Lean Production Klausurvorbereitung PDF

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Lean Production Klausurvorbereitung...

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Modul 1: Einführung in die lean production -

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Was sind Produktionssysteme (Abgrenzung Produktionssysteme), Aufgabe eines Produktionssystem, Methodische Regelwerke Das Produktionssystem - Lean Produktionssystem Zeichnung/Skizze Lean-Prinzipien im Gestaltungsfeld Produktion/Produktionsbereich/Arbeitsstation, Mensch Entwicklung Toyota, Geschichte der lean Production, Toyota production system (TPS). Taiichi Ihno, Fujio Cho: Beyond Large-Scale Production Typische Szenen in der Fabrik →Verschwendung, nicht wertschöpfende/ Nicht wertsteigende Tätigkeiten Was ist Verschwendung – wertsteigende und nicht wertsteigende Tätigkeiten, kostensteigende Tätigkeiten Beispiel: Tätigkeiten beim Bohren Die 10 Arten der Verschwendung: Überproduktion, Wartezeiten, Transport, Arbeitsprozess, Bestände, Bewegung, Produktionsfehler, Qualifikation, Information, Sicherheit. Toyota Produktionssystem: übergeordnete Zielsetzung, Just-in-Time mit Methoden, Autonomation mit Methoden, Mensch & Teamwork, kontinuerliche Verbesserung, Vermeidung von Verschwendung, nivellierte Produktion, stabile und standardisierte Prozesse, Visualisierung, Toyota Philosophie. Toyota Produktionssystem: Mythos vs. Realität Hella Produktionssystem Bosch Produktionssystem Knorr-Bremse Produktionssystem Volkswagen Produktionssystem Siemens Produktionssystem

Vorlesungsfragen: ● Definieren Sie den Begriff Lean Production. Lean Production (auch Lean Manufacturing genannt) ist ein Teilbereich des Lean Managements, in den 50er Jahren bei Toyota in Japan entstanden und heißt übersetzt schlanke Produktion. Lean Production bedeutet, dass Verschwendung vermieden und Produktionsfaktoren aus allen Unternehmensbereichen sparsam und effizient eingesetzt werden sollen. Produktionsfaktoren können Betriebsmittel, Personal, Werkstoffe als auch die Planung und Organisation von Unternehmensaktitäten sein. Des Weiteren soll eine durchgängige und unkomplizierte Organisation und Verwaltung mit flachen Hierarchien

geschaffen werden, weil dadurch Kosten gesenkt und die Produktität gesteigert wird. Lean Production fokussiert sich dabei auf die drei Kernbereiche: 1. 2. 3. ●

Steigerung der Produktität, Produktqualität und Flexibilität des Unternehmens und seiner Prozesse. Was ist die Idee der Lean Production? Die Idee der Lean Production ist es, alle Unternehmensbereich für das Ziel zu involeren, Verschwendungen in der Produktion möglichst zu reduzieren. ● Wie ist Lean Production entstanden? Der Ursprung von Lean production liegt in Japan. Dort wurde bei Toyota aufgrund des Wettbewerbsdrucks von westlichen Automobilherstellern nach dem zweiten Weltkrieg das „Toyota Produktionssystem (TPS)“ entwickelt. Während in den westlichen Unternehmen überwiegend auf das Zerlegen der Prozesse in kleine Schritte und auf Massenproduktion gesetzt wurde um niedrige Stückkosten zu erzielen, lag der Fokus von Toyota stärker auf der Optimierung der Produktionsprozesse. ● Skizzieren Sie das Toyota Produktionssystem mit allen relevanten Inhalten.

