Kontinuierliche Verbesserung in der Fertigung: Prozess-Exzellenz-Frameworks

Kontinuierliche Verbesserung in der Fertigung ist das fortlaufende, systematische Bemühen, Prozesse, Qualität und Effizienz im Laufe der Zeit durch kleine, schrittweise Änderungen zu verbessern.

„Planen Sie Ihre Arbeit, arbeiten Sie nach Ihrem Plan“ ist ein Kernmantra der kontinuierlichen Verbesserung, das Voraussicht und Planung sowie die Verpflichtung zur Ausführung Ihrer Geschäftsprozesse erfordert.

In diesem Artikel erfahren Sie:

• Was kontinuierliche Verbesserung in der Fertigung bedeutet
• Die Vorteile des kontinuierlichen Verbesserungsprozesses
• Die Kernrahmenwerke, die Prozessexzellenz antreiben
• Die Rolle der digitalen Transformation bei der kontinuierlichen Verbesserung

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Lesen Sie, wie die digitale Transformation dazu beiträgt, die Fertigung kontinuierlich zu verbessern

Was ist kontinuierliche Verbesserung?

Die kontinuierliche Verbesserung (Continuous Improvement, CI) in der Fertigung bzw. die kontinuierliche Prozessverbesserung umfasst das regelmäßige Erkennen von Ineffizienzen, die Beseitigung von Verschwendung und die Verfeinerung von Abläufen, um eine höhere Produktivität und Qualität zu erreichen.

Abstammend von Philosophien wie Kaizen und dem Toyota Production System (TPS), betrachtet CI Perfektion als einen fortlaufenden Weg und nicht als ein Endziel. Anstelle von einmaligen Korrekturen handelt es sich um eine Kultur, in der ständig nach Wegen gesucht wird, um Verschwendung zu reduzieren, die Kosten zu senken und die Produktzuverlässigkeit zu verbessern.

Im Kern konzentriert sich die kontinuierliche Verbesserung in der Fertigungsindustrie auf:

• Die Beseitigung von Verschwendung (Muda), Unregelmäßigkeiten (Mura) und Überlastung (Muri)
• Sie stützt sich auf datengestützte Methoden wie Lean, Six Sigma, TQM und die Theory of Constraints (Theorie der Engpässe)
• Nutzt Zyklen wie PDCA (Plan–Do–Check–Act) und DMAIC (Define–Measure–Analyze–Improve–Control), um zu testen, zu lernen und zu standardisieren.

Vorteile der kontinuierlichen Verbesserung

Kontinuierliche Verbesserung bedeutet, dass Sie umso mehr Vorteile feststellen, je länger Sie sie anwenden, wie zum Beispiel:

Gesteigerte Produktivität

Die ständige Optimierung des gesamten Produktionsprozesses wird zu einer Übung in der Maximierung der Effizienz für beste Ergebnisse. Die Beseitigung unnötiger Schritte oder die Entwicklung besserer Prozesse verkürzt die Durchlaufzeiten und steigert den Output.

Reduzierte Verschwendung und Kosten

Eine gesteigerte Produktivität führt auch zu geringeren Produktionskosten. Durch den Abbau unwesentlicher Aufgaben senken Sie Ihre Bestands- und fehlerbezogenen Kosten.

Höhere Produktqualität

Es ist keine Überraschung, dass eine Kultur der kontinuierlichen Verbesserung zu Produkten und Dienstleistungen von höherer Qualität führt. Mit weniger Fehlern und einem internen System, das darauf ausgelegt ist, Produktionsprobleme bei ihrem Auftreten zu überwachen, zu erkennen und zu beheben, wird Ihr Unternehmen agiler und flexibler, wodurch Sie sich Schritt für Schritt einen Wettbewerbsvorteil verschaffen können.

Höheres Mitarbeiterengagement

Jeder weiß gerne, dass seine Meinung zählt. Mitarbeiter, die für ihren Beitrag belohnt werden, sind eher bereit, bei auftretenden Problemen Eigenverantwortung zu übernehmen.

Wenn man den Beschäftigten in der Fertigung zuhört und sie in Aktivitäten zur kontinuierlichen Verbesserung einbindet, entsteht ein stärkeres Gefühl der Mitverantwortung und Fürsorge, was zu einer besseren Bindung, höherem Engagement und größerer Zufriedenheit führt. Dies schafft ein positives Arbeitsumfeld, das die fortlaufende Teilnahme fördert, und mit der Zeit können diese schrittweisen Verbesserungen die Produktionskosten senken und die Effizienz steigern.

