In der aktuellen Geschäftslandschaft befinden sich diskrete Fertigungsindustrien in einem äußerst wettbewerbsintensiven und anspruchsvollen Umfeld. Dieses neue Szenario zwingt Organisationen dazu, die Verwaltung der Wertschöpfungsketten zu verbessern und neue Praktiken für die digitale Transformation zu adoptieren.

In diesem Artikel untersuchen wir, wie die Implementierung von Kaizen- und Lean-Methoden in Kombination mit technologischen Fortschritten, der Schlüssel zur Erreichung operativer Exzellenz in der diskreten Fertigungsindustrie sein kann.

Wir dürfen nicht vergessen, dass der Ursprung der Kaizen- und Lean-Methoden tief in dieser Art von Industrie verwurzelt ist, mit ihren Anfängen in der Automobilindustrie, speziell bei Toyota in Japan. Im Laufe der Jahre wurden zahlreiche Erfolgsgeschichten in der Literatur dokumentiert, die die greifbaren Vorteile von Kaizen und Lean hervorheben. Die Einführung neuer Technologien, wie Künstliche Intelligenz und fortgeschrittene Datenanalyse, ergänzt und verstärkt die Vorteile dieser kontinuierlichen Verbesserungsmethoden in Organisationen.

Diskrete Fertigung: Konzept

Die diskrete Fertigung bezieht sich auf den Prozess, bei dem eine bestimmte Menge an Material als Einheit zwischen Arbeitsstationen bewegt wird, wie es beispielsweise bei Automobilen, Computern, Möbeln und vielen anderen Branchen der Fall ist. Im Gegensatz zur kontinuierlichen Produktion, wo die Produktion ununterbrochen verläuft und die Produkte im Allgemeinen unzählbar sind, wie es in der chemischen Industrie der Fall ist, ist jedes Produkt in der diskreten Fertigung eine individuelle Einheit.

Beispiele diskreter Fertigung in unterschiedlichen Industrien

Die diskrete Fertigung ist ein Herstellungsverfahren, das in verschiedenen Industrien verwendet wird. Im Folgenden werden einige Beispiele für Industrien der diskreten Fertigung erörtert.

• Automobilindustrie: Die diskrete Fertigung in der Automobilindustrie ist ein klassisches Beispiel. Beispiele für diese Art der Produktion finden sich nicht nur in der Herstellung der Automobile selbst, sondern auch bei der Herstellung ihrer Komponenten, wie Motoren, Fahrwerke, Sitze usw.
• Luft- und Raumfahrtindustrie: Auch bei der Herstellung von Flugzeugen und deren Komponenten ist die diskrete Fertigung vorherrschend. Jedes Flugzeug und jede seiner Komponenten wird einzeln hergestellt.
• Elektronikindustrie: Die Produktion von elektronischen Geräten, wie Smartphones, Laptops oder Spielkonsolen, ist ein weiteres Beispiel für diskrete Fertigung. Jedes Produkt wird individuell hergestellt.
• Medizintechnikindustrie: Auch in der Produktion von medizinischen Geräten, wie bildgebenden Geräten, Prothesen und chirurgischen Instrumenten, dominiert die diskrete Fertigung.

Diese Beispiele unterstreichen die Bedeutung der diskreten Fertigung in verschiedenen Bereichen und heben sie als einen wesentlichen Ansatz für die Herstellung verschiedener Produkttypen hervor.

Grundprinzipien der diskreten Fertigung

Die diskrete Fertigung erfordert einen strategischen und effizienten Ansatz, um den operativen Erfolg zu gewährleisten. Im Folgenden werden fünf grundlegende Prinzipien untersucht, die eine entscheidende Rolle bei der Maximierung der Effizienz und Minimierung von Verschwendung in dieser Art von Industrie spielen.

Wert für den Kunden definieren: Der erste grundlegende Schritt zum Erfolg besteht darin, den Wert aus Sicht des Kunden zu verstehen und zu definieren. Indem Produktionsprozesse mit den Kundenerwartungen ausgerichtet werden, können Unternehmen Verschwendung reduzieren, Ressourcen optimieren und Produkte liefern, die tatsächlich den Marktanforderungen entsprechen.

Die Wertschöpfungskette visualisieren und Verschwendung identifizieren: Die Visualisierung der Wertschöpfungskette ist unerlässlich, um Verbesserungsmöglichkeiten zu identifizieren und Verschwendung in allen Phasen des Prozesses zu eliminieren. Durch das Mapping jedes einzelnen Schritts, von der Beschaffung der Rohstoffe bis zur Auslieferung des Endprodukts, können Organisationen Ineffizienzen, Engpässe und wertlose Aktivitäten identifizieren.

