In fast allen Fällen sind Pull-Systeme den Push-Systemen überlegen. Gute Fließfertigungs-Pull-Systeme werden mithilfe von Kanban- oder CONWIP-Kreisläufen umgesetzt. Und hierbei gibt es mehrere Möglichkeiten: Es kann ein großer Kreislauf mit FIFO-Strecken zwischen den Prozessen gebildet werden oder man kann diese in mehrere kleinere Kreisläufe aufteilen, indem zwischen bestimmten Prozessen Supermärkte hinzugefügt werden.
Die Industrie bemüht sich kontinuierlich, den Lagerbestand zu reduzieren, um die damit verbundenen Kosten zu senken. Mit der Liefererfüllung ist es ähnlich – auch diese steht auf der Tagesordnung der meisten Manager weit oben. Leider sind diese beiden Faktoren gewissermaßen umgekehrt proportional zueinander. Mehr Lagerbestand ermöglicht oftmals eine bessere Liefererfüllung, und umgekehrt.
Analyse
Der Einfachheit halber haben wir ein kleines System analysiert, das nur aus zwei Prozessen und einem Bauteiltyp besteht. Wir haben jedes Mal die Leistung eines großen Kreislaufs mit der Leistung von zwei kleinen Kreisläufen verglichen (s. Abb. 1).
Zufallsverteilungen und verschiedenen Standardabweichungen für die Prozesse und den Kunden experimentiert. Ziel war es, zu versuchen, so viele verschiedene Situationen wie möglich zu reproduzieren – wie sie in der Industrie zu erwarten sind.
In diesem Modell haben wir für beide Prozesse sowie für den Kunden die Zykluszeiten stark variiert. Selbstverständlich musste der Kunde immer ein bisschen langsamer sein als die Prozesse, sonst ginge die Liefererfüllung gegen Null. Diese Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Kunden und den Prozessen haben wir verändert. Ebenso wurde die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Prozessen variiert. Wir haben mit verschiedenen
Für jedes System gab es zwei Variablen, die flexibel eingesetzt wurden. Für das erste System konnten wir die Anzahl an Kanban-Karten und die maximale Kapazität der FIFO-Strecke festlegen. Für das zweite System konnten wir die Anzahl an Kanban-Karten für beide Kreisläufe bestimmen.
Kunde
P1 P2
Kunde
➤ CETPM-Seminar: Wertstrom Management
P1 P2
Mit diesen Variablen haben wir eine ausführliche Untersuchung durchgeführt. Es wurde so gut wie jede Kombination von Kanban-Anzahl und FIFO-Größe für das erste System analysiert sowie jegliche Kombination aus der Anzahl von Kanban für das zweite System. Kurz gesagt, haben wir so ziemlich jede Kombination getestet und das mehrere Male wiederholt, um die Ergebnisqualität zu verbessern. Abb. 2 zeigt beispielsweise die grafische Darstellung des WIP für alle Kombinationen von Anzahl der Kanban-Karten und FIFO-Größe für das erste System sowie jede Kombination aus der Anzahl Kanban-Karten für das zweite System.
Ergebnisse
Entsprechende grafische Darstellungen wurden auch für die Liefererfüllung erstellt. Diese wurden ebenfalls für viele
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Supermarkt und FIFO-Strecke Fachartikel
FIFO-Strecke als auch für zwei Kreisläufe, in dem die zwei Prozesse die gleiche Zykluszeit hatten und der Kunde 10 % langsamer war, erreichen können. Allerdings waren die Ergebnisse alle sehr ähnlich – ganz gleich, welches System wir simuliert haben. In allen Fällen war das Einkreis-System besser als das Zweikreis-System (s. Abb. 3).
Diese beiden Kurven liegen dicht beieinander. Wir haben außerdem komplizierte Berechnungen mit Konfidenzintervallen und statistischen Hypothesentests durchgeführt, um zu beweisen, dass diese Differenz nicht nur purer Zufall ist. Die Differenz ist statistisch signifikant für Liefererfüllungen über 50 % – das trifft für die meisten Produktionsstätten zu. Weitere ähnliche Resultate können in den unten aufgeführten Quellen gefunden werden. verschiedene Anordnungen in Bezug auf Zykluszeit und Kundenbedarf angefertigt.
