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Operational Excellence

Effizienzsteigerung im gesamten Unternehmen durch Null-Verluste, Null-Stillstände, Null-Fehler und Null-Unfälle unter Einbeziehung aller Mitarbeiter in selbstorganisierten Teams. Ein System, das betriebliche Verbesserungsansätze wie Lean, TPM, Six Sigma, Kaizen und KVP vereint.

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Was ist "U-shape"?

Eine Definition aus dem CETPM-Lexikon

U-shape (auch U-shaped Cell oder U-shaped Line) ist der englische Fachbegriff für eine Fertigungszelle, in der die Arbeitsstationen in U-Form angeordnet sind. Das Konzept ist ein grundlegendes Element des Toyota-Produktionssystems und dient der Realisierung eines kontinuierlichen Produktionsflusses (One-Piece-Flow) mit minimalen Beständen und kurzen Durchlaufzeiten (vgl. Klevers 2015, S. 82–87) (vgl. Roser 2017, S. 20–21). Die U-förmige Anordnung ermöglicht es, die Kapazität der Zelle flexibel an den Kundentakt anzupassen.

Produktionsfluss in der U-shaped Cell

Der Produktionsfluss in einer U-shaped Cell folgt dem Prinzip des One-Piece-Flow: Jedes Werkstück durchläuft alle Bearbeitungsschritte einzeln, ohne Zwischenlagerung oder Wartezeiten. Der Mitarbeiter bewegt sich im Inneren des U von Station zu Station und führt an jeder Station den vorgesehenen Arbeitsschritt aus. Durch die kompakte Anordnung sind die Laufwege minimal (vgl. Klevers 2015, S. 85–86), ein entscheidender Vorteil gegenüber linearen Fertigungslinien, bei denen der Mitarbeiter nach Abschluss seines Arbeitsinhalts einen langen Rückweg zum Ausgangspunkt zurücklegen müsste.

Die Taktzeit der Zelle wird direkt vom Kundenbedarf abgeleitet. Steigt die Nachfrage, werden zusätzliche Mitarbeiter in die Zelle integriert, die jeweils einen kleineren Ausschnitt des Gesamtprozesses übernehmen. Sinkt die Nachfrage, bedient ein einzelner Mitarbeiter alle Stationen und durchläuft das gesamte U. Diese Flexibilität wird als Shojinka bezeichnet und ist ein wesentliches Merkmal der schlanken Produktion.

Chaku-Chaku-Prinzip

In vielen U-shaped Cells wird das Chaku-Chaku-Prinzip angewandt: Die Maschinen sind mit automatischer Auswurffunktion (Auto-Eject) ausgestattet, sodass der Mitarbeiter das bearbeitete Werkstück nicht entnehmen muss, sondern lediglich das nächste Werkstück einlegt, daher der Name Chaku-Chaku („laden, laden“). Dies reduziert die manuelle Tätigkeit auf das Minimum und sorgt für einen gleichmäßigen Arbeitsrhythmus (vgl. Roser 2017, S. 22–23).

Voraussetzung für das Chaku-Chaku-Prinzip sind Maschinen, die nach dem Bearbeitungszyklus automatisch stoppen und das Werkstück auswerfen. Diese Eigenschaft wird durch LCIA (Low Cost Intelligent Automation) realisiert, kostengünstige, zweckmäßige Automatisierungslösungen, die auf die Bedürfnisse der Zelle zugeschnitten sind.

Vorteile gegenüber anderen Layouts

Die U-shaped Cell bietet gegenüber anderen Layoutformen mehrere spezifische Vorteile:

  • Flexible Personalbesetzung: Die Anzahl der Mitarbeiter kann an den aktuellen Bedarf angepasst werden, ohne das Layout zu verändern.
  • Kurze Kommunikationswege: Mitarbeiter in der Zelle stehen in direktem Sicht- und Sprechkontakt, was die Problemlösung beschleunigt.
  • Integrierte Qualitätsprüfung: Prüfschritte werden direkt in den Prozessfluss eingebaut, sodass Fehler sofort erkannt werden.
  • Geringe Bestände: Durch den One-Piece-Flow entfallen Zwischenlager und die damit verbundene Kapitalbindung.

Praxishinweis: Die Umstellung auf U-shaped Cells erfordert häufig eine Abkehr von der funktionalen Werkstattfertigung. Statt alle Drehmaschinen in einer Abteilung und alle Fräsmaschinen in einer anderen zu gruppieren, werden die Maschinen nach dem Produktfluss angeordnet, jede Zelle enthält alle für ein Produkt oder eine Produktfamilie benötigten Bearbeitungsschritte.

Die visuelle Transparenz der U-shaped Cell unterstützt das Shopfloor Management: Der aktuelle Zustand der Produktion ist auf einen Blick erkennbar. Andon-Signale und Statusanzeigen an den einzelnen Stationen machen Abweichungen sofort sichtbar und ermöglichen eine schnelle Reaktion.

Quellenangaben

Klevers, T. (2015): Agile Prozesse mit Wertstrom-Management. 2. überarb. Aufl., CETPM Publishing, Herrieden, S. 82–87.

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

Weiterführende Literatur

Sichtbare Erfolge TPM & Lean Best Practice in Bildern, in: YOKOTEN 05/2016.

Verwandte Konzepte

  • U-Layout, Deutsche Bezeichnung für die U-förmige Fertigungszellenanordnung.
  • One-Piece-Flow, Einzelstückfluss als Grundlage des U-Zellen-Konzepts.
  • LCIA, Low Cost Intelligent Automation für zweckmäßige Maschinengestaltung.
  • Lean Production, Produktionssystem mit Fokus auf Flussorientierung.
  • Standardisierte Arbeit, Basis für taktgebundene Arbeit in der Zelle.

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