Fluss schaffen und Muda (Verschwendung) eliminieren: Die Schaffung eines Flusses, die Beschleunigung von Material- und Informationsflüssen durch die gesamte Wertschöpfungskette, ist essenziell, um die Effizienz in der diskreten Fertigung zu verbessern. Die Eliminierung von Muda ist entscheidend, um dieses Ziel zu erreichen. Dies beinhaltet die Reduzierung von Durchlaufzeiten, Wartezeiten und unnötigen Bewegungen.

Ein Pull-System und Just-In-Time implementieren: Anstatt auf Basis von Vorhersagen zu produzieren, reagiert ein Pull-System direkt auf die Kundennachfrage. Dies bedeutet, dass Produkte nur dann hergestellt werden, wenn eine tatsächliche Nachfrage besteht. Dadurch werden überschüssige Lagerbestände vermieden und die Produktion wird an den Marktbedarf angepasst.

Streben Sie nach dem „Wahren Norden“: Organisationen sollten nach operativer Exzellenz streben. Dies impliziert eine kontinuierliche Suche nach Perfektion, indem schrittweise und kontinuierlich alle Formen der Verschwendung schrittweise eliminiert werden.

Diese fünf Grundprinzipien bilden das Rückgrat einer effektiven Strategie, die darauf abzielt, Prozesse zu optimieren, Verschwendung zu eliminieren und dem Kunden einen Mehrwert zu bieten.

Die Schlüsselelemente für den Erfolg einer diskreten Fertigung

In Übereinstimmung mit den oben genannten grundlegenden Prinzipien erfordert der Erfolg in der diskreten Fertigung einen strategischen und integrierten Ansatz, der verschiedene Schlüsselelemente umfasst, die miteinander verbunden sind, um Prozesse zu optimieren und die Betriebseffizienz zu gewährleisten. In diesem Kontext heben wir sechs Schlüsselelemente hervor, die bei effizienter Handhabung zu außergewöhnlichen Ergebnissen führen.

Supply-Chain-Management: Effizienz maximieren

Effizientes Supply-Chain-Management ist ein entscheidender Faktor für den operativen Erfolg in verschiedenen Industrien, wie es bei der diskreten Fertigung der Fall ist.

Vor der Umsetzung von Verbesserungen ist es entscheidend, ein umfassendes Verständnis der Wertschöpfungskette zu haben. Dabei werden alle beteiligten Glieder der Kette abgebildet, vom Lieferanten bis zum Endkunden. Diese ganzheitliche Betrachtung bildet die Grundlage für die Implementierung von Verbesserungen.

Die effektive Integration von Informationssystemen ist eine wichtige Säule in diesem Prozess. Der Einsatz von Technologien wie ERP-Systemen ermöglicht eine effizientere Koordination zwischen den verschiedenen Phasen der Kette. Dies führt zu einer erhöhten Transparenz und Kommunikation, die für fundierte Entscheidungen unerlässlich sind.

Das Lagerbestandsmanagement ist ein weiteres wesentliches Element des Supply Chain Managements und der Optimierung. Eine gute Planungsmethode ermöglicht die Reduzierung des Lagerbestands, was Lagerkosten minimiert, aber auch die effiziente Nutzung von Ressourcen optimiert. Die Anlieferung von Materialien genau zum benötigten Zeitpunkt steigert die betriebliche Effizienz und macht Probleme sichtbar.

Verbesserung der Anlageneffizienz

Die Verbesserung der Effizienz von Anlagen ist ein Schlüsselelement in der diskreten Fertigung und wirkt sich direkt auf die Fähigkeit aus, effektiv auf die Nachfrage zu reagieren, die Betriebskosten zu senken und Qualität zu gewährleisten.

Ein entscheidender Ausgangspunkt ist die Implementierung effektiver autonomer und geplanter Instandhaltungsstrategien. Dies wird die Verfügbarkeit der Anlagen und die Zuverlässigkeit erhöhen.

Die Optimierung der Rüstzeit ist ein weiterer wichtiger Aspekt. Durch die Minimierung der für Umrüstungen erforderlichen Zeit sowie die Reduzierung oder Eliminierung der Einrichtung und Vorbereitung der Anlagen wird der Übergang zwischen verschiedenen Produkten oder Chargen beschleunigt, die betriebliche Flexibilität erhöht und unproduktive Zeiten reduziert.