● Nennen Sie die Arten der Verschwendung. Wie lassen sich diese vermeiden? 1. Produktionsfehler: Das lässt sich durch die Steigerung der Prozessqualität vermeiden. 2. Überproduktion: Das lässt sich über das Prinzip vermeiden, wo man nur das produziert, was gebraucht wird. 3. Bewegung: Das lässt sich durch eine Produktion im Fluss zum Beispiel vermeiden. Generall ist es notwendig, die Laufwege möglichst zu verkürzen. ● a. Wie lassen sich Tätigkeiten hinsichtlich ihres Wertschöpfungspotentials unterteilen und welche der Tätigkeiten kommen wie häufig im Unternehmen vor? Wertsteigende Tätigkeiten (Reale Arbeit), Nicht wertsteigende Tätigkeiten (arbeiten im Zusammenhang mit der eigentlichen Aufgabe), Kostensteigende Tätigkeiten. ● b. Wie sollte mit den einzelnen Tätigkeiten umgegangen werden? Kostensteigende Tätigkeiten eliminieren, Wertsteigende Tätigkeiten optimieren, Nicht wertsteigende Tätgiektein reduzieren.

Modul 2: Produktion im Fluss -

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Gestaltungsfeld Produktion Fertigungstypen: Einzelfertigung, Serienfertigung, Sortenfertigung, Partiefertigung, Chargenfertigung, Massenfertigung. Struktur industrieller Fertigungsprinzipien: Werstattprinzip/Verrichtungsprinzip, Fließprinzip, Erzeugnisprinzip, Inselprinzip, Gruppenprinzip, Baustellenprinzip, Werkbankprinzip. (Hier open FP Vorlesung) Organisationsformen der Montage: Baustellenmontage, Gruppenmontage, Reihenmontage, Taktstraßenmontage, kombinierte Fließmontage (nach Bewegungsgröße und Bewegungsparameter unterteilt). Vorteile und Nachteile verschiedener Montagesysteme (Linienmontage, Montageinseln, Einzelplatzmontage). Flussprinzip: Räumliche Strukturierungsmöglichkeiten der Montage (Fließfertigung, Parallelfluss, Semi-paralleler Fluss, Organischer Fluss, Sonderform Nebenflussprinzip). Mögliche Formen verketteter Montagesysteme: starre Verkettung, elastische Verkettung, Lose Verkettung. Durchlaufzeitvorteile durch “One-Piece-Flow” (auch Def von One-Piece-Flow) Prinzipien der klassischen Produktionsweise vs Einzelstückfertigung (oder auch One-Piece-Flow genannt) Vorteile One-Piece-Flow Kundentakt Berechnungsformel

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Anpassung der Taktzeit an den Kundentakt, Leistungsabstimmung, Engpass, Schrittmacher, Definition Engpass. Abtaktung der Stationen, Taktzeit der Produktion = Taktzeit des Engpasses. Taktausgleich. Grundprinzip zur Linienbildung, Ansätze zur Einzelstückfließfertigungslinie Gestaltung U-förmiger Montagesystem, Vorteile des U-förmigen Montagesystem Schritte zur ständigen Optimierung von Einzelstückfließlinien: konkretes Beispiel mit offenen U und geschlossenen U Steigerung der Systemeffizienz durch flexible Verkettung von manuellen und automatisierten Prozessen: U-förmiges Produktionsystem, U-förmiges Produktionssystem mit Ausschleusung (durch Entkopplungsstrecke), Automatisierte Transferlinie. Chaku-Chaku Linie/Prinzip. Aufbau einer U-Linie: Konkretes Beispiel! Zykluszeit, Engpassbeseitigung Montagearbeitsplatz für stückweise Montage (One-Piece-Flow) Grundsätze der Flussorientierung: Prozessbeherrschung, Kapazitätsbestimmung, Flexibilität, Gleiche Arbeitsinhalte, gleichmäßiger Auragserzeugung, Synchronisierung, Vermeidung von Priorisierungen, Angemessene Puffergrößen → Unternehmensgestaltung. Voraussetzungen für Produktion im Fluss.

Vorlesungsfragen: ● Was ist der Unterschied zwischen Fertigungstypen und Fertigungsprinzipien? Nennen Sie Beispiele! Fertigungsprinzipien sind die verschiedenen Möglichkeiten der organisatorischen Gestaltung des Fertigungsablaufs durch räumliche Zusammenfassung und Verteilung von Betriebsmitteln und Arbeitsplätzen. Unterteilt man die Fertigungsrprinzipien danach, wie ele Produkte gleicher Art hergestellt werden, so spricht man von Fertigungstypen. Beispiele von Fertigungstypen sind Einzelfertigung und Massenfertigung. Beispiele von Fertigungsprinzipien sind das Fließprinzip und Werkbankprinzip. ● Was ist der One-Piece-Flow und was sind dessen Vorteile? Anders als bei einem konventionellen Fließband verbleiben die Mitarbeiter nicht an ihrem Platz, während ein Teil nach dem anderen zur Bearbeitung herangeführt wird, sondern sie begleiten das Werkstück auf dem gesamten Weg, der ohne Unterbrechung von einem Arbeitssystem zum nächsten führt, bis zu dessen Fertigstellung.

