One-Piece-Flow
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One-Piece-Flow
Optimierung von Fertigungsverfahren QM ((One-Piece-Flow)) -Q Holger Reinecke HSG-IMIT, Villingen-Schwenningen Universität Freiburg, IMTEK, Lehrstuhl für Prozesstechnologie Inhalte der Vorlesung Hintergrund (Bedeutung von Unternehmen, Automobilhersteller) Betriebswirtschaftliches Basiswissen Gewinn- und Verlustrechnung Bilanzen Qualitätsmanagementsystem g y ((QM-System) y ) Methodiken der Optimierung in der Entwicklungsphase (DOE, FMEA) Mitarbeiterführung g Ganzheitliche Managementsysteme (Six-Sigma-System, Kaizen) Methoden et ode zur u Opt Optimierung e u g ((PDCA-Kreis, C e s, VM,, TQM, Q , Rationales at o a es Management, …) Fertigung: SPC, One-Piece-Flow-System, Kunststoff Lehrstuhl für Prozesstechnologie One-Piece-Flow ( ) Was versteht man unter one-piece-flow (opf)? One-Piece-Flow ist eine Fertigungsmethode, in der ein Mitarbeiter mehrere Arbeitsgänge eines Gerätes, eines Bauteiles oder einer Baugruppe in aufeinanderfolgenden Stationen ohne Zwischenlagerung durchführt. Das Ergebnis ist eine prüfbare Einheit. Lehrstuhl für Prozesstechnologie Zielsetzung für „one-piece-flow“ g der Kosten- und Qualitätssituation Ziel ist die Optimierung durch: Reduzierungg der Fertigungsg g und Montagefehler g Reduzierung der Fertigungskosten Reduzierung der Bestände (Zwischenlager/Puffer) Lehrstuhl für Prozesstechnologie Derzeit übliche „Fertigung“ Zwischenlager Zwischenlager Zwischenlager Zwischenlager Prüfung Fehler Was passiert bei einem Fehler? Lehrstuhl für Prozesstechnologie 1. Schritt zum opf g Entfernen der Zwischenlager Fehler Fehler Zwischenlager Sofortige Fehlererkennung aber MUDA des Gehens! Lehrstuhl für Prozesstechnologie 2. Schritt zum opf g auf das Notwendigste g Verkürzen der Wege Fehler Kein MUDA Zwischenlager d Gehens des G h Lehrstuhl für Prozesstechnologie 3. Schritt zum opf g Abgleichen der Arbeitsinhalte in der U-Form Lehrstuhl für Prozesstechnologie Effekte eines One-Piece-Flow g der Fertigungsg g und Montagefehler g g Reduzierung aufgrund folgender Maßnahmen/Ursachen: Mitarbeiter hat die Verantwortungg für sein Produkt und erhält direktes Feedback bezüglich seiner Arbeitsqualität Gleicher Arbeitsinhalt für den Mitarbeiter auch bei Stückzahlschwankungen Stü k hl h k Flüssiges Arbeiten ohne ablaufbedingte Unterbrechungen und Wartezeiten (Ausbalancierung der Arbeitsstationen) Keine Beschädigung und Verschmutzung der Bauteile / Baugruppen durch Zwischenlagerung g g Lehrstuhl für Prozesstechnologie One-Piece-Flow g der Fertigungskosten g g g g Reduzierung aufgrund folgender Maßnahmen/Ursachen: Layout in U-Form mit Entfernungen y g < 1 m und Drehbewegungen g g < 90° Eliminierung von Taktzeitverlusten / Wartezeiten innerhalb der Montage M t Keine Vorfertigung von Baugruppen, keine Zwischenlagerung und dem damit verbundenen Aufwand zum Ablegen und Aufnehmen Kein Abtaktungsaufwand bei Stückzahl- und Personalschwankungen Korrekte Verrechnung der Aufwände bei unterschiedlichen Varianten Reduzierung der benötigten Fertigungsfläche Lehrstuhl für Prozesstechnologie One-Piece-Flow g der Durchlaufzeiten und Bestände aufgrund g Reduzierung folgender Maßnahmen/Ursachen: Kurze Reaktionszeiten auf Programmänderungen g g Eliminierung der Zwischenlagerbestände vorgefertigter Baugruppen Vormontagebaugruppen nur bei Bedarf fertigen Definierte Minimal- und Maximalbestände an jedem Arbeitsplatz Lehrstuhl für Prozesstechnologie Einführung von One-Piece-Flow Aufwände für one-piece-flow Planung und Realisierung von opf Intensives Mitarbeiter-Training für die Beherrschung von Arbeitsinhalten Materialbereitstellung Disposition. Projektplan Rotationsplan Layout Einarbeitungsmatrix •............... •............... •............... Lehrstuhl für Prozesstechnologie One-Piece-Flow g für die Umsetzung g Werkzeuge Der Experte stellt einen ausführlichen Leitfaden mit allen Prozessschritten und Werkzeugen bereit, die den operativen Prozesseigner befähigt, selbstständig diese Methode umzusetzen. Voraussetzung dafür: V d fü Die opf-Regeln müssen verstanden worden sein. Lehrstuhl für Prozesstechnologie One-Piece-Flow-Regeln Anzahl der Stationen = max. Anzahl Mitarbeiter x 2 Die Station mit dem höchsten Arbeitsinhalt darf die Kundentaktzeit nicht überschreiten. Arbeitsinhalte der einzelnen Stationen liegen zwischen 80% und 120% vom ermittelten Durchschnittswert. Konsequentes Mitarbeitertraining über Einarbeitungsmatrix und Rotationsplan Das Layout ist in kompakter U U-Form Form auszulegen Die Matrialanlieferung erfolgt nach dem 2- oder3-Behältersystem durch einen separaten p Materialbereitsteller. Die Teile müssen in definierter Einbaulage bereitgestellt werden. Lehrstuhl für Prozesstechnologie One-Piece-Flow Ziel: Auflaufen durch Ausbalancieren vermeiden Der Arbeitsinhalt jeder Station muss innerhalb eines Bereiches von 80% .... 