerichtete Produktionsstückzahlen.[18] Dabei war die primäre Quelle der Kosteneffizienz die Eliminierung unnötiger Ausgaben im Produktionsprozess,[19] die Ohno auch „Muda“ (zu Deutsch: Verschwendungen) nennt.[20] Hierzu gehören Überproduktion, unnötige Wartezeiten, zu lange Transportwege, überzählige Arbeitsgänge, die Produktion defekter Produkte, unnötige Bewegungen des Arbeiters und Bestände.[21] Im weiteren Verlauf des Kapitels werden das Just-in-time-Prinzip sowie weitere wichtige Prinzipien der Lean Production als Gegenentwurf zur Massenproduktion erklärt und mit einer Gegenüberstellung von Chancen und Risiken des Systems ergänzt.

2.2 Just-in-time-Prinzip

Ein Hauptpfeiler von Lean Production ist das Just-In-Time Prinzip,[22] das sich grundsätzlich als Produktionssystem mit der „Zielsetzung einer ‚Produktion auf Abruf‘“[23] bezeichnen lässt. Im Rahmen von Just-In-Time soll demnach nur noch produziert werden, was bestellt wurde und zwar zum richtigen Zeitpunkt in der richtigen Menge. Dabei wird das Ziel einer Auslastung der Produktionsfaktoren durch die Maximierung der Produktivität ersetzt.[24] In diesem „Pull-System“ werden im Gegensatz zum „Push-System“ der Massenfertigung[25] die Materialien der einzelnen Stationen entsprechend der Nachfrage aus dem Produktionsprozess herausgezogen,[26] das heißt, allen beteiligten Arbeitsstationen wird der nächste Schritt gewissermaßen durch eine konkrete Kundenbestellung vorgegeben.[27] Voraussetzung ist ein möglichst störungsfreier Produktionsprozess[28] im Sinne einer Minimierung der Umrüstzeiten der Maschinen, da nicht mehr viele gleichartige Produkte nacheinander, sondern Sequenzen verschiedenartiger Produkte gefertigt werden.[29] Durch eine hierdurch erreichte Erhöhung der Flexibilität kann schnell auf unterschiedliche Bedürfnisse und Nachfragemengen der Kunden reagiert werden.[30] Um diese Flexibilität aufrecht zu erhalten, ist weiterhin eine „bedarfssynchrone Zulieferung“ notwendig, also eine Abstimmung der Just-in-time-Produktion mit den Zulieferern. Dies geschieht meist in sehr engen und langfristigeren Kooperationen.[31] Nach Ohno ist das Mittel zur Realisierung von Just-in-time das sogenannte „Kanban“.[32] Kanban (zu Deutsch: Karte) ist ein Kommunikationsinstrument,[33] mit dem eine Produktionsstufe die Entnahme eines Teils aus dem Zwischenlager der vorgelagerten Produktionsstufe meldet und gleichzeitig die erneute Produktion dieses Teiles anfordert.[34] Da Ohno zur Entwicklung dieses Systems von amerikanischen Supermärkten inspiriert wurde, wird auch vom „Supermarktprinzip“ gesprochen.[35] Obgleich es das Ziel ist, die Bestände nach Möglichkeit zu eliminieren, werden zwischen den einzelnen Stationen im Produktionsprozess kleine Zwischenlager gehalten und entsprechende Teile immer dann nachproduziert, wenn sie diesen entnommen wurden. Dieser Vorgang zieht sich durch den gesamten Produktionsprozess, beginnend bei der letzten Station, an der die konkrete Bestellung eingeht.[36] Im Gegensatz zur Massenfertigung wird das Produktionsprogramm also nicht rein zentral vorgegeben, sondern grob geplant und „dezentral vom Werkstattpersonal über eine Regelung der Bestände durchgeführt“.[37] In der Praxis werden die Auswirkungen von Nachfrageschwankungen, die ein Just-in-time-System empfindlich treffen können,[38] durch eine Glättung der Nachfrage kompensiert. Das bedeutet, es wird nicht die exakt nachgefragte Menge produziert, sondern die Produktion für gewisse Zeitabschnitte, zum Beispiel Tage, konstant gehalten. Hier wird von einer Produktion im Takt gesprochen - die Stationen sollen ungefähr gleich ausgelastet sein und im Rhythmus der Taktzeit arbeiten.[39] Kontinuität geht demnach vor Geschwindigkeit.[40] Die Anordnung der Produktionsstationen erfolgt bei Just-in-time prozessmäßig, was bedeutet, dass die einzelnen Bearbeitungsstationen direkt hintereinander angeordnet sind.[41] Hierdurch können kleinere Bestände realisiert und Durchlaufzeiten der Produkte verkürzt werden.[42]