● Welche Voraussetzungen müssen für einen One-Piece-Flow vorliegen? Eine Voraussetzung für den One-Piece-Flow sind eng verkettete Prozesse. Diese können zum Beispiel in einer U-förmige Montagelinie. Eine weitere Voraussetzungen ist ein nicht-schwankender Kundenbedarf. ● Was bedeutet der Kundentakt und wie berechnet sich dieser? Der Kundentakt ist die vom Markt vorgegebene Schlagzahl, mit der die Produktion idealerweise arbeitet. Er gibt an, nach welcher durchschnittlichen Zeit der Kunde ein weiteres Stück des Produktes bzw. der Produktfamilie abnimmt. Dieser berechnet sich nach der Formel: Kundentakt = verfügbare Arbeitszeit in Betrachtungszeitraum in Sekunden/ Vom Kunden benötigte Produktionsmenge pro Schicht in Stück. ● Wie definiert sich ein Engpass in der Produktion? Was sind die Tücken, die mit einem solchen einher gehen und welche Möglichkeiten gibt es, einen Engpass zu beseitigen? Ein Produktion-Engpass ist eine Arbeitsphase, die mehr Arbeitsanfragen erhält, als sie mit ihrer maximalen Durchsatzkapazität verarbeiten kann. Dies führt zu einer Unterbrechung des Workflows und zu Verzögerungen im gesamten Produktionsprozess. Beseitigung eines Engpasses: Eine einfache Lösung wäre, die Arbeitsphase oder diesem Prozess mehr Ressourcen oder Personen zuweisen. Ausmaß des Engpasses reduzieren. Taktausgleich (Anpassung der Taktzeit an den Kundentakt), um den Engpass zu verhindern.

Modul 3: Just-in-Time -

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Gestaltungsfeld Produktion Grundsatz des ausgeglichenen Produktionsmixes (Schildkröte und Haze): Heijunka Konventionelle Produktionssteuerung, Probleme bei konventionneller Steuerung. Heijunka Prinzip: Ausgeglichener Produktionsmix. Chancen und Risiken durch Heijunka. Definition vom Heijunka Prinzip. Erklärung und Ziel des Heijunk Prinzips Phasen der Heijunka Methode: 1. Planung, 2. Steuerung und Kontrolle. Nivellieren, Glätten und Zyklusbildung der Produktion: Nivellieren als Mengenstrategie, Glätten als Rihenfolgestrategie, Erhöhung der Zyklenzahl, anzustrebende Form. Unterschied Nivellieren / Glätten Every-Part-Every-Intervall (EPEI): Indikator für die Flexibilität der Produktion. Formel zur Berechnung von EPEI-Index → Je kleiner der EPEI, desto mehr Zyklen pro Periode können durchlaufen werden. Maßnahmen zur Verbesserung des EPEI Heijunka Prozessbeschreibung: Heijunka Overflowboard, Heijunka-Box, nachschubgesteuertes PULL-System Definition, Ziele, und Voraussetzungen der Just-in-Time Philosophie

