U-Linie und One-Piece-Flow – Prozessoptimierung in Reinform. (Bild: Plan B Automatisierung GmbH/Kai Stindt)
Was bedeutet One-piece-flow?
One-Piece-Flow ist eine Produktionsmethode, bei der jedes Teil einzeln und direkt nacheinander den gesamten Produktionsprozess durchläuft. Statt wie bei der Fließbandfertigung an einem festen Platz immer dieselbe Tätigkeit zu verrichten, begleitet der Mitarbeiter das Werkstück durch die einzelnen Bearbeitungsstationen, wozu er alle Arbeitsgänge beherrschen muss. Dabei wird die Produktion so organisiert, dass immer nur ein Teil bearbeitet wird, bevor das nächste bearbeitet wird. Ziel des One-Piece-Flow ist es, die Durchlaufzeiten zu verkürzen, die Bestände zu reduzieren, die Qualität zu verbessern und die Flexibilität zu erhöhen. One-Piece-Flow wird häufig als Teil des Lean Manufacturing oder des Toyota-Produktionssystems eingesetzt und hat sich in vielen verschiedenen Branchen und Unternehmen bewährt.
In der Lean Production wimmelt es vor (scheinbar) komplexen Begriffen. Dieser Eindruck verdeckt jedoch den Umstand, dass die schlanke Produktion im Grunde keineswegs abstrakt, sondern hingegen höchst konkret ist. Dahinter verbergen sich oftmals Grundprinzipien, die intuitiv einleuchten. Im Arbeitsalltag können sie allerdings leicht untergehen, was schnell zu Verschwendung führt. Bestes Beispiel hierfür sind die 7 Muda (siehe Kasten), zu denen Aspekte wie überhöhte Lagerbestände oder überflüssige Materialbewegungen führen.
Entsprechende Lean-Methoden und deren Potenzial zur Produktivitätssteigerung lassen sich durch Beispiele oder erfolgreich absolvierte Projekte gut veranschaulichen. Die Reihe „Lean Production in der Praxis“ widmet sich hiert einem interessanten Beispiel für die Lean-Production-Vorteile. Nachdem wir uns bereits mit Karakuri beschäftigt haben, soll es jetzt um One-Piece-Flow gehen.
Das sind die 7 Verschwendungsarten oder die 7 Muda
Die 7 Muda (Verschwendungsarten) sind ein Konzept des Lean Management, das von Taiichi Ohno, einem Ingenieur bei Toyota, entwickelt wurde. Hier sind die 7 Muda:
- Überproduktion: Wenn mehr produziert wird als benötigt, entstehen unnötige Bestände und Platzbedarf.
- Wartezeiten: Das Warten auf Materialien, Werkzeuge, Arbeitskräfte oder Maschinen verschwendet Zeit und Ressourcen.
- Transport: Unnötiger Transport von Materialien oder Produkten erhöht die Kosten und verlängert die Durchlaufzeit.
- Überbearbeitung: Die Überbearbeitung oder Überdimensionierung von Produkten führt zu höheren Kosten und hat keinen Mehrwert für den Kunden.
- Bestände: Zu hohe Bestände binden Kapital und Platz und können zu Verlusten durch Verderb, Diebstahl oder Beschädigung führen.
- Bewegung: Unnötige Bewegungen von Mitarbeitern oder Maschinen führen zu erhöhtem Verschleiß, Verletzungen und erhöhtem Energieverbrauch.
- Fehler: Fehlerhafte Produkte oder Dienstleistungen führen zu Ausschuss, Nacharbeit, verärgerten Kunden und höheren Kosten.
Mehr zu den 7 Muda finden Sie in diesem Artikel: Die sieben Verschwendungsarten und was Sie dagegen tun können
Mitarbeitergebundener Materialfluss mit Lean Production
Die One-Piece-Flow-Methode ist eine innovative Form der Fließfertigung. Sie wird häufig auch als „mitarbeiterbezogener Arbeitsfluss“ bezeichnet. Diese Bezeichnung ist nicht falsch, bedarf aber einer Erläuterung: Grundsätzlich liegt One-Piece-Flow auch dann vor, wenn ein Werkstück nach der Bearbeitung ohne Zwischenpuffer direkt an die nächste Station weitergegeben wird - ohne dass Mitarbeiter „fließen“. Dies ist beispielsweise bei rein automatisierten Prozessen der Fall. Im Gegensatz dazu ist der personengebundene Arbeitsfluss eine Form des One-Piece-Flow.
