Engpässe in der Fertigung: Arten, Ursachen und Lösungsansätze

Was sind Engpässe in der Fertigung?

Engpässe beziehen sich auf Vorgänge, die die Fähigkeit eines Standorts einschränken, die Produktionsnachfrage innerhalb eines geplanten Zeitplans zu erfüllen. Sie sind oft sehr schwer zu erkennen und noch schwerer zu verstehen. Es ist leicht, darüber zu spekulieren, was in Ihrem Produktionsprozess zu Engpässen führt, aber leider ähneln Engpässe oft einer Drehtür - die kritischsten Probleme können sich von einem Moment auf den anderen ändern. Während die bloße Lokalisierung eines Engpasses wichtige Erkenntnisse über den Produktionsprozess eines Unternehmens liefern kann, hat die Durchführung einer gründlichen Engpassanalyse weitreichende Auswirkungen, die zu höherer Effizienz, niedrigeren Kosten und weniger Abfall führen.

Wie kommt es zu Engpässen in der Produktion?

• Veraltetes Equipment

Eine der häufigsten Ursachen für Engpässe ist veraltete Ausrüstung. Wenn eine Maschine nicht den Spezifikationen entspricht, könnte sie die Ursache für Ihren kritischsten Engpass sein. Wenn Ihre Mitarbeiter geschult sind, die Verfahren reibungslos ablaufen und die anderen Geräte ordnungsgemäß funktionieren, könnte eine veraltete Maschine die Ursache für Ihre Verzögerungen sein. Veraltete Anlagen gelten in der Regel als langfristige Engpässe, wenn die betroffene Maschine nicht effizient genug ist, um mit der Kapazität der übrigen Produktionslinie Schritt zu halten. Dies kann durch die Reparatur oder den Austausch der nicht mehr zeitgemäßen Ausrüstung behoben werden.

• Störfälle

Veraltete oder übermäßig beanspruchte Geräte können auch zu Ausfällen führen, was erhebliche Verzögerungen bei der Wartung oder dem Austausch zur Folge haben kann. Ausfälle von Anlagen werden in der Regel als kurzfristige Engpässe betrachtet, vorausgesetzt, die notwendigen Reparaturen können rechtzeitig und effizient durchgeführt werden.

• Mangelhafte Vorhersagen

Eine weitere häufige Ursache für Engpässe sind schlechte Prognosen, d. h. die Vorhersage von zu viel oder zu wenig Kundennachfrage. Eine Überschätzung der Nachfrage kann zu überschüssigen Beständen führen, während eine Unterschätzung der Nachfrage zu Engpässen aufgrund von Problemen in der Lieferkette führen kann. Darüber hinaus können Engpässe, die durch ungenaue Vorhersagen verursacht werden, zu verpassten Aufträgen und letztlich zur Unzufriedenheit der Kunden führen.

• Abwesende Arbeitnehmer

Kurzfristige Engpässe werden oft durch abwesende Mitarbeiter verursacht, wenn es aufgrund fehlender Fähigkeiten keinen Ersatz gibt. Ganz gleich, ob ein Mitarbeiter einen geplanten Urlaub nimmt oder sich in letzter Minute krank meldet, die Abwesenheit seiner Fähigkeiten kann die Produktion verlangsamen, wenn es keine Ersatzkräfte gibt.

• Kommunikation

Eine wirksame Kommunikation gewährleistet einen effizienten und klaren Prozess in jedem Umfeld. Kommunikationspannen hingegen können die Produktion zum Stillstand bringen. Dies kann dadurch verursacht werden, dass den Mitarbeitern keine angemessenen Aktualisierungen oder Rückmeldungen gegeben werden, was zu Verwirrung oder Misstrauen führt.

Es gibt einige offensichtliche Techniken, um einige dieser Herausforderungen zu entschärfen. Sie können Mitarbeiter übergreifend schulen und Urlaub für abwesende Mitarbeiter einplanen, um Engpässe zu vermeiden, und Sie können Kommunikationsengpässe vermeiden, indem Sie ein offenes und engagiertes Umfeld fördern. Doch selbst mit umfangreichen Vorbereitungen ist die manuelle Datenerfassung oft zeitaufwändig und fehleranfällig. Fehler und Ineffizienzen können zu längeren Ausfallzeiten führen, die sich auf Produktionspläne und Durchsatz auswirken können. AR-Arbeitsanweisungen können für Schnelligkeit und Genauigkeit bei der Wartung von Maschinen und anderen Routineverfahren in der Fertigung sorgen.

