In der heutigen globalen Wettbewerbslandschaft ist die kontinuierliche Verbesserung von zentraler Bedeutung für die Förderung der operativen Exzellenz und die Steigerung der Geschäftsergebnisse in der gesamten Fertigungsindustrie. In diesem Artikel wird der Unterschied zwischen der diskreten Fertigung und der Prozessfertigung erläutert und die Bedeutung der KAIZEN™-Methodologie in diesem Zusammenhang beleuchtet, sowie deren Auswirkungen auf das Endergebnis hervorgehoben.

Was ist die diskrete Fertigung?

Die diskrete Fertigung bezieht sich auf eine Montage- oder Herstellungsmethode, bei der einzelne, zählbare Produkte aus Montageteilen durch Montageverfahren oder Herstellungstechniken hergestellt werden. Die diskrete Fertigung umfasst die Automobil-, Elektronik-, Möbel- und Konsumgüterproduktion.

In diskreten Fertigungsstätten folgt die Produktion im allgemeinen einem sequentiellen Fluss, bei dem die Komponenten Schritt für Schritt zusammengebaut werden, bis ihre Montage abgeschlossen ist. Dies kann Fließbänder, Arbeitsstationen und spezielle Werkzeuge und Ausrüstungen erfordern, damit die Teile zu einem Endprodukt zusammengefügt werden können, das bestimmte Design- und Funktionskriterien erfüllt.

Was ist die Prozessfertigung?

Unter Prozessfertigung versteht man die Herstellung von Gütern, die nicht ohne weiteres voneinander getrennt, aufgeteilt oder unterschieden werden können, typischerweise solche, die chemische, formelhafte oder andere Umwandlungsprozesse beinhalten. Die Prozessfertigung ist häufig in Branchen wie der Lebensmittel- und Getränkeherstellung, der pharmazeutischen Produktion und in Raffinerien zu finden.

Bei der Prozessfertigung geht es um das Mischen, Kombinieren und Umwandeln von Rohstoffen oder Zutaten zu einem Endprodukt durch fortlaufende oder chargenorientierte Prozesse, bei denen physikalische Veränderungen oder chemische Reaktionen stattfinden. Zu den Endprodukten gehören Getränke, Medikamente, Chemikalien oder raffiniertes Öl, die in großen Mengen hergestellt werden.

Unterschied zwischen diskreter Fertigung und Prozessfertigung

Die wichtigsten Unterschiede zwischen diskreter und Prozessfertigung lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Produktmerkmale

Diskrete Fertigung: Produkte sind leicht identifizierbare „separate Einheiten“, die gezählt und gemessen werden können.
Beispiele sind Fahrzeuge, Smartphones, Möbel und Computer.

Prozessfertigung: Die Produkte sind homogen und lassen sich nicht leicht trennen oder unterscheiden. Diese Produkte werden oft in großen Mengen hergestellt und beinhalten chemische oder formelgebundene Umwandlungen.
Beispiele sind Getränke, Pharmazeutika, Chemikalien, Lebensmittel und die Ölraffination.

Produktionsansatz

Diskrete Fertigung: Einzelne Komponenten oder Teile werden in einer organisierten Reihenfolge zu fertigen Produkten zusammengesetzt; eine Komponente nach der anderen wird hinzugefügt, bis die Produktion abgeschlossen ist. Bei dieser Art der Fertigung können Fließbänder oder Arbeitsstationen zum Einsatz kommen.

Prozessfertigung: Der Vorgang des Mischens, Kombinierens oder Umwandeln von Rohstoffen oder Zutaten, um ein Endprodukt herzustellen. Dies kann in fortlaufenden oder chargenorientierten Prozessen geschehen, bei denen kombinierte Materialien chemischen Reaktionen unterzogen werden, bevor sie weiterverarbeitet werden, bis das gewünschte Ergebnis erreicht ist. Bei diesem Herstellungsprozess werden in der Regel kontinuierliche Durchflusssysteme sowie Spezialanlagen eingesetzt.

Produktionsplanung und -steuerung

Diskrete Fertigung: Eine detaillierte Planung und Terminierung ist erforderlich, um die Verfügbarkeit von Komponenten und die Koordinierung von Montagevorgängen zu gewährleisten. Die Produktionsplanung umfasst die Verwaltung des Bestands an Einzelteilen, die Verfolgung ihrer Verwendung und die Optimierung der Produktionszyklen.