Im Gegensatz zum Ablauf bei herkömmlichen Formen der Fließfertigung bleibt der Werker nicht an seinem Platz. Genau genommen hat er gar keinen eigenen Arbeitsplatz - er ist ständig unterwegs. Denn er begleitet/bearbeitet das jeweilige Werkstück von Anfang bis Ende. Hier gilt das Karawanen-Prinzip, das häufig bei Chaku-Chaku-Anlagen angewendet wird. Beim Sequenzprinzip hingegen läuft der Werker nur einen Teil der Arbeitsschritte mit dem Werkstück mit.
Danach beginnt der Werker wieder an der allerersten Station. Dies stellt gewisse Anforderungen an die Montagelinie. Natürlich sollten Anfang und Ende möglichst nahe beieinander liegen, um einen nahtlosen Übergang zu gewährleisten. Außerdem erleichtert die U-Form das Nachfüllen der Linie von außen, während im Inneren gearbeitet wird.
Was ist Lean Production?
Lean Production ist eine Produktionsmethode, die darauf abzielt, die Effizienz und Qualität der Produktion durch Minimierung von Verschwendung und Maximierung des Kundennutzens zu steigern. Das Konzept wurde in den 1990er Jahren von Toyota entwickelt und ist auch als „Toyota-Produktionssystem“ bekannt.
Im Kern geht es bei Lean Production darum, den Produktionsprozess so zu gestalten, dass alle Tätigkeiten oder Komponenten eliminiert werden, die keinen Wert für den Kunden schaffen. Dazu gehören beispielsweise überflüssige Lagerhaltung, unnötige Wartezeiten, überflüssige Bewegungen und unnötige Transporte.
Stattdessen soll die Produktion so organisiert werden, dass sie sich auf die Wertschöpfung konzentriert, indem alle Schritte des Produktionsprozesses sinnvoll aufeinander abgestimmt werden. Ziel ist eine möglichst schlanke, effiziente und flexible Produktion, die nur das herstellt, was der Kunde wirklich braucht.
Lean Production umfasst verschiedene Methoden und Werkzeuge wie Kanban, Just-in-Time, Kaizen, 5S und One-Piece-Flow. Diese Methoden zielen darauf ab, die Produktivität zu steigern, die Qualität zu verbessern, die Lieferzeiten zu verkürzen und die Kosten zu senken.
Heute wird das Konzept der schlanken Produktion nicht nur in der Industrie, sondern auch in anderen Bereichen wie dem Dienstleistungssektor und der Verwaltung angewandt.
Beispiele für Unternehmen, die auf One-Piece-Flow setzen
One-Piece-Flow wird von vielen Unternehmen in unterschiedlichen Branchen eingesetzt, um eine schlanke, effiziente und flexible Produktion zu erreichen. Hier sind einige Beispiele:
- Toyota: Toyota hat den One-Piece-Flow als Teil des Toyota-Produktionssystems entwickelt. Toyota ist eines der erfolgreichsten Unternehmen in der Automobilindustrie und setzt One-Piece-Flow seit Jahrzehnten ein, um hohe Qualität, Effizienz und Flexibilität in der Produktion zu erreichen.
- Dell: Der Computer-Hersteller Dell setzt One-Piece-Flow in der Computerproduktion ein, um die Durchlaufzeiten zu verkürzen und die Flexibilität zu erhöhen.
- Nike: Nike ist ein führender Hersteller von Sportbekleidung und -ausrüstung. Das Unternehmen setzt One-Piece-Flow in der Produktion ein, um schnell auf Änderungen in der Nachfrage reagieren zu können und eine hohe Qualität in der Produktion zu gewährleisten.
- Harley-Davidson: Der beinahe schon legendäre Motorradbauer Harley-Davidson nutzt One-Piece-Flow, um eine schnelle und effiziente Produktion zu erreichen, die auf die spezifischen Anforderungen der Kunden zugeschnitten ist.