Lean Manufacturing bei der kontinuierlichen Verbesserung

Lean Manufacturing, oder einfach „Lean“, bildet das Zentrum der kontinuierlichen Verbesserung. Lean systematisiert die kontinuierliche Verbesserung, indem es Ihnen die Prinzipien, Werkzeuge und Strukturen an die Hand gibt, um die CI-Denkweise in der Fertigung in reale, messbare Gewinne bei Effizienz, Qualität und Kosten umzuwandeln. Das Hauptziel von Lean, das seinen Ursprung im Toyota Production System (TPS) im Japan der Nachkriegszeit hat, besteht darin, Verschwendung bzw. die 3M zu eliminieren:

• Muda: Aktivitäten, die keinen Wert für das Endprodukt oder den Kunden schaffen
• Mura: Schwankungen in den Produktionsniveaus
• Muri: Überlastung von Arbeitskräften und Prozessen

Lean umfasst eine Vielzahl von Werkzeugen zur Reduzierung von Verschwendung und zur Verbesserung der Produktqualität und -effizienz, darunter Jidoka, Value Stream Mapping, Poka-Yoke und – was für CI am wichtigsten ist – Kaizen.

Kaizen-Methodik: Mitarbeitergesteuerte kontinuierliche Verbesserung

Kaizen ist ein japanisches Wort, das mit „Veränderung zum Besseren“ bzw. „Verbesserung“ übersetzt wird. Es ist eine Qualitätsphilosophie, die kontinuierliche Verfeinerungen durch kleine, schrittweise Änderungen fördert, die sich im Laufe der Zeit summieren.

Diese Praxis befähigt Mitarbeiter, Verbesserungsmöglichkeiten im Produktionsprozess zu identifizieren, egal wie gering sie erscheinen mögen. Durch die Umsetzung dieser kleinen Prozessanpassungen tragen die Mitarbeiter im Laufe der Zeit zu zusammengenommenen positiven Ergebnissen bei.

Wenn Lean und Kaizen von einem Unternehmen vollständig übernommen werden, werden sie zu den Elementen einer einheitlichen Philosophie, die steuert, wie das Unternehmen arbeitet und Probleme angeht. Dies fördert einen hohen Qualitätsstandard.

Werkzeuge und Techniken zur kontinuierlichen Verbesserung

Diese Methoden bieten strukturierte Wege zur kontinuierlichen Prozessverbesserung:

Die Six-Sigma-Methodik

Die 1986 vom Motorola-Ingenieur Bill Smith entwickelte und seither von führenden Unternehmen wie GE, Ford und Honeywell übernommene Six-Sigma-Methodik ist eine datenbasierte Methode, die sich auf die Minimierung von Fehlern und Abweichungen konzentriert. Sie baut auf dem DMAIC-Zyklus auf, der für Define, Measure, Analyze, Improve und Control (Definieren, Messen, Analysieren, Verbessern und Kontrollieren) steht und systematische Ansätze zur Qualität betont.

Diese Methodik konzentriert sich auf die Anwendung von Daten und statistischen Analysen auf die Prozesssteuerung.

Six Sigma bezieht sich auf die Anzahl der Standardabweichungen oder Sigma um den Mittelwert in einer Normalverteilung (Gaußsche Glockenkurve). Das Erreichen einer Six-Sigma-Qualität entspricht einer Fehlerquote von 3,4 ppm (Teilen pro Million) oder nahezu fehlerfreien Prozessen.

Total Quality Management

Das Total Quality Management (TQM) ist ein umfassender Rahmen für die kontinuierliche Verbesserung, der ursprünglich von W. Edwards Deming, einem der Gründerväter des Qualitätsmanagements, entwickelt wurde. Es konzentriert sich auf die statistische Prozessregelung, datengestützte Entscheidungsfindung und eine unternehmensweite Beteiligung an der Qualität.