Prozessfertigung: Hier liegt der Schwerpunkt auf der Verwaltung der Mengen und der Qualität von Rohstoffen und Zutaten. Die Planung umfasst die Vorhersage des Bedarfs, die Verwaltung der Chargengrößen und die Einhaltung des richtigen Verhältnisses der Zutaten. Die Qualitätskontrolle ist in der Prozessfertigung von entscheidender Bedeutung, um die Konsistenz und Einhaltung von Formeln oder Rezepten zu gewährleisten.

Bestandsmanagement

Diskrete Fertigung: Das Bestandsmanagement umfasst die Verfolgung und Verwaltung einzelner Komponenten oder Endprodukte. Der Bestand besteht aus einzelnen Artikeln, die leicht gezählt und kategorisiert werden können.

Prozessfertigung: Das Bestandsmanagement umfasst die Verwaltung von Großbeständen an Rohstoffen, Chemikalien und Zutaten. Die Bestände werden in Gewicht, Volumen oder anderen physischen Einheiten gemessen und normalerweise in Tanks, Silos oder anderen großen Behältern gelagert.

Produktionskosten und Komplexität

Diskrete Fertigung: Oft gekennzeichnet durch hohe Anfangsrüstkosten und niedrigere Produktionsstückkosten. Die Komplexität liegt im Montageprozess und in der Verwaltung vieler Komponenten oder Teile.

Prozessfertigung: Die Produktionskosten sind aufgrund des Bedarfs an Spezialausrüstung, der Beschaffung von Rohstoffen und der Qualitätskontrolle hoch. Die Komplexität liegt in der Verwaltung der chemischen oder formelgebundenen Umwandlungen und in der Sicherstellung einer gleichbleibenden Produktion.

Es ist zu beachten, dass einige Branchen je nach ihren spezifischen Produktionsanforderungen Elemente der diskreten und der Prozessfertigung miteinander kombinieren. Die Klassifizierung eines bestimmten Fertigungsprozesses lässt sich nicht immer eindeutig in eine Kategorie einordnen, da auch Mischformen möglich sind.

Das Grundverständnis für die Unterscheidungen zwischen diskreter und Prozessfertigung ist für Unternehmen von entscheidender Bedeutung, um die für ihre Produkte und Anforderungen am besten geeignete Fertigungsmethode zu wählen. Jede Methode hat einzigartige Merkmale, Produktionsprozesse und Ansätze im Bestandsmanagement, die sich alle signifikant auf die gesamte Fertigungsstrategie auswirken. Durch die Abstimmung ihrer Fertigungsprozesse auf die Beschaffenheit ihrer Produkte können Unternehmen die Produktionseffizienz optimieren und erfolgreiche Ergebnisse in ihren jeweiligen Branchen erzielen.

Die Rolle von erweiterten Analysemethoden (Advanced Analytics) in der diskreten und Prozessfertigung

Die erweiterte Analytik spielt in der sich schnell entwickelnden Fertigungsbranche eine immer wichtigere Rolle. Sie nutzt datengestützte Erkenntnisse und Optimierungsprozesse, um neue Erkenntnisse zu gewinnen, Prozesse zu optimieren und fundierte Entscheidungen zu treffen. Doch wie kann die erweiterte Analytik die diskrete und Prozessfertigung verändern und Unternehmen in die Lage versetzen, ihre Effizienz, Produktivität und Rentabilität zu steigern?

Erweiterte Analytik in der diskreten Fertigung

Die erweiterte Analytik spielt im Bereich der diskreten Fertigung eine entscheidende Rolle, da sie während des gesamten Produktionslebenszyklus wertvolle Erkenntnisse liefert:

Vorbeugende Instandhaltung (Predictive Maintenance)

Durch die Analyse von Echtzeitdaten, die mittels eingebetteter Sensoren in den Fertigungsanlagen ermittelt werden, können erweiterte Analysen Anomalien erkennen und potenzielle Anlagenausfälle vorhersagen. Dies ermöglicht eine vorausschauende Instandhaltung, die Ausfallzeiten reduziert und die Produktionseffizienz optimiert.

