Was ist "Nagara Fixture"?

Nagara Fixture (japanisch: Nagara = „während“ oder „gleichzeitig“) bezeichnet eine Vorrichtung, die es ermöglicht, zwei oder mehr Bearbeitungsschritte simultan an einem Werkstück durchzuführen. Statt ein Bauteil nacheinander in verschiedene Vorrichtungen einzuspannen, vereint eine Nagara Fixture mehrere Bearbeitungsfunktionen in einem einzigen Aufspannvorgang. Dadurch werden Rüstzeiten, Handhabungsaufwand und Durchlaufzeiten erheblich reduziert, ein zentrales Ziel der schlanken Produktion im Toyota-Produktionssystem.

Funktionsprinzip

Das Funktionsprinzip einer Nagara Fixture basiert auf der Idee, mehrere Bearbeitungsvorgänge räumlich und zeitlich zusammenzuführen. Ein typisches Beispiel: Ein Bauteil wird in die Vorrichtung eingespannt und während eines einzigen Maschinenzyklus gleichzeitig gebohrt, gefräst und entgratet. In einer herkömmlichen Fertigung würde jeder dieser Schritte eine eigene Aufspannung erfordern, was zusätzliche Handhabungszeit, Positionierfehler und Wartezeiten verursacht.

Die Konstruktion einer Nagara Fixture erfordert sorgfältige Planung, da die verschiedenen Werkzeuge sich nicht gegenseitig behindern dürfen und die Späneabfuhr für alle gleichzeitigen Bearbeitungen gewährleistet sein muss. In der Praxis werden Nagara Fixtures häufig im Rahmen von KVP-Workshops von Produktionsmitarbeitern und Vorrichtungsbauern gemeinsam entwickelt, wobei Cardboard Engineering als schnelle Prototyping-Methode zum Einsatz kommt.

Vorteile gegenüber sequenzieller Bearbeitung

Der Einsatz einer Nagara Fixture bietet gegenüber der sequenziellen Bearbeitung mehrere entscheidende Vorteile. Die Durchlaufzeit sinkt, weil mehrere Arbeitsschritte parallel statt nacheinander ausgeführt werden. Die Qualität steigt, weil das Werkstück nur einmal positioniert und gespannt wird, Positionierfehler durch mehrfaches Umspannen entfallen. Der Handhabungsaufwand reduziert sich, weil das Bauteil nicht zwischen verschiedenen Stationen transportiert werden muss.

Darüber hinaus sinkt der Platzbedarf, da mehrere Einzelmaschinen oder -stationen durch eine kombinierte Vorrichtung ersetzt werden können. Dies unterstützt das Lean-Ziel kompakter Fertigungszellen mit kurzen Wegen und minimalem Flächenverbrauch. Auch die Bestände an Halbfertigteilen (Work in Progress) gehen zurück, da Teile nicht mehr zwischen den einzelnen Bearbeitungsschritten zwischengelagert werden müssen.

Nagara Fixture im TPM-Kontext

Im Rahmen von TPM spielen Nagara Fixtures eine wichtige Rolle bei der Steigerung der Anlageneffektivität. Durch die Zusammenfassung mehrerer Bearbeitungsschritte in einen Maschinenzyklus erhöht sich die Wertschöpfung pro Zeiteinheit, was sich direkt in einer verbesserten OEE niederschlägt. Gleichzeitig müssen die Vorrichtungen so gestaltet werden, dass sie zuverlässig und wartungsfreundlich bleiben, eine zu komplexe Vorrichtung kann die Verfügbarkeit verschlechtern und den Gesamtvorteil zunichtemachen.

Die Entwicklung von Nagara Fixtures ist daher stets eine Abwägung zwischen dem Grad der Integration und der Beherrschbarkeit der Vorrichtung. Erfahrene Lean-Praktiker beginnen mit einfachen Kombinationen und steigern die Komplexität schrittweise, wobei sie die Auswirkungen auf Verfügbarkeit, Qualität und Leistung kontinuierlich überwachen.

Praxistipp: Analysieren Sie Ihre Fertigungsabläufe auf Stellen, an denen Werkstücke mehrfach umgespannt werden. Prüfen Sie, ob zwei aufeinanderfolgende Bearbeitungsschritte in einer gemeinsamen Vorrichtung kombiniert werden können. Starten Sie mit einer einfachen Kombination und nutzen Sie Cardboard Engineering, um die Machbarkeit vor dem Bau der endgültigen Vorrichtung zu testen.

Abgrenzung zur Transferstraße

Eine Nagara Fixture unterscheidet sich grundsätzlich von einer Transferstraße. Während eine Transferstraße mehrere Stationen sequenziell miteinander verbindet und das Werkstück von Station zu Station transportiert, vereint die Nagara Fixture mehrere Bearbeitungen an einem Ort in einer Aufspannung. Die Nagara Fixture ist damit flexibler und eignet sich besonders für kleinere und mittlere Losgrrößen, während Transferstraßen bei hohen Stückzahlen ihre Stärken ausspielen.

Weiterführende Literatur

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

Verwandte Konzepte

• Nagara-Switch, Umschaltmechanismus im Nagara-System für flexible Aufgabenwechsel.
• Nagare, Fluss-Prinzip der Lean-Produktion, das durch Nagara Fixtures unterstützt wird.
• Cardboard Engineering, Prototyping-Methode zur schnellen Erprobung von Vorrichtungskonzepten.
• OEE, Overall Equipment Effectiveness als Maß für die Anlageneffektivität.
• Toyota-Produktionssystem, Ganzheitliches Produktionssystem mit Fokus auf Verschwendungsreduzierung.
• TPM, Ganzheitlicher Managementansatz zur Steigerung der Anlageneffektivität.