TQM basiert auf dem Plan-Do-Check-Act-Prozessansatz (PDCA):

• Plan: Festlegung von Zielen, Definition und Dokumentation von Prozessen und Standards
• Do: Implementierung von Prozessen, Durchführung von Mitarbeiterschulungen, Ausführung von Projekten
• Check: Erfassung von Daten zur Messung von KPIs im Vergleich zu Zielen, um Trends zu erkennen und die Wirksamkeit zu bewerten, wie beispielsweise bei Layered Process Audits (LPA)
• Act: Ergreifung von Maßnahmen basierend auf den in der Check-Phase gesammelten Daten, einschließlich der Anpassung von Prozessen und der Umsetzung von Korrekturmaßnahmen

Theory of Constraints

Die Engpasstheorie ist eine Managementphilosophie, die die Effizienz durch die Beseitigung von Engpässen verbessert, die den Bemühungen zur kontinuierlichen Verbesserung im Weg stehen.

Als Reaktion auf die Grenzen traditioneller Managementtechniken verfolgt sie einen ganzheitlicheren Ansatz zur Verbesserung der systemweiten Wirksamkeit und konzentriert sich dabei auf die kritischsten Probleme.

Die Philosophie wurde 1984 erstmals von dem Physiker und Managementexperten Eliyahu M. Goldratt vorgestellt und seither von zahlreichen Fertigungsunternehmen breit übernommen.

So implementieren Sie kontinuierliche Verbesserung

Wenn Sie kontinuierliche Verbesserung als zyklischen Prozess anstelle eines einmaligen Projekts betrachten, hilft das dabei, die Denkweise der Mitarbeitenden zu verändern, und verhindert, dass Innovationen im Keim erstickt werden. Der Prozess der kontinuierlichen Verbesserung sollte folgende Schritte umfassen:

Verstehen Sie, was Sie erreichen möchten

Es ist an der Zeit, Ihre Ziele zu definieren und Verbesserungspotenziale zu identifizieren. Ob es sich um den DMAIC-Zyklus von Six Sigma handelt, der mit der Definition beginnt, oder um die Prozessmapping-Techniken des TQM – CI-Frameworks haben im Wesentlichen alle denselben Startpunkt: das Problem definieren.

Stellen Sie Ihr Team zusammen

Prozessverbesserungen erfordern teamübergreifende Zusammenarbeit. Alle, von den Arbeitskräften an vorderster Front bis hin zum Führungsteam, sollten einbezogen werden. Dieser Erfahrungsschatz ist bei der Entwicklung unternehmensweiter Prozessverbesserungen sehr hilfreich.

Implementieren und testen Sie Verbesserungen

Definieren Sie den zu optimierenden Prozess, stellen Sie Ihr Team zusammen und setzen Sie die Änderungen um. Sobald dies geschehen ist, überwachen und vergleichen Sie Ihre Ergebnisse anhand vordefinierter KPIs (sicherere Zykluszeiten, verbesserte OEE, reduzierte Ausfallzeiten usw.) und passen Sie die Änderungen bei Bedarf an.

Standardisieren Sie Verbesserungen

Betrachten Sie Ihre Verbesserungen als erfolgreich, wenn sie Ihre anfänglichen Ziele erfüllen. Machen Sie es offiziell, indem Sie die SOPs Ihres Unternehmens aktualisieren, um sie einzubeziehen. Ermutigen Sie die Mitarbeitenden durch Schulung, Überwachung und Audits dazu, die neuen Prozesse zu übernehmen.

Suchen Sie nach neuen Möglichkeiten

Der Zyklus hört niemals auf. Bitten Sie Ihre Arbeitskräfte in der Fertigung weiterhin, ihre Einblicke in die Maschinen, Prozesse und Arbeitsabläufe, die sie täglich nutzen, zu teilen, da ihre Erfahrungen am wertvollsten sind. Sicherzustellen, dass kontinuierliche Verbesserung eine fest etablierte Initiative ist, vermeidet Stillstand und hält den Zyklus am Leben.

Die Rolle der digitalen Transformation in einer Kultur der kontinuierlichen Verbesserung

Die digitale Transformation ist zum Motor geworden, der die kontinuierliche Verbesserung antreibt. Dank Innovationen wie KI, vernetzten Sensoren, integrierten Systemen und Echtzeitanalysen sind Unternehmen in der Lage, die Abfallreduzierung, Fehlervorhersagen und die gesamte Entscheidungsfindung in großem Maßstab zu automatisieren und zu optimieren.