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Elemente (und deren Ziele) des Just-in-time Prinzips: One Piece Flow, Kundentakt, Pull-Prinzip, Null Fehler. Ziehlogik/Schiebelogik: Pull & Push Prinzipien. Möglichkeiten zur Gestaltung des Materialflusses Perlenkettenprinzip: Das Perlenkettenkonzept stellt eine Form der Fertigungsplanung dar, bei der die Auragsreihenfolge bereits vor Start der Produktion festgelegt („eingefroren“) und durch die Produktion beibehalten wird. Typischerweise kommt das Perlenkettenprinzip an den Montagelinien der Automobilindustrie zum Einsatz. Es eignet sich aber generell bei Linienfertigung oder bei Produkten mit wenigen Fertigungsstufen. Ein wesentlicher Vorteil des Perlenkettenkonzepts wird in der besseren Einhaltung von Produktionsterminen gesehen. Dieser Vorteil kommt jedoch nur bei sehr stabilen Produktionsprozessen ohne Störungen zum Tragen. Ein weiterer Vorteil besteht in der einfacheren Materialbedarfsplanung, wobei das Zuliefermaterial just in sequence angeliefert werden kann (aber nicht muß). Ein dritter wesentlicher Vorteil besteht darin, Bedarfsschwankungen auszugleichen. Synchrone Produktion vs. Nivellierte Produktion (Definitionen & Unterschied) Synchrone Fertigung: Vorteile & Nachteile Nivellierte Fertigung: Vorteile & Nachteile Möglichkeiten der physischen Materialbereitstellung: artikelweise, auragsweise, kanban, setweise, Handlager. Kanban zur Ereeichung eienr nivellierte Produktion: Definition kanban-Verfahren Kanban-Prinzip und zentrale Produktionssteuerung Möglichkeiten zur Kanban-Steuerung: Sicht-Kanban, Ein-Karten-Kanban, Zwei-Karten-Kanban Varianten des Kanbans: Sicht-Kanban, Behälter-Kanban, Kanban-Karten/Kanban-Tafel mit: Auslösekriterium, Anordnung Erzeuger und Verbraucher, Darstellung. Beispiel für eine Kanban-Karte in der Materialbereitstellung Berechnung des Materialkanbans, Folgen von Unterdimensionierung, Überdimensionierung Beispiel Miklrun Materialrutsche mit Rückstansport, Innenseite der Zelle, Füllseite, Materialzusteller, Mitarbeiter. Voraussetzungen zur Erfüllung eines Produktionskanbans, Grundsätzliche Regeln zur Einführung einer Kanban-Steuerung: 8 essentiellen Regeln für kanban

Vorlesungsfragen: ● Was bedeutet Just-in-Time? Just-in-Time bedeutet, dass in einem Fließverfahren die richtigen Teile, die zur Montage benötigt werden, zur rechten Zeit, und nur in der benötigten Menge am Fließband ankommen. Ein Unternehmen, das Teilefluss praktiziert, kann sich einem Null-Lagerbestand annähern. ● Welche Ziele werden mit Just-in-Time verfolgt? Minimierung von Beständen, Steigerung der Auslastung, Erhöhung der Termintreue, Bedarfsgerechte Produktion. ● Welche Elemente gehören zur JiT-Philosophie? One Piece Flow, Kundentakt, Pull-Prinzip, Null Fehler. ● Welche Methode gibt es, um Nachfrageschwankungen entgegenwirken zu können? Eine Methode stellt das Heijunka Prinzip dar. Darum geht es die vorhandene Produktionskapazität bestmöglich gleichmäßig auszunutzen. Als Ergebnis wird die Belastung der Ressourcen ausgeglichen und wird die Produktion flexibel genug, das zu produzieren was der Kunde will. ● Erläutern Sie die Funktionsweise des Kanban. Wie wird es berechnet? Was ist bei der Berechnung zu beachten, damit das System nicht leerläu? Das Kanban-Verfahren dient der Erzeugung von Produktionsaurägen. Dieses arbeitet nach dem Pull-Prinzip. Der Verbrauch eines Produkts stößt dessen Nachproduktion an. Die Kanban-Karte dient als Informationsträger. Sie schließt den Regelkreis zwischen Erzeuger und Verbraucher. Was berechnet wird ist die minimale Anzahl an Kanbans (nach Toyota). Zu beachten ist ein Sicherheitsfaktor von 5 bis zu 10%, sodass es keine Unterdimensionierung (Leerlauf) vorliegt. ● Unter welchen Voraussetzungen kann ein Produktionskanban eingesetzt werden? Wie lauten die essenziellen Regeln? Voraussetzungen: Die Produktionsmengen dürfen nicht zu stark schwanken, Die Variantenanzahl muss überschaubar sein, Die Rüstzeiten dürfen nicht zu lang sein, Die Transportzeiten müssen kurz und konstant sein. Die 8 Regeln sind: Jeder Behälter muss mit einer Kanbankarte versehen sein. Mit Entnahme des Behälters aus dem Puffer wird die Kanbankarte an den dafür bestimmten Ort abgelegt. Der nachgelagerte Prozess holt sich das Material vom vorgelagerten Prozess heran. Es wird in der Reihenfolge versorgt, in der der nachgelagerte Prozess heranzieht. Es wird nur die vom nachgelagerten Prozess herangezogene Menge geliefert. Sobald ein Materialmangel auritt, wird dies dem vorgelagerten Prozess bekanntgegeben. Die Kanbankarten werden von dem Bereich, in dem sie verwendet werden, hergestellt und verwaltet. Man muss mit ihnen so sorgfältig umgehen, als ob es sich um bares Geld handelt.