2.3 Weitere Prinzipien der Lean Production

Ein wichtiges Prinzip der Lean Production ist das der autonomen Automation. Konkret bedeutet dies die weitgehende Automatisierung der Fertigung unter Zwischenschaltung menschlicher Akteure,[43] die bei Fehlern in der Produktion jederzeit die laufende Produktionsstraße anhalten können, um die dafür verantwortlichen Probleme möglichst früh und effektiv zu beseitigen.[44] Die Mitarbeiter geraten somit in eine verstärkte Qualitätsverantwortung, da sie nur die Teile an die nächste Produktionsstufe weitergeben dürfen, die den gesetzten Anforderungen entsprechen.[45] Die Unterbrechung der Produktion wird dabei visuell mittels so genannter „Andon“,[46] also Lichtsignalen, an die betroffenen Mitarbeiter weitergemeldet.[47] Auch kommt ein Prinzip konsequenter Vermeidung von Fehlern im Sinne einer Narrensicherheit zum Einsatz, das unter der Bezeichnung „Poka-Yoke“ bekannt ist.[48] In sogenannten „Qualitätszirkeln“ und einem ausgeprägten Vorschlagswesen können die Mitarbeiter selbst in Entscheidungen über den Ablauf der Produktion mit einbezogen werden.[49] Damit wird auf mögliche Verbesserungspotenziale der gesamten Belegschaft gesetzt, „die geistigen Fähigkeiten des Individuums [werden] maximiert“.[50]

Das Ziel, die besagten Verschwendungen zu eliminieren, ist ein reines Idealziel.[51] Es dient der Verfolgung eines weiteren wichtigen Prinzips der Lean Production, der kontinuierlichen Verbesserung. Es soll auf allen Ebenen ständig nach der Eliminierung von Verschwendungen und damit der Verschlankung der Produktion gestrebt werden.[52] Dieses Prinzip wird in der heutigen Zeit allgemein als „Kaizen“ bezeichnet.[53]

Die in der Lean Production angewandte Produktionsweise kennzeichnet sich durch ihre Flexibilität und ihre dezentral in Gruppen erfolgende Steuerung.[54] Die Operatoren arbeiten aus Gründen der harmonischen Übergänge ihrer Bewegungen im Stehen und vor allem seit Mitte der neunziger Jahre[55] in aller Regel in U-förmigen Produktionsanordnungen.[56] Das meist sehr enge Layout dieser Anordnungen gewährleistet Sichtkontakt der Mitarbeiter zu den benachbarten Stufen und ermöglicht somit vereinfachte Kommunikation.[57] Eine Besonderheit der Lean Production ist der Umstand, dass die Mitarbeiter in diesen Produktionsanordnungen meist mehrere Maschinen zugleich bedienen und entsprechend auch für die Arbeit an mehreren Stationen qualifiziert sein müssen.[58] Des Weiteren wird im Produktionsprozess ein sogenannter „One-Piece-Flow“ (zu Deutsch: Einzelstückfluss) angestrebt, wonach ein Teil sofort zur nächsten Station transportiert, weiterverarbeitet und direkt weitertransportiert wird.[59] Dieser erfordert, dass die zum Einsatz kommenden Maschinen bestimmte Eigenschaften erfüllen: Sie sollten beweglich, leicht wart- und umrüstbar und einfach zu bedienen sein, Arbeit im Stehen ermöglichen und flexibel sein im Hinblick auf die Produktion verschiedener Teile.[60] Diese Produktionsanordnung, das Cellular Manufacturing im Rahmen von Lean Production, wird einen Schwerpunkt dieser Arbeit darstellen und im dritten Kapitel näher betrachtet.

2.4 Grundsätzliche Chancen und Risiken der Lean Production

Generell ist es möglich, mithilfe von Lean Production Kostensenkungen in allen Bereichen der Fertigung zu generieren. Materialkosten können durch die engere Bindung an die Zulieferer niedrig gehalten werden, da Eingangs- und Terminkontrolle bei guter Umsetzung weniger notwendig werden und in der Regel ein besserer Preis erzielt werden kann.[61] Kostenvorteile entstehen auch im Fertigungsprozess durch die Eliminierung der besagten Verschwendungen, vor allem bei Beständen. Des Weiteren lassen sich mithilfe von Lean Production die Qualität der Produkte, die Flexibilität in der Erfüllung von Konsumentenwünschen und vor allem die Produktivität verbessern.[62] Der aus diesen Vorteilen hervorgehenden verbesserten Wettbewerbsfähigkeit steht jedoch ein starker finanzieller Vorschub entgegen, den Just-in-time notwendig macht.[63] Ein verfehlter Einführungsversuch kann deshalb schwerwiegende finanzielle Folgen nach sich ziehen. Durch die geringe Zahl an Lieferanten steigt die gegenseitige Abhängigkeit und Ausfälle wiegen schwerer. Lean Manufacturing ist darüber hinaus nicht für alle Arten von Produkten sinnvoll. In erster Linie ist es für Materialarten und Produkte realisierbar „die einen hohen wertmäßigen und möglichst geringen mengenmäßigen Anteil am Gesamtwert bzw. an der Gesamtmenge der Materialien bzw. Produkte haben.“[64]