Die Frage, die wir beantworten wollten, war: Wo brauchen Sie weniger WIP – bei einem Kreislauf mit FIFO oder bei zwei Kreisläufen? Aus der riesigen Datenmenge haben wir jeweils die beste Kombination aus Lagerbestand und Liefererfüllung herausgesucht. Mit anderen Worten: Wenn ich mein System perfekt einrichte, was ist der niedrigste WIP, mit dem ich eine bestimmte Liefererfüllung erreichen kann oder was ist die beste Liefererfüllung, die ich für einen vorgegebenen WIP erhalten kann?
Interpretation
Wenn man darüber nachdenkt, dann leuchten diese Ergebnisse ein. Bei geringer Nachfrage wird sich der Warenbestand am Ende des Kreislaufs anhäufen. Für ein Einkreis-System entsteht ein großer Bestand am Ende, wohingegen im Zweikreis-System zwei kleinere Bestände entstehen, wie in Abb. 4 gezeigt.
Der Graph zeigt den besten Kompromiss zwischen WIP und Liefererfüllung, der sowohl für einen einzelnen Kreislauf und
P1 P2 FIFO
Wenn dieser Zeitraum von geringem Kundenbedarf von einer Periode mit hoher Nachfrage gefolgt ist, kann das Einkreis-System, falls erforderlich, alle Teile sofort liefern. Das System mit den zwei Kreisläufen kann jedoch nur aus dem zweiten Bestand liefern, während der erste Bestand ja erst noch den zweiten Prozess durchlaufen muss. Daher ist es wahrscheinlicher, dass das Zweikreis-System eine Lieferung verpasst.
Relevanz
Aus diesem Grund benötigt das Einkreis-System statistisch signifikant weniger Bestand für die gleiche Liefererfüllung als das Zweikreis-System. Jedoch bedeutet statistisch signifikant nicht unbedingt praxisrelevant! In der Tat empfehlen wir Ihnen, weitere Faktoren zu berücksichtigen, bevor ein großer Kreislauf quer durch die ganze Anlage gebaut wird, um den WIP zu optimieren!
Erstens ist der Vorteil nicht sehr groß. Zum Beispiel, um eine Liefererfüllung von 95% zu erzielen (eine gängige Zahl in der Industrie), wird 20% mehr WIP mit einem Zweikreis-System als mit einem Einkreis-System mit zwischengeschalteter FIFO-Strecke benötigt. Es gibt weitaus bessere Wege, um den Warenbestand zu reduzieren (z.B. indem man die Losgröße reduziert).
Die Autoren
Drittens, wenn die Lean-Philosophie vertraut ist, ist der Gedanke bekannt, Unregelmäßigkeiten zu reduzieren (Mura). Das Einkreis-System kann jedoch zu einer großen Anhäufung von Material am Ende führen und wenig zwischendrin – ein sehr ungleichmäßiges Resultat. Das ist in der Regel bei der Schlanken Produktion nicht wünschenswert. Es gibt sogar eine A-B-Kontrollmethode in der schlanken Produktion, die andere Maschinen stoppt, um genau diese Ungleichmäßigkeit zu verhindern.
Zweitens stellt der Graph (Abb. 3) die optimale Konfiguration der Anzahl von Kanban und der FIFO-Kapazität dar. Allerdings wird diese Einstellung nur schwer erreicht, es sei denn, es werden alle Kombinationen aus der Anzahl von Kanban-Karten getestet. Tatsächlich sind die meisten Methoden zur Ermittlung der Anzahl von Kanban äußerst ungenau. Die Kanban-Formel ist eine extrem grobe Überschlagsrechnung, und mit ebenso gültigen, aber unterschiedlichen Annahmen werden Unterschiede von 30% oder mehr entstehen. Die andere Alternative zur Kanban-Formel ist eine Expertenschätzung, die nichts anderes als eine grobe Einschätzung von jemanden ist, der sich mit der Materie auskennt. Alles in allem sind die Chancen, den Idealzustand zu finden, eher schlecht.
Zu guter Letzt, aufgrund der geringen Verbesserung im WIP denken wir, andere Beweggründe sind wesentlich wichtiger als eine lediglich geringfügige Reduzierung des WIP. Die Standardlösung ist ohnehin immer eine FIFO-Strecke, nicht wegen weniger WIP, sondern weil diese für gewöhnlich wesentlich leichter zu verwalten ist als ein Supermarkt.
Quellen für diesen Beitrag:
Wiesse, Denis; Roser, Christoph: "Supermarkets vs. FIFO Lanes – A Comparison of Work-in-Process Inventories and Delivery Performance", in: Proceedings of the International Conference on the Advances in Production Management System. Presented at the International Conference on the Advances in Production Management System, Iguassu Falls, Brazil, 2016.