Produktionsoptimierung – Ein einfacher Leitfaden für KMUs

Der Bereich der Produktionsoptimierung ist so vielfältig wie die Anzahl unterschiedlicher Produktionsabläufe. Optimierungen können von der Änderung von Beständen und Lagerlayouts bis zum Einsatz von maschinellem Lernen und fortschrittlicher KI reichen. In diesem Beitrag befassen wir uns mit den Grundlagen der Produktionsoptimierung mit Schwerpunkt auf Methoden, die kleinen Herstellern bei der Optimierung ihrer Prozesse helfen können.

Was ist Produktionsoptimierung?

Produktionsoptimierung ist der Prozess der systematischen Behebung von Fehlern und Mängeln in einem Produktionsbetrieb, um die Effizienz und Produktivität zu steigern. Sie kann sich auf eine Vielzahl von Aktivitäten beziehen, um den Produktionsfluss zu beschleunigen, Engpässe zu beseitigen und Verschwendung zu reduzieren. Die Methoden zur Optimierung der Produktion sind vielfältig und reichen von der Optimierung des Lagerlayouts oder des Bestands an unfertigen Erzeugnissen (WIP) über den Einsatz von Produktionsmanagementsoftware bis hin zur Einführung der zellularen Fertigung oder der Rückwärtsterminierung, der Schulung von Mitarbeitern und mehr.

Um in der verarbeitenden Industrie wettbewerbsfähig und profitabel zu bleiben, sind ständige Bemühungen um weniger Verschwendung, mehr Produktivität und optimale Effizienz von großer Bedeutung. Dies gilt insbesondere für kleine Hersteller, die ohnehin schon mit engen Gewinnspannen zurechtkommen müssen. Dies ist einer der Hauptgründe, warum die Produktionsoptimierung oft Hand in Hand mit der kontinuierlichen Verbesserung geht – einem wichtigen Grundsatz des Geschäftsprozessmanagements, schlanker Prinzipien wie Kaizen und Produktionsmodellen wie Just-in-Time.

Es gibt allerdings nicht den einen richtigen Weg, auf dem eine systematische Produktionsoptimierung angegangen werden sollte. Das Feld der Fertigungstypen, Modelle, Prozesse usw. ist dafür einfach zu groß. Zu den gemeinsamen Schlüsselphasen gehören jedoch in der einen oder anderen Form die Aufdeckung, die Prozessanalyse, die Implementierung und die Messung der Ergebnisse.

Produktions- vs. Prozess- vs. Produktoptimierung?

Die Produktionsoptimierung sollte nicht mit der Prozess- oder Produktoptimierung verwechselt werden. Während erstere versucht, ein effizienteres System für die Produktion von Gütern zu schaffen, geht es bei den beiden letzteren eher darum, prozessspezifische Mängel zu erkennen und zu beheben bzw. effizientere Güter von Grund auf zu entwerfen, um sie zu produzieren. Lassen Sie uns einen genaueren Blick darauf werfen.

Was ist Prozessoptimierung?

Prozessoptimierung bedeutet, die Effizienz eines bestimmten Prozesses im Ablauf eines Produkts zu erhöhen. Während es bei der Produktionsoptimierung um die Optimierung der Reihenfolge, der Ressourcenzuweisung oder des Produktionsflusses von und zwischen Fertigungsprozessen geht, geht es bei der Prozessoptimierung darum, die Prozesse selbst effizienter zu gestalten.

Stellen Sie sich einen Fertigungsablauf bei einem Tischhersteller vor. Die Tischplatten kommen in die Montage, wo die Beine angebracht werden. Der montierte Tisch wird dann in die Lackiererei gebracht. Nach dem Lackieren und Trocknen kommt der Tisch in die Nachbearbeitung, wo er lackiert wird. Anschließend wird der Tisch noch einmal getrocknet und das Produkt erhält den letzten Schliff.

Ein Beispiel für die Optimierung der Produktion wäre es, den Lack in der Lackiererei aufzutragen, anstatt ihn zum Lackieren in die Nachbearbeitung zu bringen. Auf diese Weise müssten nicht mehr zwei Sätze von Trockengestellen in der Werkstatt vorgehalten werden, was die Werkstatt entrümpelt und die Kosten für die Ausrüstung reduziert. Ein Beispiel für eine Prozessoptimierung wäre jedoch die Entwicklung einer Lackiermethode, die das Auftragen von Lack ermöglicht, ohne dass die Farbe zuvor getrocknet werden muss.

Was ist Produktoptimierung?