Qualitätskontrolle

Erweiterte Analysen können Daten von Qualitätsprüfpunkten analysieren und Muster identifizieren, die auf die Erkennung potenzieller Fehler oder Abweichungen im Produktionsprozess hinweisen. Durch frühzeitiges Aufspüren dieser Fehler können Hersteller Maßnahmen ergreifen, um eine hohe Produktqualität zu gewährleisten und ein erneutes Auftreten zu verhindern.

Optimierung der Lieferkette

Mittels der erweiterten Analysemethoden werden Daten von Lieferanten, Beständen und der Kundennachfrage gesammelt und verarbeitet, um den Betrieb der Lieferkette zu optimieren. Dazu gehören Bedarfsprognosen, Bestandsoptimierung und die Analyse der Lieferantenleistung, was letztendlich zu einer verbesserten Kosteneffizienz und Kundenzufriedenheit führt.

Produktionsplanung und -steuerung

Erweiterte Analysen können die Produktionsplanung und -steuerung optimieren, indem verschiedene Faktoren wie Maschinenverfügbarkeit, Arbeitskapazität, Produktsortiment und Materialverfügbarkeit berücksichtigt werden, was wiederum zu einer besseren Ressourcennutzung, kürzeren Durchlaufzeiten und einer höheren Liefertreue führt.

Erweiterte Analytik in der Prozessfertigung

Hier erfahren Sie, wie die erweiterte Analytik zur Prozessfertigung beiträgt:

Prozess-Optimierung

Mit der erweiterten Analytik können Echtzeitdaten von Sensoren, Steuerungssystemen und Produktionsparametern überwacht und analysiert werden, um verschiedene Prozessvariablen zu optimieren. Dazu gehören Temperatur, Druck, Durchflussmengen und chemische Zusammensetzungen, was zu einer höheren Prozesseffizienz, Ausbeute und Produktqualität führt.

Energiemanagement

Die erweiterte Analytik kann Muster im Energieverbrauch identifizieren und Aufschluss über energieeffiziente Verhaltensweisen geben. Durch die Optimierung des Energieverbrauchs ist es Herstellern möglich, ihre Kosten zu senken, die Auswirkungen auf die Umwelt zu minimieren und Nachhaltigkeitsziele einzuhalten.

Einhaltung gesetzlicher Vorschriften

Prozesshersteller müssen strenge Vorschriften und Qualitätsstandards einhalten. Erweiterte Analysen können dabei helfen, die Gesetzeskonformität zu überwachen und zu verfolgen und die Einhaltung von Sicherheits-, Umwelt- und Qualitätsrichtlinien zu gewährleisten.

Rückverfolgbarkeit von Chargen

Mit der erweiterten Analytik lassen sich Rohstoffe, Zutaten und Endprodukte über den gesamten Produktionsprozess hinweg verfolgen und rückverfolgen. Im Falle eines Rückrufs können Hersteller betroffene Chargen schnell identifizieren, den Umfang der Rückrufe minimieren und potenzielle Risiken mindern.

Die Vorteile von Advanced Analytics wirksam einsetzen

Die erweiterte Analytik hat sich sowohl in der diskreten als auch in der Prozessfertigung als transformative Triebfeder erwiesen. Um die Vorteile der erweiterten Analytik in der Fertigung wirkungsvoll zu nutzen, sollten Unternehmen einige wesentliche Aspekte berücksichtigen.

Der erste Aspekt ist die Datenintegration, denn die erfolgreiche Implementierung von Advanced Analytics erfordert die Integration von Daten aus verschiedenen Quellen (einschließlich Produktionssystemen, Sensoren, Lieferkettensystemen und externen Daten), um eine ganzheitliche Sicht für die Analyse und Entscheidungsfindung zu erhalten. Der zweite Aspekt die prädiktive und präskriptive Analytik, die in der Fertigung leistungsstarke Werkzeuge sind – die prädiktive Analytik kann Probleme antizipieren und die Leistung optimieren, während die präskriptive Analytik umsetzbare Empfehlungen zur Prozessverbesserung liefert. Schließlich müssen aufgrund der zunehmenden Datenrückgriffe die Datensicherheit und der Schutz der Privatsphäre in den Prozessen der Hersteller priorisiert werden, ebenso wie Maßnahmen zur Cybersicherheit und Datenschutzbestimmungen zum Schutz sensibler Informationen.