● Was sind die Unterschiede zwischen der synchronen und der nivellierten Produktion? In einer synchronen Fertigung ist die Produktionsfolge in der Hauptmontage sowie in allen Vormontagen synchronisiert. Dagegen ist das Ziel einer nivellierten Fertigung der konstante Verbrauch der Produkte der vorgelagerten Prozesse

Modul 4: Single Minute Exchange of Die -

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Gestaltungsfeld: Arbeitstation → Rüstoptimierung Loßgrößen in der Produktion, Anwendungsbereich, Rahmenbedingungen. Definition Losgröße, Wann sind Rüstzeiten wichtig. Lagerhaltungskosten, Auragsauflagekosten Definition Rüsten, Rüstelemente und Beispiele von Rüsten Durchlaufzeitanteile, Durchlaufelemente: Durchführungszeit, Übergangszeit, Durchlaufzeit, Rüstanfang, Arbeitsvorgang. Losgrößenermittlung: Grundmodell von Andler, optimale Losgröße Gründe für Rüstoptimierung/Rüstzeitreduzierung. Folgen von hoen Rüstzeiten Auswirkung verkürzter Rüstzeiten (auf Losgröße, Gesamtrüstzeit, Ausbringung, Durchlaufzeit Produkt): Erhöhung der Flexibilität, Erhöhung der Ausbringung Typische Ursachen für lange Rüstzeiten Forderung uns Ansätze der Rüstoptimierung, Ziel einer Rüstoptimierung. Ansätze: QCO (Quick change over), SMED (Single Minute Exchange of Die), OTED (One-Touch Exchange of Die), ZCO (Zero Change Over). Interne und externe Rüstzeiten, internes Rüsten, externes Rüsten Die Vier Stufen der SMED-Methode: Vorstufe, Stufe 1, Stufe 2, Stufe 3 Modellierung von Rüstprozessen: Ist-Modellierungm Soll-Modellierung und Hilfsmittel (Mindmap, 5W-Methode ..) Stufe 1: Trennung zwischen internen und externen Tätigkeiten (Beispiel, mit Gantt-Technik und Pareto-Prinzip) Stufe 2: Überführung von internen zu externen Tätigkeiten Stufe 3: Kürzen von internen zu externen Tätigkeiten Weitere Beispiele zur Rüstzeitverkürzung: Einsatz von Werkzeugtafeln, Einsatz von Schnellwechseleinrichtungen, Farbliche Kennzeichnung von Gut- und Schlechtbereich, einzuführende Teile, Schrauben mit gleicher Schraubendreher, Geometrie wählen, Reduzierung der Anzahl der benötigten Schrauben. Optimierten Prozess Dokumentieren und Qualifizieren. Dokumentieren von optimierten Rüstprozesse