- Boeing: Boeing ist einer der größten Flugzeughersteller der Welt. Das Unternehmen setzt One-Piece-Flow ein, um die Produktionseffizienz zu steigern, die Durchlaufzeiten zu verkürzen und die Qualität zu verbessern.
Video: Wie eine Harley entsteht
In diesem Video von National Geographic sehen sie wie - auch wenn es nicht explizit erwähnt wird. eine Harley-Davidson mit One-Piece-Flow entsteht. - Inhalt: National Geographic
Die Vorteile von One-Piece-Flow auf einen Blick
One-Piece-Flow hat mehrere Vorteile gegenüber anderen Produktionsmethoden:
- Kürzere Durchlaufzeiten: Da jedes Teil einzeln und direkt nacheinander hergestellt wird, verkürzt sich die Durchlaufzeit im Produktionsprozess. Dadurch können Produkte schneller hergestellt und ausgeliefert werden, was die Kundenzufriedenheit erhöht.
- Geringere Lagerbestände: One-Piece-Flow ermöglicht eine Reduzierung der Lagerbestände, da nur so viel Material verarbeitet wird, wie tatsächlich benötigt wird. Dies spart Kapital und Platz und minimiert das Risiko von Überproduktion und Verschwendung.
- Höhere Qualität: Durch One-Piece-Flow kann die Qualität der Produkte verbessert werden, da jedes Teil einzeln und direkt nacheinander hergestellt wird. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit von Fehlern und Ausschuss.
- Höhere Flexibilität: One-Piece-Flow ermöglicht eine schnelle und einfache Anpassung der Produktion an veränderte Nachfrage oder Produktanforderungen. Dadurch kann das Unternehmen flexibler und agiler auf Marktveränderungen reagieren.
- Höhere Produktivität: One-Piece-Flow kann die Produktivität steigern, da sich die Mitarbeiter auf eine bestimmte Tätigkeit spezialisieren und diese ständig wiederholen können. Dadurch können sie ihre Fähigkeiten und ihre Effizienz verbessern.
- Niedrigere Kosten: Durch die Reduzierung von Lagerbeständen und Verschwendung sowie die Verbesserung von Produktivität und Qualität können Kosten gesenkt werden. Das Unternehmen kann dadurch wettbewerbsfähiger werden und seine Gewinnspannen erhöhen.
One-Piece-Flow in Action: Montagelinie für Life Science
Kommen wir nun zu einem ganz konkreten Beispiel für das One-Piece-Flow-Prinzip: Ein Unternehmenaus der Life-Science-Branche war auf der Suche nach einer Lösung für die Optimierung seiner Arbeitsprozesse und die Reduzierung von Durchlauf- und Herstellungszeiten. In diesem Bereich herrscht nämlich besonders hoher Druck: Start-ups drängen nach und Kundenwünsche ändern sich schnell.
Es galt also, eine neue, ausgesprochen flexible Montagelinie anzufertigen. Zudem sollten sich die daran angeordneten Arbeitsplätze ausdrücklich durch eine ergonomische Gestaltung auszeichnen. Angesichts der zahlreichen Produktionssysteme auf dem Markt hatte der Kunde die Qual der Wahl. An dieser Stelle kam die Plan B GmbH ins Spiel. Bestens mit der Stabilität und Flexibilität des Profilrohrsystems D30 vertraut, empfahlen die Bremer Lean-Experten eine U-Linie auf D30-Basis. Sie wurde im Detail an das branchentypisch sehr anspruchsvolle Anforderungsprofil des Kunden angepasst.
Neben der Planung, Umsetzung und Inbetriebnahme gehörte zu den Leistungen auch eine umfassende Schulung der Mitarbeiter zur One-Piece-Flow-Methodik. Hinzu kam im Vorfeld eine Qualitätskontrolle anhand von Probemontagen unter 1:1-Bedingungen. Schließlich konnte der Anteil der Mitarbeiter an der Wertschöpfung des Unternehmens signifikant erhöht werden.
Welche Produktionsmethoden gibt es neben One Piece Flow?