Hier sind praxisnahe Beispiele dafür, wie die digitale Transformation fortlaufende Verbesserungen vorantreibt und zukunftsorientierte Unternehmen einen Wettbewerbsvorteil verschafft:

KI und maschinelles Lernen

Insbesondere Hersteller konzentrieren sich auf KI für eine Vielzahl von Anwendungsfällen, wie zum Beispiel:

• Lieferkettenoptimierung
• Vorausschauende Wartung
• Transport und Logistik
• Prozessverbesserung
• Qualitätskontrolle

Wayfair war beispielsweise ein Vorreiter bei der Einführung von KI und setzte die Technologie in der Logistik und im Versand ein. Die Fähigkeit des Unternehmens, kontinuierlich anzupassen, welche Produkte zu welchen Häfen geschickt wurden, half dabei, die inbound-Logistikkosten inmitten pandemiebedingter Nachfrageschwankungen zu senken.

Cloud Computing & LPA-Software

Gartner prognostiziert, dass Cloud Computing bis 2026 die zugrunde liegende Plattform für 75 % der Unternehmen sein wird. Die Möglichkeit, Daten in der Cloud zu speichern, anstatt kostspielige On-Premise-Software-Systeme für die Fertigung zu verwalten, bedeutet, dass Unternehmen verschiedene Anwendungen bereitstellen und gleichzeitig einen vergleichsweise geringen IT-Fußabdruck beibehalten können.

Die Anwendungen reichen von Unternehmensplattformen wie Manufacturing Operations Management (MOM) und Enterprise-Resource-Planning-Software (ERP) bis hin zu branchenspezifischen Lösungen wie Layered Process Audit (LPA) Software.

Als Beispiel nutzt ein globaler Reifenhersteller LPA-Nichtkonformitätsfeststellungen, um mithilfe benutzerdefinierter Tags in der Audit-Fragenbibliothek einen schnellen Überblick über alle zugehörigen Maschinen auszulösen. Diese schnelle Reaktion versetzt ihn in die Lage, systemische Probleme mit übergroßen Auswirkungen auf die Qualität rasch zu erkennen.

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IIoT und Edge Computing

Sensoren des Industrial Internet of Things (IIoT) in Anlagenkomponenten sind ein zentraler Katalysator der digitalen Transformation in Fertigungsanwendungen wie vorausschauender Wartung, Bestandsmanagement und Anlagenoptimierung.

Edge Computing, also die Datenverarbeitung nahe der Quelle (am Netzwerkrand), hat die Möglichkeiten von Herstellern erweitert, Produktionsdaten für kontinuierliche Verbesserungen zu nutzen.

Automobilhersteller nutzen IIoT-Sensoren an Maschinen, um Leistungsdaten direkt an der Quelle zu überwachen. Dies ermöglicht Echtzeiteinblicke, die dabei helfen, Probleme frühzeitig zu erkennen, Ausfallzeiten zu reduzieren und die Entscheidungsfindung in der Fertigung zu verbessern.

Technologie für vernetzte Fachkräfte an vorderster Front

LNS Research berichtet, dass Hersteller mit vernetzter Frontline-Worker-Technologie große Erfolge erzielen; vier von fünf Transformationsleitern generieren durch die Implementierung einen bedeutenden Unternehmenswert.

Die Technologie des vernetzten Arbeiters umfasst eine Reihe von Tools zur Verbesserung von Qualität und Effizienz, darunter:

• Digitale Checklisten für Arbeitsabläufe, Remote-Engineering-Support und Leitfäden zur Fehlerbehebung, die Bedienern direkten Zugriff auf wichtige Informationen vor Ort ermöglichen
• Softwareanwendungen zur Durchführung digitaler Audits und Inspektionen in der Fertigung
• Tools für die bidirektionale Kommunikation wie Instant Messaging, die Maschinenbediener mit zusätzlichem Support und Echtzeit-Antworten auf Fragen verbinden

Kontinuierliche Verbesserungen in der Fertigung durch Prozessoptimierung erzielen

Jeder der zu Beginn dieses Artikels besprochenen Frameworks bietet einen Leitfaden für diesen Weg und befähigt Sie dazu, kontinuierliche Prozessverbesserungen umzusetzen, Engpässe im Workflow zu beseitigen sowie die Qualität und Kundenzufriedenheit zu steigern.

Planen Sie Ihre Arbeit, arbeiten Sie nach Plan und seien Sie bereit, sich unterwegs anzupassen.