3. Cellular Manufacturing im Rahmen von Lean Production

Grundsätzlich ist die Einordnung dieses Fertigungstypus schwierig, da bereits in der hier verwandten Literatur keine gänzlich einheitliche Namensgebung für die Methoden in diesem Feld vorzufinden ist. Daher wird nachfolgend nach einer groben Einordnung in das Feld der Organisationstypen der Fertigung der hier verwandte Begriff der Lean Manufacturing Cell genauer ausgeführt. In einem nachfolgenden Unterkapitel wird er zusätzlich von Fertigungstypen abgegrenzt, die ebenfalls den Zellenbegriff (englisch Cell) verwenden, sich jedoch hinsichtlich grundlegender Merkmale von der Lean Manufacturing Cell unterscheiden.

[...]


[1] Siehe Arzet (2005), S. 10

[2] Vgl. Yagyu (2007), S. 7

[3] Vgl. Yagyu (2007), S. 11

[4] Vgl. Barth (2005), S. 271 ff.

[5] Vgl. Yagyu (2007), S. 11

[6] Vgl. Baudin (2007), S. 156

[7] Vgl. Spengler et al. (2005), S. 250

[8] Vgl. Bloech et al. (2004), S. 350

[9] Vgl. Bloech et al. (2004), S. 344

[10] Vgl. Wantuck (1989), S. 6

[11] Vgl. Thonemann (2010), S. 351

[12] Vgl. Wantuck (1989), S. 6

[13] Vgl. Lubben (1988), S. 37

[14] Vgl. Womack et al. (1990a), S. 236

[15] Vgl. Bloech et al. (2004), S. 349

[16] Vgl. Wantuck (1989), S.265

[17] Vgl. Ohno (1988), S. 84

[18] Vgl. Ohno (1988), S. 2

[19] Vgl. Lubben (1988), S. 8

[20] Vgl. Ohno (1988), S. 2

[21] Vgl. Ohno (1988), S. 19 & 29

[22] Vgl. Bloech et al. (2004), S. 344

[23] Vgl. Kleeberg (1993), S. 73

[24] Vgl. Kleeberg (1993), S. 73

[25] Vgl. Hopp / Spearman (2000), S. 168

[26] Vgl. Lubben (1988), S. 37

[27] Vgl. Wantuck (1989), S. 261

[28] Vgl. Bloech et al. (2004), S. 345

[29] Vgl. Ohno (1988), S. 60

[30] Vgl. Lubben (1988), S. 33

[31] Vgl. Bloech et al. (2004), S. 347

[32] Vgl. Ohno (1988), S. 33

[33] Vgl. Ohno (1988), S. 27

[34] Vgl. Kleeberg (1993), S. 76

[35] Vgl. Wantuck (1989), S. 261

[36] Vgl. Majima (1994), S. 43

[37] Vgl. Kleeberg (1993), S. 75

[38] Vgl. Ohno (1988), S. 37

[39] Vgl. Thonemann (2010), S. 338 f.

[40] Vgl. Ohno (1988), S. 62 f.

[41] Vgl. Ohno (1988), S. 17

[42] Vgl. Thonemann (2010), S. 336

[43] Vgl. Ohno (1988), S. 4 ff.

[44] Vgl. Lubben (1988), S. 17

[45] Vgl. Bloech et al. (2004), S. 347 ff.

[46] Vgl. Majima (1994), S. 213

[47] Vgl. Bloech et al. (2004), S. 355

[48] Vgl. Hopp / Spearman (2000), S. 166

[49] Vgl. Bloech et al. (2004), S. 347 f.

[50] Vgl. Majima (1994), S. 213

[51] Vgl. Womack et al. (1990a), S. 14

[52] Vgl. Lubben (1988), S. 6

[53] Vgl. Thonemann (2010), S. 331 f.

[54] Vgl. Bloech et al. (2004), S. 350

[55] Vgl. Yaygu (2007), S. 11

[56] Vgl. Majima (1994), S. 58

[57] Vgl. Bloech et al. (2004), S. 355

[58] Vgl. Hopp / Spearman (2000), S. 163 f.

[59] Vgl. Thonemann (2010), S. 344

[60] Vgl. Majima (1994), S. 63 f.

[61] Vgl. Lubben (1988), S. 17 f.

[62] Vgl. Wantuck (1989), S. 17

[63] Vgl. Lubben (1988), S. 26

[64] Siehe Bloech et al. (2004), S. 347 f.

Details

Seiten
43
Jahr
2011
ISBN (eBook)
9783656125433
ISBN (Buch)
9783656125518
Dateigröße
1.3 MB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v188751
Institution / Hochschule
Helmut-Schmidt-Universität - Universität der Bundeswehr Hamburg – Institut für betriebliche Logistik und Organisation
Note
2,0
Schlagworte
fertigungsorganisation chaku-chaku-prinzip

Autor

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Titel: Fertigungsorganisation nach dem Chaku-Chaku-Prinzip