Es gibt verschiedene Produktionsmethoden, die neben dem One Piece Flow eingesetzt werden können. Hier sind einige der gebräuchlichsten:
- Batch-Produktion: Bei der Batch-Produktion werden Produkte in großen Chargen oder Losen hergestellt. Die Materialien werden in großen Mengen angeliefert und in Vorratsbehältern zwischengelagert. Die Produktion erfolgt in mehreren Schritten, wobei jede Charge separat bearbeitet wird.
- Fließbandfertigung: Bei der Fließbandfertigung erfolgt die Produktion an einem Fließband, wobei jedes Teil von einem Mitarbeiter oder einer Maschine bearbeitet wird. Die Arbeit ist in verschiedene Arbeitsschritte unterteilt und jeder Mitarbeiter ist auf eine bestimmte Aufgabe spezialisiert.
- Push-Produktion: Bei der Push-Produktion werden Produkte aufgrund von Prognosen und Schätzungen hergestellt. Die Materialien werden auf Vorrat produziert und in Lagerbehältern zwischengelagert. Dies führt zu hohen Lagerbeständen und erhöht das Risiko von Überproduktion und Verschwendung.
- Pull-Produktion: Bei der Pull-Produktion wird die Fertigung auf Basis von Kundenaufträgen gesteuert. Materialien werden erst dann produziert, wenn sie tatsächlich benötigt werden. Dadurch wird Verschwendung minimiert und die Produktion wird flexibler und agiler.
- Make-to-Order: Bei der Make-to-Order-Fertigung werden Produkte ausschließlich auf Basis von Kundenaufträgen hergestellt. Die Materialien werden erst bestellt, wenn ein Auftrag vorliegt. Dadurch wird die Produktion noch stärker auf die Bedürfnisse der Kunden ausgerichtet.
Was bedeuten Kanban, Just-in-Time, Kaizen, 5S und One-Piece-Flow?
Kanban, Just-in-Time, Kaizen, 5S und One-Piece-Flow sind Methoden der schlanken Produktion. Hier sind ihre Bedeutungen im Detail:
Kanban:
Kanban ist japanisch und bedeutet "Karte" oder "Signal". Es handelt sich um ein System zur Steuerung des Materialflusses in der Produktion. Mit Hilfe von Karten wird der Bedarf an bestimmten Materialien signalisiert. Kanban stellt sicher, dass immer nur so viel Material vorhanden ist, wie benötigt wird, um Überproduktion und Verschwendung zu vermeiden.
Just-in-Time:
Just-in-Time ist ein Prinzip, das darauf abzielt, Materialien und Produkte genau dann zur Verfügung zu stellen, wenn sie benötigt werden. Ziel ist es, Lagerbestände zu minimieren und den Produktionsprozess so effizient wie möglich zu gestalten. Just-in-Time erfordert eine genaue Planung und Steuerung der Produktion sowie eine enge Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Abteilungen und Lieferanten.
Kaizen:
Kaizen ist japanisch und bedeutet "Verbesserung". Es handelt sich um eine Methode der kontinuierlichen Verbesserung, bei der die Mitarbeiter auf allen Ebenen des Unternehmens ermutigt werden, proaktiv Verbesserungsvorschläge zu machen. Ziel ist es, kontinuierlich kleine Verbesserungen im Produktionsprozess zu erzielen, um die Effizienz und Qualität der Produktion zu steigern.
5S:
5S ist ein System für Organisation und Sauberkeit am Arbeitsplatz. Die fünf S stehen für Sortieren, Systematisieren, Säubern, Standardisieren und Selbstdisziplin. Ziel ist es, den Arbeitsplatz sauber, ordentlich und effizient zu gestalten, um Verschwendung und Fehler zu vermeiden.
One-Piece-Flow
One-Piece-Flow ist eine Produktionsmethode, bei der Produkte in einem kontinuierlichen und gleichmäßigen Prozess Schritt für Schritt und nicht in großen Chargen oder Losen hergestellt werden. Jedes Teil wird einzeln und direkt nacheinander hergestellt. Ziel ist es, die Durchlaufzeiten zu verkürzen, die Qualität zu verbessern und die Flexibilität der Produktion zu erhöhen.