Produktoptimierung ist ein Prozess, bei dem Produkte so gestaltet werden, dass sie von vornherein effizienter hergestellt werden können. Mit anderen Worten, die Optimierung beschränkt sich auf das Design des Produkts selbst. Das bedeutet, dass das Produkt so konzipiert wird, dass bestimmte Schritte im Herstellungsprozess eliminiert oder geändert werden können, um den Durchsatz zu erhöhen, ohne die Marktfähigkeit des Produkts zu beeinträchtigen.

Die Produktoptimierung führt zu einer Verringerung der Produktionsvorlaufzeit und der Produktionskosten, zu einer kürzeren oder strafferen Lieferkette usw. Sie kann auch einen Mehrwert schaffen, wenn Änderungen am Produktdesign dessen Marktfähigkeit erhöhen, ohne die Produktionseffizienz zu verringern, d.h. die Vorlaufzeit oder die Produktionskosten zu erhöhen.

Ein Beispiel für eine Produktoptimierung wäre die Wahl einer Farbe, die nicht extra lackiert werden muss, die Verwendung eines Lacks, der nicht poliert werden muss, sich aber genauso glatt anfühlt, usw.

Methoden zur Produktionsoptimierung

Wie bereits erwähnt, gibt es nicht den einen richtigen Weg, um die Produktion zu optimieren. Defizite hängen in hohem Maße von den spezifischen Fertigungsabläufen, der Reihenfolge der Arbeitsstationen, dem Layout der Werkshalle oder des Inventars, den Fähigkeiten der Mitarbeiter usw. ab.

Vielleicht reicht es aus, einfach nur eine Maschine an ihrem Arbeitsplatz zu drehen, um die Zykluszeit eines Produkts zu verkürzen. Vielleicht müssen aber auch alle Mitarbeiter in der Fertigung komplex geschult werden, um Materialverschwendung zu reduzieren. Das Ausmaß und die Art der erforderlichen Änderungen sind von Prozess zu Prozess sehr unterschiedlich.

Es gibt auch verschiedene Ansätze für den Optimierungsprozess. Eine davon könnte sein, einen Berater zu beauftragen, der ein Benchmarking des Produktionssystems durchführt und ein Audit erstellt. Eine andere wäre, gemeinsam mit dem Produktionsteam Ideen zu sammeln, wie die Effizienz systematisch verbessert werden kann. Eine dritte Möglichkeit wäre, das Internet der Dinge (Internet of Things oder IoT) in die Produktionslinie einzubinden, indem Sensoren an den Arbeitsstationen angebracht werden und Algorithmen des maschinellen Lernens und der künstlichen Intelligenz eingesetzt werden, um Probleme mit Hilfe von Prozessanalysesoftware zu erkennen.

Grundlegende Checkliste zur Produktionsoptimierung

Auch wenn es schwer zu verallgemeinern ist, sollte eine systematische Optimierung zumindest die folgenden Schritte in der einen oder anderen Form umfassen:

1. Verfolgen Sie Prozesse und sammeln Sie Daten. Der Schlüssel zu einer erfolgreichen Optimierung liegt in der Erfassung genauer und relevanter Daten über die Voraussetzungen der Fertigungsprozesse, die Leistung der Lieferkette, die Arbeitseffizienz usw. Es muss ein guter Überblick über die Situation vorhanden sein. Hierfür ist neben IoT- oder Benchmarking-Software die Implementierung von Fertigungssoftware. eine der kosteneffizientesten Möglichkeiten. Diese Systeme erstellen automatisch datengesteuerte Berichte und Statistiken, die Ihnen eine systemweite Rückverfolgbarkeit ermöglichen. Sie können ein hervorragendes Mittel sein, um bisher unentdeckte Engpässe und andere Probleme zu erkennen und gleichzeitig die Gesamteffizienz zu steigern.

2. Identifizieren Sie Probleme und analysieren Sie Defizite. Sobald die Daten über das Produktionssystem gesammelt sind, ist es an der Zeit, sie zu analysieren, um Probleme zu erkennen. Hierfür gibt es viele Methoden. Ein bewährter Ansatz ist die Durchführung einer Ursachenanalyse. Dabei wird das zugrundeliegende Problem identifiziert und zu seiner Quelle zurückverfolgt, anstatt sich mit der Stelle zu befassen, an der der Fehler im Produktionsprozess entdeckt wurde. Andere zuverlässige Methoden zur Erkennung sind die Engpassanalyse, die Einschränkungen und Blockaden innerhalb von Prozessen identifizieren kann, die die Produktionslinie verlangsamen, und die Ausfallzeitanalyse, bei der Echtzeitdaten zur Maschinenauslastung analysiert werden, um Diskrepanzen in den Maschinenzyklen zu erkennen und die zugrunde liegenden Ursachen zu identifizieren.