Die Investition in fortschrittliche Technologien wie Automatisierung, intelligente Sensoren und IoT bietet einen signifikanten Sprung in der Anlageneffizienz. Automatisierte Systeme erleichtern die kontinuierliche Produktion, während die Echtzeitdatenerfassung wertvolle Einblicke für eine genaue Leistungsanalyse und verbesserte Reaktionsgeschwindigkeit bietet.

Verbesserung des Flusses in der Montagelinie

Die Effizienz in der Montagelinie ist eine entscheidende Komponente für den Erfolg in der diskreten Fertigung, wo die präzise Synchronisation von Aktivitäten eine entscheidende Rolle spielt.

Die Gestaltung der Montagelinie und das Layout am Montageplatz sind entscheidende Ausgangspunkte. Sicherzustellen, dass die Arbeitsstationen so organisiert sind, dass Verschwendung minimiert und Flexibilität gewährleistet ist, ist entscheidend. Ein gut geplantes und ergonomisches Layout optimiert den Produktionsworkflow.

Standardarbeit ist ebenfalls ein Schlüsselelement zur Verbesserung des Arbeitsflusses in der Montagelinie. Das Festlegen von Standards für jeden Schritt des Prozesses und das Schulen der Bediener reduziert die Variabilität, minimiert Fehler und erleichtert die Vorhersagbarkeit der Zykluszeit, was zu einem konsistenteren Fluss führt.

Auch die Implementierung eines effizienten Versorgungssystems für die Montagelinie spielt eine entscheidende Rolle. Dafür werden oft Logistikzüge (Mizusumashi) verwendet, die standardisierte und mit den Versorgungsbedürfnissen der Linie an jedem Punkt synchronisierte Arbeiten ausführen. Dieses System stellt sicher, dass die Montagelinie kontinuierlich an den Verwendungsstellen versorgt wird, Unterbrechungen minimiert und den kontinuierlichen Fluss aufrechterhält.

Pull-Produktion

Der Übergang von der Push- zur Pull-Produktion ist eine grundlegende Strategie für Unternehmen der diskreten Fertigung.

In der Push-Produktion wird die Herstellung von Produkten durch Nachfrageprognosen gesteuert, was zu hohen Lagerbeständen und einer größeren Neigung zu Verschwendung führt. Das Pull-System hingegen basiert auf einer Produktion entsprechend der tatsächlichen Nachfrage, wodurch Lagerbestände minimiert und Effizienz sowie Servicelevel verbessert werden.

Das Pull-System verwendet in der Regel das Kanban-System. Kanban, was auf Japanisch „Karte oder Signal“ bedeutet, ist ein visuelles Werkzeug, das hilft, den Produktionsfluss zu steuern, indem es die Notwendigkeit der Produktion oder Nachbestellung von Artikeln gemäß der Nachfrage signalisiert.

Ein weiteres wesentliches Element der Pull-Produktion ist die Nutzung von Supermärkten. Ein Supermarkt ist ein leicht zugänglicher Lagerbereich für die Kommissionierung (auf Bodenebene), mit visuellem Management und verbrauchsgesteuerter Auffüllung.

Qualitätskontrolle

Das Qualitätsmanagement spielt eine zentrale Rolle in der diskreten Fertigung und ist ein entscheidender Faktor für die Kundenzufriedenheit, die Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt und die Betriebseffizienz.

Die Selbstqualität repräsentiert die intrinsische Fähigkeit jedes Produktionsschrittes, seine eigene Qualität zu gewährleisten, was die Notwendigkeit von Endkontrollen und die späte Erkennung von Problemen vermeidet. Ziel ist es, dass in jedem Schritt des Prozesses keine Fehler empfangen, produziert oder weitergegeben werden, um die Qualität an jeder Station zu gewährleisten. Dies wird durch Mittel der Selbstqualität erreicht, wie Arbeitsstandards, Qualitätsnormen oder Poka-Yoke-Systeme (Fehlervermeidung), die die Produktion von Defekten verhindern oder bei ihrer Erkennung helfen.

Die Echtzeit-Prozesskontrolle ist auch ein weiteres wirksames Mittel zur Qualitätssicherung, da sie die sofortige Identifizierung von Abweichungen in den Prozessen ermöglicht. Dies reduziert nicht nur die Reaktionszeit auf Qualitätsprobleme, sondern ermächtigt das Team auch, Korrekturmaßnahmen zu ergreifen, bevor es zu Auswirkungen auf das Endprodukt kommt.

Es gibt verschiedene Werkzeuge und Methoden, die im Rahmen der Qualitätsverbesserung eingesetzt werden können. Ihre Auswahl sollte gemäß den Anforderungen jeder Produktionslinie erfolgen.