Um die Vorteile der Datenanalyse in vollem Umfang zu nutzen, müssen diese Funktionalitäten in eine umfassendere Digitalisierungsstrategie integriert werden, die sich stark auf Technologien wie ERP (Enterprise Resource Planning), MRP (Material Resource Planning) und das IoT (Internet der Dinge) stützt. So können Hersteller die Potenziale von Daten nutzen, um verborgene Zusammenhänge und Informationen aufzudecken und datengesteuerte Entscheidungen zu treffen, mit dem Ziel Produktionsprozesse zu optimieren, Qualitätskontrollmaßnahmen zu verbessern, die Ressourcennutzung zu maximieren und die betriebliche Leistung zu steigern.

Der KAIZEN™-Ansatz für die diskrete und die Prozessfertigung

Die Philosophie der kontinuierlichen Verbesserung hat sich bei der Optimierung von Fertigungsprozessen als äußerst effektiv erwiesen und kann sowohl in der diskreten als auch in der Prozessindustrie angewendet werden. Durch die Fokussierung auf schrittweise und nachhaltige Verbesserungen versetzt KAIZEN™ Unternehmen in die Lage, die Produktivität, Qualität und gesamte operative Effizienz zu steigern.

Unabhängig von der Branche basiert diese Philosophie auf bestimmten Grundprinzipien. Das erste Prinzip ist die Befähigung und das Engagement der Mitarbeiter. Der KAIZEN™-Ansatz erkennt den Wert der Einbeziehung der Mitarbeiter in die Problemlösung und Verbesserung durch Schulungen und gemeinsame Workshops, um die erforderlichen Fähigkeiten und Werkzeuge für die kontinuierliche Verbesserung zu entwickeln und eine Kultur des Engagements, der Eigenverantwortung und der Innovation zu fördern.
Das zweite Prinzip ist die funktionsübergreifende Zusammenarbeit, indem KAIZEN™ die Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Funktionen des Produktionssystems betont – durch das Zusammenbringen von Bedienern, Ingenieuren, Qualitätsverantwortlichen und anderen Beteiligten können die Hersteller ein gemeinsames Verständnis für Herausforderungen und Möglichkeiten fördern, was zu einer effektiveren Problemlösung und Prozessverbesserung führt. Drittens sind Schulung und Kompetenzentwicklung ein wesentlicher Pfeiler für die wirksame Umsetzung des KAIZEN™-Ansatzes in der Fertigung. Umfassende Schulungsprogramme sind von entscheidender Bedeutung und sollten sich darauf konzentrieren, die Mitarbeiter mit den erforderlichen Fähigkeiten und Kenntnissen in Bereichen wie Prozessoptimierung, Datenanalyse, Qualitätssicherung und Problemlösungsmethoden auszustatten.

Die Verschmelzung solcher Werte befähigt die Mitarbeiter im gesamten Unternehmen, aktiv zur kontinuierlichen Verbesserung beizutragen, und fördert eine Kultur des Lernens und der Entwicklung.

KAIZEN™ in der diskreten Fertigung

Im Bereich der diskreten Fertigung kann KAIZEN™ in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden:

Straffung des Produktionsflusses

KAIZEN™ legt den Schwerpunkt auf die Identifizierung und Beseitigung nicht wertschöpfender Tätigkeiten, die Reduzierung von Verschwendung und die Optimierung des Material- und Informationsflusses im gesamten Produktionsprozess, was zu einer verbesserten Effizienz, kürzeren Durchlaufzeiten und einem verbesserten Serviceniveau führt.

Standardisierung von Prozessen

Standardisierung ist ein entscheidendes Element von KAIZEN™ – durch die Definition und Dokumentation von Standard-Arbeitsabläufen können Hersteller Beständigkeit gewährleisten, Fehler minimieren und den Wissenstransfer erleichtern sowie die Grundlage für Initiativen zur kontinuierlichen Verbesserung schaffen.

