Was ist "Bottleneck"?

Ein Bottleneck (deutsch Engpass) ist diejenige Ressource in einem Produktions- oder Geschäftsprozess, deren Kapazität den Gesamtdurchsatz des Systems begrenzt. Wie der Flaschenhals einer Flasche den maximalen Durchfluss bestimmt, legt der Engpass fest, wie viele Einheiten ein Wertstrom pro Zeiteinheit produzieren kann. Jede Minute, die am Engpass verloren geht, ist eine Minute, die dem gesamten System verloren geht, denn kein nachgelagerter Prozess kann schneller arbeiten, als der Engpass Material oder Informationen liefert. Umgekehrt verpufft jede Effizienzsteigerung an einem Nicht-Engpass, weil dort per Definition bereits Überkapazität besteht.

Engpasstheorie (Theory of Constraints)

Die systematische Beschäftigung mit Engpässen geht maßgeblich auf Eliyahu M. Goldratt zurück, der in den 1980er-Jahren die Theory of Constraints (TOC) formulierte. Goldratts zentrale These lautet: In jedem System gibt es zu jedem Zeitpunkt genau einen Engpass, der den Durchsatz limitiert. Wird dieser Engpass beseitigt, wandert die Restriktion zu einer anderen Stelle im System. Daraus leitet Goldratt einen fünfstufigen Verbesserungsprozess ab, der als Focusing Steps bekannt ist.

Die fünf Focusing Steps lauten: Erstens den Engpass identifizieren, zweitens den Engpass maximal ausnutzen (Exploit), drittens alle übrigen Prozesse dem Engpass unterordnen (Subordinate), viertens den Engpass erweitern (Elevate) und fünftens den Zyklus von vorn beginnen, sobald sich der Engpass verlagert hat. Dieser iterative Ansatz verhindert, dass Verbesserungsmaßnahmen an der falschen Stelle ansetzen und Ressourcen verschwendet werden.

Identifikation von Engpässen

In der Praxis gibt es mehrere Methoden, um den Engpass eines Systems zu identifizieren. Die Wertstromanalyse macht den Materialfluss und die Zykluszeiten aller Prozessschritte sichtbar. Der Prozess mit der längsten Zykluszeit im Verhältnis zum Kundentakt ist häufig der Engpass. Weitere Indikatoren sind hohe Bestände vor einem Prozessschritt (Warteschlangen), dauerhaft hohe Auslastung einer Ressource und wiederkehrende Lieferverzögerungen, die auf einen bestimmten Bereich zurückzuführen sind.

Wichtig ist die Unterscheidung zwischen strukturellen und temporären Engpässen. Ein struktureller Engpass ergibt sich aus der dauerhaft geringsten Kapazität im System, etwa eine Maschine, die konstruktionsbedingt langsamer arbeitet als alle anderen. Ein temporärer Engpass entsteht durch Störungen, Ausschuss, Absentismus oder saisonale Nachfrageschwankungen. Während strukturelle Engpässe strategische Investitionen erfordern, lassen sich temporäre Engpässe oft durch TPM-Maßnahmen, SMED oder verbesserte Personalplanung beheben.

Engpass und Lean Management

Im Lean Management spielt der Engpassgedanke eine zentrale Rolle bei der Gestaltung von Wertströmen. Der Engpass bestimmt den Takt, in dem das gesamte System arbeiten kann. Wird am Engpass mehr produziert als der Kundentakt verlangt, entsteht Überproduktion, die aus Lean-Sicht gravierendste Form der Verschwendung. Wird am Engpass weniger produziert als der Kunde benötigt, entstehen Lieferrückstände und Unzufriedenheit.

Deshalb konzentrieren sich Lean-Praktiker auf die maximale Verfügbarkeit und Effektivität des Engpasses. TPM-Aktivitäten wie autonome und geplante Instandhaltung zielen darauf ab, ungeplante Stillstände am Engpass zu eliminieren. SMED-Workshops reduzieren die Rüstzeiten, damit die productive Laufzeit am Engpass maximiert wird. Qualitätssichernde Maßnahmen wie Poka Yoke verhindern, dass am Engpass Ausschuss produziert wird, der den ohnehin knappen Durchsatz weiter reduziert.

Engpass versus Taktgeber

Häufig werden Engpass und Taktgeber (Pacemaker) verwechselt. Der Engpass ist der Prozess mit der geringsten Kapazität, während der Taktgeber der bewusst gewählte Steuerungspunkt ist, von dem aus die Pull-Produktion koordiniert wird. Im Idealfall fallen beide zusammen: Der Engpass wird zum Taktgeber, und alle anderen Prozesse richten sich nach seinem Rhythmus. In der Praxis können sie jedoch auseinanderfallen, etwa wenn ein vorgelagerter Prozess aufgrund hoher Rüstzeiten die größere Losgröße erfordert und damit zum Schrittmacher wird, obwohl ein nachgelagerter Prozess die engere Kapazitätsgrenze hat.

Praxistipp: Bevor Sie Verbesserungsmaßnahmen starten, identifizieren Sie den Engpass Ihres Systems. Investitionen in die Optimierung von Nicht-Engpässen erhöhen lediglich die Überkapazität, ohne den Gesamtdurchsatz zu steigern. Nutzen Sie die fünf Focusing Steps der Theory of Constraints als Leitfaden: Erst den Engpass voll ausnutzen, dann alle anderen Prozesse darauf abstimmen und erst zuletzt in eine Kapazitätserweiterung investieren.

Engpässe in administrativen Prozessen

Der Engpassgedanke beschränkt sich nicht auf die Produktion. Auch in administrativen Wertströmen, etwa in der Auftragsabwicklung, im Engineering oder in der Produktentwicklung, gibt es Ressourcen, deren Kapazität den Gesamtdurchsatz begrenzt. Typische Engpässe in Büroprozessen sind Genehmigungsschleifen, spezialisiertes Fachwissen einzelner Mitarbeiter oder überlastete IT-Systeme. Die Prinzipien der Theory of Constraints lassen sich auch hier anwenden: Den Engpass identifizieren, seine Auslastung optimieren und alle anderen Aktivitäten darauf ausrichten.

In Unternehmen, die sowohl Produktion als auch Administration optimieren, zeigt sich häufig, dass der eigentliche Engpass nicht in der Fertigung liegt, sondern in vorgelagerten Planungs- oder Entscheidungsprozessen. Eine ganzheitliche Engpassbetrachtung über den gesamten Wertstrom, von der Kundenanfrage bis zur Auslieferung, ist daher unerlässlich für eine nachhaltige Durchsatzsteigerung.

Weiterführende Literatur

May, C.; Schimek, P. (2015): Total Productive Management. 3. korr. Aufl., CETPM Publishing, Herrieden.

Verwandte Konzepte

• Wertstromanalyse, Methode zur Identifikation von Engpässen und Verschwendung im Materialfluss.
• TPM, Ganzheitliches Instandhaltungskonzept zur Maximierung der Verfügbarkeit am Engpass.
• SMED, Rüstzeitreduzierung, die productive Laufzeit am Engpass erhöht.
• Pull-Produktion, Bedarfsgesteuerte Fertigung, die den Engpass als Taktgeber nutzt.
• Verschwendung, Nicht-wertschöpfende Aktivitäten, deren Eliminierung den Engpass entlastet.
• Poka Yoke, Fehlervermeidung, die Ausschuss am Engpass verhindert.