Die Macht der Daten

Die diskrete Fertigungslandschaft entwickelt sich rasant weiter, angetrieben durch die Digitalisierung und die wachsende Verfügbarkeit von Daten. Die Fähigkeit, Informationen entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu sammeln, schafft beispiellose Möglichkeiten für Optimierung, Effizienz und Innovation. Die Integration von Systemen der Künstlichen Intelligenz und fortgeschrittener Analytik ist ein Schwerpunkt dieser Revolution. Diese Systeme verfügen über die einzigartige Fähigkeit, große Mengen strukturierter und unstrukturierter Daten zu analysieren und Muster, Trends und Zusammenhänge zu extrahieren, die mit konventionellen Methoden unzugänglich wären. Das Hauptziel ist es, tiefe Einblicke zu gewinnen, die fundierte Entscheidungsfindungen antreiben. Mit der Fähigkeit, große Datenvolumen in Echtzeit zu verarbeiten, bieten KI-Systeme und fortgeschrittene Datenanalysen ein umfassendes Verständnis der Produktionsprozesse, indem sie Bereiche für Verbesserungen und Optimierungschancen identifizieren.

Technologie als Verstärker der kontinuierlichen Verbesserung in der diskreten Fertigung

Die Schnittstelle zwischen Technologie und kontinuierlicher Verbesserung in der diskreten Fertigung stellt einen entscheidenden Punkt der Analyse und Innovation im modernen industriellen Kontext. Die strategische Nutzung von Technologie als effektiver Verstärker der kontinuierlichen Verbesserung definiert nicht nur die betriebliche Effizienz neu, sondern auch die Anpassungsfähigkeit von Organisationen angesichts ständig sich wandelnder Herausforderungen.

Technologische Fortschritte nutzen

Heutzutage ist die Integration technologischer Fortschritte unerlässlich, um Effizienz, Flexibilität und Qualität in der diskreten Fertigung zu steigern. Durch die Nutzung von Innovationen können Unternehmen nicht nur wettbewerbsfähig bleiben, sondern auch den Weg zu einer intelligenteren und agileren Produktion ebnen. Im Folgenden untersuchen wir einige der technologischen Fortschritte, die die diskrete Fertigung transformieren.

• Dynamische Planungstools, die sich in Echtzeit an Änderungen in den Produktionsanforderungen und der Verfügbarkeit von Ressourcen (Arbeitern, Robotern, Werkzeugen usw.) anpassen;
• Mobile kollaborative Roboter in der Produktionslinie mit fortschrittlichen Bildverarbeitungs- und Greifsystemen, die spezialisierte Aufgaben ausführen;
• Kontinuierliche Mensch-Maschine-Interaktion im Produktionsfluss mit durch Künstliche Intelligenz unterstütztem Lastenausgleich;
• Digital unterstützte Selbstqualitätsmittel zur Vorbeugung und frühzeitigen Erkennung von Defekten;
• Mit intelligenten Sensornetzwerken und fortschrittlichen Selbst-Diagnosefähigkeiten ausgestattete Anlagen, die Wartungsbedarf oder Änderungen in den Eingabeparametern autonom identifizieren und melden, was zu einer vorausschauenden Instandhaltungsstrategie beiträgt.
• Innovative Closed-Loop-Systeme, die Echtzeit-Adaptivität demonstrieren, angetrieben durch kontinuierliche Datenanalyse und Optimierungsziele. Diese Mechanismen gewährleisten, dass sich Maschinen automatisch anpassen, um optimale Leistung und Effizienz zu erhalten.
• Integration zwischen dem Computerized Maintenance Management System (CMMS), dem Manufacturing Operations Management System (MES) und Digital Twins, um Arbeitsbedingungen und den Kontext von Anlangen zu erfassen und so fortschrittliche Machine-Learning-Algorithmen mit Daten zu speisen, die die Wahrscheinlichkeit von Ausfällen besser vorhersagen und präventive Maßnahmen vorschreiben.
• Einbeziehung von AIDC-Technologien (Automatic Identification and Data Capture),wie RFID und QR-Codes, für die präzise Verfolgung von Werkzeugen und den Zugriff auf digitale Formate von Maschineninformationen, einschließlich historischer Daten und Handbüchern, was die betriebliche Effizienz vereinfacht.

Dies sind nur einige Beispiele für Innovationen und Technologien, die die diskrete Fertigung revolutionieren und operative Exzellenz fördern. Indem Unternehmen diese technologischen Fortschritte annehmen, können sie nicht nur ihre Prozesse optimieren, sondern sich auch an der Spitze der Innovation positionieren, bereit, die Herausforderungen der Zukunft mit Resilienz und Exzellenz zu bewältigen.