Arten von Engpässen

• Kurzfristige Engpässe

Kurzfristige Engpässe, die in der Regel durch abwesende Arbeitnehmer verursacht werden, sind vorübergehend. Da diese Engpässe vorübergehend sind und sich leicht feststellen lassen, stellen sie in der Regel kein großes Problem dar. Es ist zwar schwierig, alle kurzfristigen Engpässe in einem Unternehmen zu berücksichtigen, aber auf die meisten kann man vorbereitet sein. Wenn man der Proaktivität Vorrang vor der Abwesenheit von Mitarbeitern einräumt, kann man den Engpässen zuvorkommen.

• Langfristige Engpässe

Langfristige Engpässe können die Produktivität erheblich beeinträchtigen. Unabhängig davon, ob sie durch ineffiziente Anlagen oder unorganisierte Prozesse verursacht werden, sind diese Arten von Engpässen für die Hersteller besonders besorgniserregend, da sie oft schwieriger zu lokalisieren und zu verstehen sind.

• Engpässe in statischen Systemen

Manchmal treten Engpässe ohne zufällige oder unerwartete Schwankungen im System auf. In statischen Umgebungen treten Engpässe auf, deren Verhalten sich nicht ändert und die ohne Umstellungen oder Systemausfälle auftreten. In einem statischen System wird der Prozessschritt mit der längsten Zykluszeit immer der Engpass sein. Statische Systeme existieren nur in der Theorie, da alle realen Fertigungsprozesse zufälligen Umgebungsänderungen unterworfen sind.

• Engpässe in dynamischen Systemen

Wenn ein System zufälligen Veränderungen und äußeren Faktoren unterliegt, ist es dynamisch. Diese Arten von Systemen werden in zwei Kategorien unterteilt: stabile dynamische und instabile dynamische Systeme.

• Stabile dynamische Systeme werden von zufälligen Ereignissen beeinflusst, die jedoch im Laufe der Zeit konstant sind. Alle Fertigungsprozesse sind jedoch Veränderungen unterworfen, selbst wenn es sich nur um den Austausch einer veralteten Maschine oder einen Anstieg der Abwesenheit von Arbeitnehmern in der Urlaubszeit handelt.

• Instabile dynamische Systeme sind häufiger anzutreffen. Alle Prozesse werden als instabile dynamische Systeme betrachtet, wenn sie auf einer höheren Stufe untersucht werden.

Wie man Engpässe in der Produktion erkennt

Um die Grundursachen zu finden und Erkenntnisse zu gewinnen, die Ihnen einen Wettbewerbsvorteil verschaffen, müssen Sie Ihre wichtigsten Leistungsprobleme identifizieren. Das Erkennen und Verstehen von kritischen Engpässen ist der erste Schritt zur Steigerung des Durchsatzes und der OEE.

• Suche nach Ansammlungen

Der erste Schritt bei der Identifizierung von Engpässen besteht darin, den Prozess in der Produktionslinie zu ermitteln, bei dem es zu den meisten Staus kommt. Diese Methode ist besonders effektiv, wenn sie auf Fertigungslinien angewendet wird, die einzelne Artikel verarbeiten - auf diese Weise können Sie die Quelle der Anhäufung leicht ausfindig machen und Lösungen auf den genauen Ort des Engpasses anwenden. Wenn der Stau an mehreren Stellen der Produktionslinie auftritt, müssen Sie möglicherweise tiefer gehen und Faktoren wie Durchsatzraten und Ressourcennutzung analysieren. Wenn Sie die Dynamik der beteiligten Faktoren genau verstehen, können Sie den wichtigsten Engpass ausfindig machen und Ihre Verbesserungsmaßnahmen nach Prioritäten ordnen, um maximale Wirkung zu erzielen.

• Durchsatzmenge anpassen

Der Durchsatz, d. h. die Menge eines Produkts, die ein Unternehmen innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens herstellen kann, steht in direktem Zusammenhang mit den Engpässen in der Fertigung. Ein Anstieg des Durchsatzes an einer Maschine, die keinen Engpass darstellt, hat keine großen Auswirkungen auf die Gesamtproduktion, da der Engpass der wichtigste limitierende Faktor ist. Indem Sie den Durchsatz einer Maschine nach der anderen ändern, können Sie schließlich den Engpass ausfindig machen, indem Sie die Maschine mit den größten Auswirkungen auf die Gesamtproduktion identifizieren.