Qualitätskontrolle

KAIZEN™ betont die Integration von Qualitätssicherung in jeder Phase des Produktionsprozesses. Durch die Implementierung robuster Qualitätsmanagementsysteme, die Durchführung von Ursachenanalysen und die Anwendung von Problemlösungstechniken können Hersteller die Ursachen von Fehlern ermitteln und angehen, um sie frühzeitig zu vermeiden, was zu einer besseren Produktqualität und weniger Nacharbeit führt.

KAIZEN™ in der Prozessfertigung

Auch die Prozessfertigung kann von der Umsetzung des KAIZEN™-Ansatzes erheblich profitieren. Im Folgenden wird erläutert, wie KAIZEN™ in diesem Zusammenhang umgesetzt werden kann:

Standardisierung von Betriebsabläufen

Die Prozessfertigung umfasst komplexe und regulierte Prozesse, und KAIZEN™ fördert die Standardisierung solcher Betriebsabläufe, um Konsistenz und die Einhaltung gesetzlicher Anforderungen zu gewährleisten. Dazu gehören die Dokumentation kritischer Prozessparameter, die Standardisierung von Anlageneinstellungen und die Festlegung klarer Richtlinien für die Prozesssteuerung.

Kontinuierliche Prozessüberwachung und -optimierung

KAIZEN™ fördert den Einsatz datengesteuerter Ansätze zur Überwachung und Optimierung von Prozessparametern durch erweiterte Analytik, statistische Prozesskontrolle und Echtzeitverfolgung, so dass Hersteller Prozessabweichungen erkennen, Verschwendung reduzieren, Ausbringung und Qualität verbessern und die Ressourcennutzung optimieren können. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die KAIZEN™-Philosophie nicht nur eine einmalige Investition ist, sondern eine kontinuierliche Reise in Richtung Exzellenz, die einen soliden Rahmen für die Optimierung sowohl der diskreten als auch der Prozessfertigung bietet. Für diese beiden Arten der Fertigung sollten die Lösungen unter Berücksichtigung des jeweiligen Szenarios angepasst werden. Trotz dieser Besonderheiten gibt es immer eine gemeinsame Basis, nämlich die Fokussierung auf das Engagement der Mitarbeiter, Standardisierung, datengestützte Entscheidungsfindung und Schulung, um nachhaltige Verbesserungen und Exzellenz zu erreichen. Durch den wirksamen Einsatz der Lean-Toolbox und den Einstieg in die digitale Transformation können Unternehmen ihr volles Potenzial ausschöpfen, um die betriebliche Effizienz zu steigern und nachhaltiges Wachstum zu erzielen.

Haben Sie noch Fragen zur kontinuierlichen Verbesserung und Datenanalyse in der diskreten und Prozessfertigung?

Was ist ERP?

ERP (Enterprise Resource Planning) ist ein System, das verschiedene Geschäftsfunktionen wie Finanzen, Personalwesen, Lieferkettenmanagement und Kundenbeziehungsmanagement in einer einzigen, zentralen Plattform zusammenfasst, um maximale Effizienz und Produktivität zu erreichen. ERP vereinfacht die gemeinsame Nutzung von Daten, die Zusammenarbeit und die Entscheidungsfindung, wodurch die Effizienz und die Produktivität gesteigert werden.

Was ist MRP?

MRP (Material Resource Planning) ist ein System, das Hersteller bei der Planung der Beschaffung, Produktion und Lagerhaltung von Materialien unterstützt, die für den Produktionsbetrieb benötigt werden. MRP ermittelt den Bedarf auf der Grundlage von Produktionsplänen, Vorlaufzeiten, Lagerbeständen und der Nachfrage. Es unterstützt die Optimierung der Lagerbestände, die Verringerung von Engpässen und die Sicherstellung der Materialverfügbarkeit.

Was ist IoT?

IoT (Internet der Dinge) bezeichnet ein Netzwerk von physischen Objekten, die mit Sensoren, Software und Schnittstellen zur Erfassung und zum Austausch von Echtzeitdaten ausgestattet sind. In der Fertigung schafft diese Technologie ein Ökosystem mit Ferndiagnosefähigkeiten, in dem alle Maschinen, Geräte und Systeme miteinander kommunizieren und eine Live-Überwachung der Anlagenleistung, Prozessautomatisierung und eine vorausschauende Instandhaltung ermöglichen.