Was ist "Materialfluss"?

Materialfluss beschreibt die physische Bewegung von Rohstoffen, Halbfabrikaten und Fertigprodukten durch die gesamte Wertschöpfungskette, vom Wareneingang über die einzelnen Fertigungsstufen bis zum Versand an den Kunden. Ein gut gestalteter Materialfluss ist die Voraussetzung für kurze Durchlaufzeiten, niedrige Bestände und eine hohe Liefertreue. Im Lean Management gilt der Materialfluss als einer der zentralen Gestaltungshebel, denn jede Unterbrechung, jeder Umweg und jede unnötige Zwischenlagerung erzeugt Verschwendung.

Grundprinzipien des Materialflusses

Ein idealer Materialfluss folgt dem Prinzip des One-Piece-Flow: Jedes Werkstück bewegt sich ohne Wartezeit von einem Bearbeitungsschritt zum nächsten. In der Praxis ist der perfekte Einzelstückfluss nicht immer realisierbar, weshalb Supermärkte und FIFO-Strecken als Puffer zwischen Prozessschritten eingesetzt werden (vgl. Roser 2016, S. 22–24). Diese Puffer sind bewusst dimensioniert und visuell gesteuert, im Gegensatz zu unkontrollierten Lagerbeständen, die den Materialfluss verlangsamen und Probleme verdecken.

Die Gestaltung des Materialflusses orientiert sich an mehreren Leitlinien: kurze Transportwege, eindeutige Fließrichtung, minimale Rückflüsse und eine klare Trennung von Materialbereitstellung und Fertigung. In der Wertstromanalyse wird der Materialfluss gemeinsam mit dem Informationsfluss visualisiert, um Engpässe, Wartezeiten und überflüssige Transportschritte sichtbar zu machen.

Materialfluss und Verschwendung

Von den klassischen sieben Verschwendungsarten nach Ohno betreffen gleich mehrere den Materialfluss direkt: unnötiger Transport, überhöhte Bestände, Wartezeiten und Überproduktion. Ein schlecht gestalteter Materialfluss führt dazu, dass Materialien kreuz und quer durch die Fertigung bewegt werden, an Engstellen warten müssen oder in Zwischenlagern verschwinden. Jede dieser Verschwendungsformen erhöht die Durchlaufzeit und bindet Kapital (vgl. Roser 2015, S. 23–25).

Eine wirkungsvolle Methode zur Visualisierung des Materialflusses ist das Spaghetti-Diagramm: Die tatsächlichen Wege des Materials werden auf einem Layoutplan eingezeichnet (vgl. Klevers 2015, S. 77). Oft zeigt sich dabei, dass Werkstücke weite Strecken zurücklegen, die durch eine geschicktere Anordnung der Arbeitsplätze deutlich verkürzt werden könnten. Solche Layoutoptimierungen sind häufig kostengünstig umzusetzen und bringen sofortige Verbesserungen bei Durchlaufzeit und Produktivität.

Pull-Steuerung und Materialbereitstellung

Im Lean-Kontext wird der Materialfluss idealerweise über ein Pull-System gesteuert: Der nachgelagerte Prozess entnimmt Material aus dem Supermarkt, und erst dieser Verbrauch löst die Nachproduktion im vorgelagerten Prozess aus (vgl. Klevers 2015, S. 101–103). Kanban-Karten oder elektronische Signale übermitteln den Nachschubbedarf. Auf diese Weise wird nur das produziert, was tatsächlich benötigt wird, Überproduktion als größte Verschwendungsart wird so systematisch vermieden (vgl. Roser 2017, S. 22–23).

Die physische Materialbereitstellung an den Arbeitsplätzen erfolgt häufig über einen Milkrun, einen getakteten Routenzug, der die Fertigungsinseln in festen Intervallen mit Material versorgt. Durch die Entkopplung von Logistik und Produktion können sich die Mitarbeiter an der Linie vollständig auf die wertschöpfende Tätigkeit konzentrieren.

Praxisbezug: Die Analogie zwischen Materialfluss und Verkehrsfluss verdeutlicht grundlegende Prinzipien: Kreisverkehre funktionieren wie Pull-Systeme, Ampeln wie Push-Steuerungen und Staus entsprechen Überproduktion. Wer den Verkehrsfluss versteht, versteht auch die Logik des Materialflusses (vgl. Roser 2022, S. 22–24).

Materialfluss in der Chaku-Chaku-Fertigung

Eine besondere Form des optimierten Materialflusses zeigt sich in der Chaku-Chaku-Linie: Der Bediener bewegt sich von Maschine zu Maschine, legt das Teil ein und startet den automatischen Bearbeitungszyklus. Das fertige Werkstück wird automatisch ausgeworfen und vom Bediener zur nächsten Station mitgenommen. Auf diese Weise entsteht ein nahezu unterbrechungsfreier Fluss mit minimalen Beständen zwischen den Stationen (vgl. Roser 2017b, S. 20–22).

Quellenangaben

Klevers, T. (2015): Agile Prozesse mit Wertstrom-Management. 2. überarb. Aufl., CETPM Publishing, Herrieden, S. 27–29, 77, 101–103.

Roser, C. (2015): Muda, Mura, Muri, in: YOKOTEN 05/2015, S. 23–27.

Roser, C. (2016): Supermarkt und FIFO-Strecke, in: YOKOTEN 06/2016, S. 22–26.

Roser, C. (2017): Ohne Supermarkt kein Kanban in der Produktion, in: YOKOTEN 04/2017, S. 22–25.

Roser, C. (2017b): Die Chaku-Chaku-Linie, in: YOKOTEN 03/2017, S. 20–23.

Roser, C. (2022): Flow, Materialfluss und Verkehrsfluss: Eine Analogie, in: YOKOTEN 06/2022.

Weiterführende Literatur

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

Teeuwen, B.; Grombach, A. (2019): SMED, Die Erfolgsmethode für schnelles Rüsten und Umstellen. 3. unveränd. Aufl., Deutscher Management Verlag, Herrieden.

Dahm, M. (2021): Lean Management und Digitalisierung, in: YOKOTEN 03/2021, S. 24–26.

Verwandte Konzepte

• Wertstromdesign, Methode zur Analyse und Gestaltung von Material- und Informationsflüssen.
• One-Piece-Flow, Idealzustand des Einzelstückflusses ohne Wartezeiten.
• Kanban, Signalbasierte Steuerung des Materialnachschubs.
• Supermarkt, Definierter Pufferbeständ zur Entkopplung von Prozessschritten.
• Pull-Produktion, Bedarfsgesteuerte Fertigung statt Push-Steuerung.
• Milkrun, Getakteter Routenzug zur Materialversorgung.
• Chaku-Chaku, Fertigungslinie mit optimiertem Werkstückfluss.
• Verschwendung, Nicht-wertschöpfende Aktivitäten, die den Fluss stören.