Vorlesungsfragen: ● Was bedeutet Rüsten und welche Rolle spielt es bei der Auragszeit? Rüsten bezeichnet alle Aufwendungen, die erforderlich sind, um ein Arbeitssystem von einem aktuellen Bearbeitungsprozess auf einen anderen Bearbeitungsprozess umzustellen. Das Rüsten kommt in der Regel einmal je Fertigungsaurag vor. Rüstzeiten verlängern die Auragszeit, indem die Durchführungszeit verlängert wird und die Bearbeitungsende nach hinten geschoben wird. ● Nennen Sie Beispiele für Rüsten in der Montage. Vorbereitung und Eichung einer Maschine, Testung der Funktionsfähigkeit einer Anlage, Vermessung sowie Neueinstellung, Klärung von Formalitäten, Hoch- und Herunterfahren eines Rechners, Anziehen der Arbeitskleidungen. ● Was sind die Gründe für lange Rüstzeiten und warum sollte man lange Rüstzeiten vermeiden? Geringe Konzentration auf Rüsttätigkeiten, Schlechte Arbeitsplatzorganisation, Schlechte Personalplanung, Intuitive Durchführung der Rüstprozesse, Mangelhae Bereitstellung benötigter Materialien, Defekte Werkzeuge, Schlechte Ablauforganisation, Wartezeiten, Lange Wege, Schlechte Kommunikation. ● Leiten Sie die Auswirkung der Rüstzeit auf die jährlichen losabhängigen Gesamtkosten mathematisch her. Die wirtschalich optimale Losgröße nach Andler 𝑥0ist durch die Formel: 𝑥0= 2𝐸𝑝/𝑝𝑠 mit E: Auragslagekosten, m: Bedarf je Untersuchungszeitreum, S: Stückkosten, p: Kapitalbindungskostensatz je Untersuchungszeitraum. Je größer die Rüstzeiten sind, desto größer wird die optimale Loßgröße 𝑥0. ● Welche Methode der Lean Production gibt es, um lange Rüstzeiten zu reduzieren? Beschreiben Sie diese Vorgehensweise. SMED: Single Minute Exchange of Die Vorgehensweise: In der Anfangsstufe macht man keinen Unterschied zwischen interne und externe Rüstzeiten. In der Stufe 1 trennt man interne und externe Rüstkosten. Danach überführt man in Stufe 2 internen zu externen Rüstkosten, anschließend wird in Stufe 3 internen Rüstzeiten zu externen Rüstzeiten gekürzt.

Modul 5: Wetstrommanagement -

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Gestaltungsfeld Produktion Was ist Wertstrom (Auch Unterschied zwischen Fertigungsstrom und Entwicklungsstrom). Ziel des Wertstromdesigns. Vorteile des Wertstromdesigns, Nutzen des Wertstrondesigns: Einfach, schnell, ganzheitlich, zielorientiert. Generelles Vorgehen: 1. Produktfamilie auswählen: Auswahl einer repräsentativen Produktfamilie, 2. Ist-Wertstrom zeichnen: Verständnis der aktuellen Funktionsweise des Werkes, 3. Soll-Wertstrom zeichnen: Vermeidung von Verschwendungen, 4. Umsetzung durch Projekt: Schleifen. Schritt 1: Erstellen der Produkt-Prozess-Matrix - Was ist eine Produktfamilie Kontrollrechnung Formel! Differenz kleiner als 30% Zeichnungssymbole der Wertstromanalyse Leitlinie 1 für den Soll-Wertstrom: Ist-Wertstrom, Ist-Zustand Kundentakt Berechnungsformel Leitlinie 2 für den Soll-Werstrom: Kontinuerliche Fließfertigung/Fließfertigkeit wo möglich. Auakten, Umverteilen, Engpass. Leitlinie 3 für den Soll-Werstrom: Kontinuerliche Fließfertigung mittels FIFO-Bahn (Bei räumlich weit auseinander liegenden Prozessen), warum ist eine FIFO-Bahn manchmal notwendig Leitlinie 4 für den Soll-Werstrom: Supermarkt-Pull - Wenn keine Fließfertigung möglich ist, wenn es eine große Variantenelfalt gibt. Leitlinie 5 für den Soll-Werstrom: Schrittmacher-Prozess festlegen (Wenn sehr hohe Varianz des Produkte, sehr kurze Lieferzeiten). Definition Schrittmacher-Prozess Leitlinie 6 für den Soll-Werstrom: Produktions-Mix am Schrittmacher-Prozess 1 → Je besser der Produktionsmix am Schrittmacherprozess realisier...