120% des durchschnittlichen Arbeitsinhaltes aller Stationen liegen. Die Station mit dem höchsten Arbeitsinhalt darf die Kundentaktzeit nicht überschreiten überschreiten. Taktzeiten Taktzeiten KTZ 120% Ausgleichen 80% 5a 5b 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 Lehrstuhl für Prozesstechnologie 2 3 4 5 6 7 8 One-Piece-Flow Qualifizierung der Mitarbeiter Montagegruppe 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Name Hein Walter Iris Hans Emil Egon Karl Marion Peter Bärbel I = angelernt Montagebereich Thermoblock Station1 Station2 Station3 Station4 Station5 Sation6 Datum 11.04.05 Sation7 Station8 Station9 Station10 Mitarbeiterfähigkeit I L L L U I I I L I 16 U L U U I U L U I L 23 I I I I I I I I U I 12 U I I I I U I I I I 14 I U L I U I I L I 15 I I I I I I I I L U 13 L I I I 8 I I I I I 10 I I I I I I I I 15 14 14 12 L I I I I I I I I I I 9 I I I I I I 10 14 13 10 12 13 13 130 I L = eingearbeitet, besser als Standardzeit U = fähig, andere zu trainieren Lehrstuhl für Prozesstechnologie One-Piece-Flow g von One-Piece-Flow Fazit: Realisierung 1 3 2 Lehrstuhl für Prozesstechnologie Einspuriger, rotierenden One-Piece-Flow Funktionsweise und Spielregeln Jeder Mitarbeiter bearbeitet / montiert „sein“ Teil / Baugruppe von Anfang bis Ende durch alle Stationen Stationen. Anzahl der Mitarbeiter ist max. 1 pro 2 8 Stationen, das heißt sie arbeiten auf Stationen „Lücke“. Arbeitsinhalte je Station zwischen 80 und 120% der „Grund-Taktzeit“. Maximal 15 Min. Arbeitsinhalt in der Linie Li i ((plus l V Vormontagen t außerhalb ß h lb d der Hauptlinie, über Zwischenablagen verknüpft). Lehrstuhl für Prozesstechnologie 7 1 Vergleich „rotierender“ gegenüber „stationärem“ One One-Piece-Flow „stationärem Piece Flow Vorteile Ausgleich der Arbeitsinhalte pro Station nur zwischen 80% und 120% erforderlich. A A A B B B C C C D D D Flexibel für Prozessveränderungen und Produktvarianten (KAIZENs an allen Stationen wirksam wirksam, nicht nur an der Engpass-Station. Stationärer One-Piece-Flow Flexibel gegenüber veränderlichen Produktionsmengen und Mitarbeiterzahlen. Kein Vorhalten von Springern erforderlich, Nachholen von Ausfallmengen in Überstunden mit kleinerer Mannschaft möglich. Jeder Mitarbeiter produziert „sein“ Teil => höchste persönliche Identifikation mit der Produktqualität Produktqualität. 8 Nachteile Höherer Platz- und Investitionsbedarf, in einem Parcour sind nur noch 50% der Mitarbeiter beschäftigt! Längere Anlernzeiten (6 – 10 Wochen für ca. 15 Min. A b it i h lt) Arbeitsinhalt). Lehrstuhl für Prozesstechnologie 7 1 6 2 5 3 4 Rotierdender One-Piece-Flow One-Piece-Flow (mehrspurig) Weniger Platz- und Investbedarf: Parallele Anordnung der 2 Linien, zentrale Anordnung einiger Spezialvorrichtungen und der Materialbehälter zwischen den Linien Linien. =>Nur rund 30% mehr Platzbedarf als einspuriger One-Piece-Flow. Zusatzinvestitionen je nach Technologie. Einfacheres Anlernen: Flexible Nutzungg der 2. Linie auch zum Anlernen neuer Mitarbeiter bei Teillast. Auch Kombination von „stationärem“ und „rotierendem rotierendem“ Betrieb zum Anlernen Anlernen. Lehrstuhl für Prozesstechnologie One-Piece-Flow (Verkettung) Wegen Montageeinhalten zwischen 25 und 50 min. inkl. Vormontagen typischerweise zweispurige One-Piece-Flow-Kurse O hintereinander mit Produktübergabe in der Mitte. Montagelinie dann in „Herzform“. Vormontagen, g , die meist stationär betrieben werden,, sind seitlich über Zwischenablagen angekoppelt. Sie müssen nur schneller als der Hauptfluss sein, brauchen aber nicht synchronisiert zu werden! Mitarbeiter pendeln zwischen Hauptfluss und Vormontagen Vormontagen. 1 1 2 2 3 8 5 6 3 4 7 6 4 5 Lehrstuhl für Prozesstechnologie