Welche Nachteile hat One-Piece-Flow?
Obwohl One-Piece-Flow viele Vorteile bietet, gibt es auch einige Nachteile, die berücksichtigt werden müssen. Hier sind einige der wichtigsten Nachteile:
- Höhere Komplexität: One-Piece-Flow erfordert eine genaue Planung und Steuerung des Produktionsprozesses, um sicherzustellen, dass die Materialien und Arbeitskräfte zum richtigen Zeitpunkt verfügbar sind. Dies kann zu einer höheren Komplexität im Vergleich zu anderen Produktionsmethoden führen.
- Höhere Anforderungen an die Mitarbeiter: One-Piece-Flow erfordert spezialisierte Mitarbeiter, die in der Lage sind, eine bestimmte Tätigkeit ständig zu wiederholen. Dies kann zu einer höheren Belastung und Ermüdung führen, wenn die Arbeit nicht gut aufgeteilt wird.
- Höhere Abhängigkeit von der Nachfrage: One-Piece-Flow ist am effektivsten, wenn die Nachfrage relativ stabil und vorhersehbar ist. Wenn sich die Nachfrage schnell ändert oder schwankt, kann dies zu Engpässen oder Überproduktion führen.
- Höhere Anforderungen an die Flexibilität: One-Piece-Flow erfordert eine hohe Flexibilität, um Änderungen im Produktionsprozess schnell und effektiv umzusetzen. Dies erfordert eine enge Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Abteilungen und eine schnelle Reaktionsfähigkeit auf Änderungen.
- Höhere Investitionskosten: One-Piece-Flow erfordert in der Regel eine höhere Investition in spezialisierte Maschinen und Arbeitsplatzgestaltung, um den Produktionsprozess zu optimieren. Dies kann zu höheren Investitionskosten führen, die nicht von allen Unternehmen geleistet werden können.
Wie funktioniert die Berechnung des One Piece Flow?
Die Berechnung des One Piece Flow ist relativ einfach und basiert auf der Zeit, die für die Herstellung eines Einzelteils benötigt wird. Die Berechnung erfolgt in folgenden Schritten
- Bestimmung der Taktzeit: Die Taktzeit ist die Zeit, die für die Herstellung eines einzelnen Teils benötigt wird. Sie wird berechnet, indem die verfügbare Produktionszeit durch die Anzahl der zu produzierenden Teile dividiert wird. Beispiel: Wenn die verfügbare Produktionszeit 480 Minuten beträgt und 60 Teile produziert werden sollen, beträgt die Taktzeit 8 Minuten.
- Bestimmung des Durchsatzes: Der Durchsatz ist die Anzahl der produzierten Teile pro Zeiteinheit. Er wird berechnet, indem die verfügbare Produktionszeit durch die Taktzeit dividiert wird. Beispiel: Bei einer verfügbaren Produktionszeit von 480 Minuten und einer Taktzeit von 8 Minuten beträgt der Durchsatz 60 Teile pro Stunde.
- Bestimmung der Zykluszeit: Die Zykluszeit ist die Zeit, die für die Herstellung eines einzelnen Teils einschließlich aller Arbeitsschritte und Wartezeiten benötigt wird. Sie wird berechnet, indem die Taktzeit durch die Anzahl der Arbeitsschritte dividiert wird. Beispiel: Bei einer Taktzeit von 8 Minuten und 4 Arbeitsschritten beträgt die Zykluszeit 2 Minuten pro Arbeitsschritt.
- Bestimmung der Durchlaufzeit: Die Durchlaufzeit ist die Zeit, die ein Teil benötigt, um den gesamten Produktionsprozess von der Rohstoffbeschaffung bis zur Auslieferung an den Kunden zu durchlaufen. Sie errechnet sich aus der Anzahl der Arbeitsschritte, multipliziert mit der Taktzeit. Beispiel: bei 4 Arbeitsschritten und einer Taktzeit von 2 Minuten beträgt die Durchlaufzeit 8 Minuten.
Der ursprüngliche Inhalt dieses Artikels wurde mit Unterstützung der ITEM GmbH erstellt.