• Abbildung des Prozesses

Bei der Wertstromanalyse, die häufig in der modernen "schlanken" Fertigung eingesetzt wird, werden alle Informationen und Materialien, die für den Fertigungsprozess erforderlich sind, visuell dargestellt. Sie kann Teams helfen, ihren Prozess weiter zu optimieren, indem sie visualisiert, wo Engpässe auftreten. Die Wertstromanalyse hilft bei der Beseitigung von Engpässen und Verschwendung und ebnet den Weg für eine kontinuierliche Verbesserung, indem sie sich auf künftige Fortschritte konzentriert.

Wie werden Engpässe in der Produktion beseitigt?

Das PPT-Konzept (People, Process, Technology) ist ein ganzheitlicher Ansatz, der die Interdependenz zwischen den Mitarbeitern eines Unternehmens, der ihnen zur Verfügung stehenden Technologie und den von ihnen angewandten Prozessen verdeutlicht. Durch die Untersuchung dieser drei grundlegenden Elemente können Organisationen beginnen zu verstehen, was erforderlich ist, um Engpässe zu beseitigen und wirksame Veränderungen herbeizuführen.

• Mitarbeiter

Die Mitarbeiter werden neue Fähigkeiten und Schulungen benötigen, um ihre Aufgaben besser erfüllen zu können und eine Verhaltensänderung zu erfahren. Indem Sie die besten Mitarbeiter einstellen und schulen, können Sie sicherstellen, dass Ihre Mitarbeiter über die nötigen Fähigkeiten verfügen, um die beste Technologie zur Bewältigung der anstehenden Aufgaben zu nutzen. Es ist wichtig, die richtigen Mitarbeiter zu gewinnen, aber auch sicherzustellen, dass sie eine klare Definition ihrer Aufgaben haben. Kommunikation - vor allem in Bezug auf Erwartungen und Schulungen - ist der Schlüssel, um sicherzustellen, dass die Mitarbeiter den Fertigungsprozess Ihres Unternehmens und den jeweiligen Engpass genau verstehen.

• Prozess

Die Maßnahmen, die Sie zur Beseitigung von Engpässen ergreifen, sollten gestrafft, vereinfacht und optimiert werden. Ihr Prozess steht in engem Zusammenhang mit der Art und Weise, wie Sie mit den Arbeitnehmern kommunizieren, da er klar definiert sein sollte, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen: die Beseitigung der wichtigsten Engpässe.

• Technologie

In diesem Fall besteht das Ziel der Technologie darin, den Mitarbeitern die Werkzeuge an die Hand zu geben, die sie zur Beseitigung der Engpässe benötigen. Die Technologie sollte den Wandel nicht leiten, da sie die Unterstützung von Menschen und Prozessen benötigt, um voranzukommen. Die Transformation sollte die Technologieeinführung und -Implementierung leiten, was eine klare Kommunikation der Ziele an geschulte und ausgerüstete Mitarbeiter erfordert, um erfolgreich zu sein.

Die PTC-Funktionen zur Engpassanalyse helfen den Mitarbeitern, alle in der Fertigung gesammelten Daten zu sichten, indem sie Daten auf hoher Ebene in Echtzeitinformationen umwandeln. Die Engpassanalyse ermöglicht es den Herstellern,:

• versteckte Probleme und Engpässe durch schnelle Identifizierung der wichtigsten Einschränkungen zu erkennen
• die Ursachen von Einschränkungen zu identifizieren, indem sie fortschrittliche Analysen nutzen, um Transparenz und Einblicke zu erhalten.

Fazit

Engpässe gibt es in verschiedenen Formen und Größen, und es kann leicht passieren, dass Sie einen Engpass für Ihr wichtigstes Problem halten, obwohl sich im Hintergrund ein größeres Problem abzeichnet. Vielleicht weist Ihr Unternehmen die Merkmale eines instabilen dynamischen Umfelds auf, aber Sie können nicht genau sagen, welche Ereignisse die Überlastung verursachen, oder Sie versuchen aktiv, schlechte Prognosen und fragmentierte Kommunikation in der Fertigung zu bekämpfen. Die Engpassanalyse kann als Mittel zur Steigerung von Effizienz und Produktivität dienen, indem sie Ihnen in Echtzeit Einblicke in die schwächsten Glieder Ihres Produktionsprozesses gewährt.

ThingWorx Digital Performance Management (DPM) von PTC sorgt für volle Transparenz in der Fertigung und gibt Ihnen die Möglichkeit, Ihre Schwachstellen zu erkennen und proaktiv zu handeln. Mit DPM können Unternehmen ihre Prioritäten auf der Grundlage der Zeit vergleichen und festlegen, was bedeutet, dass sie ihre verlorenen Produktionsstunden zurückgewinnen und die effektive Zeit um über 20% steigern können.