Kaizen in der diskreten Fertigung

Das Kaizen Institute kann eine entscheidende Rolle dabei spielen, Unternehmen bei der Definition und Implementierung der Strategie für kontinuierliche Verbesserung zu unterstützen. Das Kaizen Institute stellt sicher, dass die grundlegenden Praktiken des Lean Manufacturing synergistisch mit neuen Technologien ausgerichtet sind, um die diskrete Fertigung zu optimieren.

Das Kaizen Institute verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz und erkennt an, dass wahre operative Exzellenz über die Anwendung isolierter Werkzeuge hinausgeht. Kaizen arbeitet an der Entwicklung einer Unternehmenskultur, die auf kontinuierliche Verbesserung ausgerichtet ist, und befähigt Mitarbeiter, Kaizen als eine Denkweise anzunehmen. Dies schafft eine solide Grundlage für nachhaltige Verbesserungen im Laufe der Zeit.

Eine Partnerschaft mit dem Kaizen Institute führt zu messbaren Verbesserungen in Effizienz, Qualität, Kostenreduktion und Kundenzufriedenheit. Verschiedene Erfolgsgeschichten zeigen, wie die Implementierung von Kaizen in der diskreten Fertigung nicht nur unmittelbare operationale Herausforderungen löst, sondern auch Organisationen darauf vorbereitet, in einem sich ständig verändernden Geschäftsumfeld zu gedeihen.

Das Kaizen Institute ist der ideale Partner für Organisationen, die eine digitale Transformation anstreben, die sie zur operativen Exzellenz führt.

Haben Sie noch Fragen zur diskreten Fertigung?

Was definiert ein Produkt als „diskret“ in der Fertigung?

In der diskreten Fertigung sind Produkte eindeutig und getrennt, leicht als individuelle Einheiten zu identifizieren, sowohl während des Produktionsprozesses als auch als fertige Produkte.

Welche Produkte werden typischerweise durch diskrete Fertigung hergestellt?

Einige Beispiele für durch diskrete Fertigung hergestellte Artikel: Elektronikprodukte (Mobiltelefone, Computer, Spielkonsolen, Kameras…), Haushaltsgeräte, Automobile, Spielzeug, Schuhe, medizinische Geräte und vieles mehr.

Was sind die Elemente der diskreten Fertigung?

Die diskrete Fertigung konzentriert sich auf die Umwandlung von Rohstoffen in Fertigprodukten und, obwohl die Prozesse zwischen verschiedenen Industrien variieren können, teilen die meisten einige wesentliche Elemente:

• Supply Chain: Die Lieferkette ist das Netzwerk aus Organisationen, Aktivitäten, Ressourcen, Informationen und Technologien, die an der Herstellung und dem Vertrieb eines Produkts oder einer Dienstleistung beteiligt sind. Die effektive Verwaltung dieser Kette ist entscheidend in der diskreten Fertigung.
• Externe Logistik: Die externe Logistik bezieht sich auf logistische Aktivitäten, die außerhalb der Unternehmensanlagen stattfinden, einschließlich des Transports und der Lagerung von Rohstoffen und Komponenten und der Verteilung fertiger Produkte an Kunden.
• Interne Logistik: Die interne Logistik umfasst logistische Aktivitäten innerhalb der Unternehmensanlagen, vom Lager für Rohstoffe und Komponenten bis zum Lager für fertige Produkte, und beinhaltet Lagerverwaltung, Materialtransport zwischen verschiedenen Bereichen, effiziente Lagerung und vieles mehr.
• Stückliste und Prozessdiagramm: Die Stückliste listet die Bestandteile eines Produkts auf. Das Prozessdiagramm ist die grafische Darstellung, die die Abfolge von Schritten in einem Prozess beschreibt, die Phasen von der Eingabe von Rohstoffen bis zum Ausgang des fertigen Produkts illustrierend.
• Montagelinie: In der diskreten Fertigung ist die Montagelinie entscheidend, da sie die Montage und Produktion an verschiedenen Stationen entlang einer Montagelinie, auch bekannt als Produktionslinie, umfasst.
• Planungsmodell: Das Produktionsplanungsmodell ist ein Regelwerk, das verwendet wird, um Produktionsaktivitäten in einer Fabrik zu organisieren und zu koordinieren. Es zielt darauf ab, die Marktnachfrage zu erfüllen und die Ressourcennutzung zu optimieren, um Kosten zu minimieren und so die betriebliche Effizienz zu gewährleisten.