3. Legen Sie Ziele und KPIs fest. Sobald Sie die Probleme identifiziert haben, ist der nächste logische Schritt die Entscheidung, was Sie gegen sie unternehmen wollen. Alles auf einmal zu beheben, könnte enorme Investitionen erfordern und nicht durchführbar sein, während andere Probleme von externen Ereignissen oder Unterbrechungen der Lieferkette herrühren könnten, die sich nur schwer kontrollieren lassen. Es sollten Roadmaps erstellt und Pläne gemacht werden, wie, wann und mit welchen Maßnahmen Sie die Probleme angehen werden. Ein Einblick in die genauen Auswirkungen der verschiedenen Mängel auf die Leistung kann bei der Priorisierung und Entscheidungsfindung helfen. Eine gute Möglichkeit, dies zu tun, ist die Verfolgung von effizienzspezifischen Key Performance Indicators (KPIs). Beispiele für den Anfang sind First Time Through (FTT), Mean Time Between Failure (mittlere Zeit zwischen zwei Ausfällen), Mean Time to Repair (mittlere Zeit bis zur Reparatur), Production Schedule Attainment (Einhaltung des Produktionsplans) und viele mehr. KPIs helfen nicht nur bei der Messung der Effizienz, sondern können auch ein Frühwarnsystem darstellen.

4. Implementieren Sie Verbesserungen und messen Sie die Ergebnisse. Der letzte Schritt besteht darin, die verschiedenen Verbesserungen, die das Optimierungsaudit zutage gefördert hat, zu übernehmen und in Betrieb zu nehmen. Die Lösungen können so unterschiedlich sein wie die zugrundeliegenden Probleme, sodass eine Verallgemeinerung schwierig ist. Es ist jedoch wichtig, alle Beteiligten zu informieren und zu koordinieren und die Mitarbeiter über alle notwendigen Änderungen zu schulen. Ein weiterer wichtiger Aspekt, den Sie berücksichtigen sollten, ist die Einführung kontinuierlicher Messverfahren. Auch wenn der Optimierungsprozess abgeschlossen ist, sollten Sie Mittel einrichten, um zukünftige Probleme automatisch zu erkennen. Auch hier kann eine Produktionssoftware wie ein kompetentes ERP-System für die Fertigung von unschätzbarem Wert sein, um eine kontinuierliche Verbesserung einzuleiten. Diese Software ermöglicht eine nahtlose Datenerfassung und -automatisierung, die oft zusätzlich zur Vereinfachung der Produktionsplanung auch effizienzorientierte Dashboards und prädiktive Analysetools umfasst.

Die Bedeutung der Produktionsoptimierung

Natürlich bringt die routinemäßige oder kontinuierliche Produktionsoptimierung eine Fülle von potenziellen Vorteilen für Fertigungsunternehmen mit sich, da sie dazu beiträgt, Redundanzen zu beseitigen und die betriebliche Effizienz zu steigern.

Hier sind einige der wichtigsten Vorteile der Produktionsoptimierung:

