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