• Verkürzte Vorlaufzeit. Die meisten Produktionsprobleme wie Engpässe, schlecht eingerichtete Arbeitsplätze oder Verzögerungen aufgrund schlechter Kommunikation zwischen den Abteilungen führen zu einer Verringerung der Durchflussrate oder des Durchsatzes. Das bedeutet, dass die Vorlaufzeit unweigerlich leidet, was schwerwiegende Folgen für die Rentabilität und Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens haben kann. Deshalb gehört die Verringerung der Durchlaufzeit zu den wichtigsten Prioritäten bei der Optimierung von Produktionsabläufen.
• Weniger Verschwendung und geringere Gemeinkosten. Verschwendung in der Produktion ist nicht nur verschwendetes Material, sondern jeder Aufwand, für den die Kunden nicht bereit sind zu zahlen, sei es Zeit, Energie oder Ressourcen. Zeit und Kosten sind in der Fertigung eng miteinander verbunden. Je länger es dauert, bis aus Rohstoffen Fertigerzeugnisse werden, desto höher sind die Betriebskosten in Form von Stromrechnungen oder Maschinenabschreibung. Das alles läuft auf entgangene Geschäftsmöglichkeiten hinaus. Die Optimierung der Produktion kann all diese Probleme lösen.
• Höhere Produktqualität. Ineffiziente Prozesse verschwenden nicht nur Zeit, sondern können sich auch direkt auf die Qualität des Produkts auswirken. Interne Fehler oder Unzulänglichkeiten im Herstellungsprozess treiben die Qualitätskosten in die Höhe, da fehlerhafte Artikel nachbearbeitet oder zusätzliche Ressourcen für Prozesse bereitgestellt werden müssen. Durch die Behebung dieser Probleme und die Gewährleistung besserer Prozesse führt die Produktionsoptimierung zu qualitativ hochwertigeren Produkten.
• Besserer Zugang zu Produktionsdaten. Die Methoden der digitalen Produktionsoptimierung erfordern zwar eine gewisse Anfangsinvestition in Form der Installation von Sensoren oder der Implementierung von Fertigungssoftware, stellen aber eine Abkürzung für die digitale Transformation der bisher auf Tabellenkalkulationen basierenden Arbeitsabläufe dar. Eine teilweise digitalisierte oder – noch besser – vollständig papierlose Fertigung führt zu einer erhöhten Transparenz der Produktionsdaten und einem insgesamt moderneren Fertigungsprozess, der die Vorteile der Automatisierungsversprechen von Industrie 4.0 nutzen kann.

Wie können ERPs für die Fertigung zur Optimierung der Produktion beitragen?

Die Implementierung eines MRP-Systems oder eines ERP-Systems für die Fertigung kann für KMUs die beste Lösung sein, um sowohl ihre Gesamteffizienz zu steigern als auch ihre Produktionsprozesse zu optimieren. Diese Software bietet eine zentralisierte Plattform für die Verwaltung aller Aspekte der Produktionsabläufe und liefert gleichzeitig klare Einblicke in die Leistung.

ERPs für die Fertigung verfolgen Produktionspläne, Lagerbestände und Ressourcenauslastung in Echtzeit. Dies vereinfacht die Identifizierung von Engpässen und Ineffizienzen. Durch die Automatisierung von Routineaufgaben und die Bereitstellung detaillierter Analysen machen ERPs auch datengestützte Entscheidungen über die Ressourcenzuweisung und Produktionsplanung zugänglich und leicht nachvollziehbar. Da ERPs über eine einheitliche Datenbank funktionieren, erleichtern sie zudem die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Abteilungen und Teams und ermöglichen so eine bessere Kommunikation und Koordination über die gesamte Produktionslinie hinweg.

Insgesamt kann die Implementierung eines ERP-Systems für die Fertigung KMUs die Werkzeuge an die Hand geben, die sie benötigen, um ihre Produktionsprozesse zu optimieren, die Effizienz zu steigern und ihre Wettbewerbsfähigkeit zu stärken.

Die wichtigsten Kernpunkte

• Unter Produktionsoptimierung versteht man den Prozess der systematischen Behebung von Fehlern und Mängeln in einem Produktionsbetrieb, um die Effizienz und Produktivität zu steigern.
• Die Produktionsoptimierung unterscheidet sich von der Prozessoptimierung und der Produktoptimierung. Während erstere versucht, ein effizienteres System und einen effizienteren Arbeitsablauf für die Produktion von Gütern zu schaffen, geht es bei den beiden letzteren darum, prozessspezifische Mängel zu identifizieren und zu beheben bzw. effizientere Güter von Grund auf zu entwerfen, um sie zu produzieren.
• Es gibt verschiedene Möglichkeiten, an die Optimierung heranzugehen. Sie kann als einmaliges Audit durchgeführt oder als kontinuierlicher Prozess implementiert werden. Die Optimierung kann intern durchgeführt, als Dienstleistung von Beratungsunternehmen eingekauft oder durch Hinzufügen von Sensordaten zu Arbeitsstationen, die Implementierung von IoT oder Software umgesetzt werden.
• Zu den grundlegenden Schritten der Produktionsoptimierung in der einen oder anderen Form gehören die Verfolgung von Prozessen und die Sammlung von Daten, die Identifizierung und Analyse von Problemen, die Zuweisung von Zielen und KPIs und die Umsetzung von Verbesserungen.
• Zu den wichtigsten Vorteilen der Produktionsoptimierung gehören kürzere Durchlaufzeiten, weniger Abfall und geringere Gemeinkosten, höhere Produktqualität und besserer Zugang zu Produktionsdaten.

Häufig gestellte Fragen

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