Von echten und unechten Engpässen in der Produktion

Wer nicht gerade im Großseriengeschäft tätig ist, kennt das: Irgendwo scheint die Produktion immer überlastet, selbst wenn die Kundenaufträge gerade rückläufig sind. Woran liegt das?

Die Ausgangslage

Schon die äußeren Bedingungen in wettbewerbsstarken Industrieunternehmen sind alles andere als simpel. Nicht untypisch für die Produktion sind in vielen Firmen folgende Merkmale:

Hohe Produktvielfalt und fast zwangsläufig mäßige Prognosequalität der Nachfrage,
Mehrstufige Fertigungsprozesse mit hoher Artikelvielfalt pro Prozessschritt,
Lange Durchlaufzeiten, die sich größtenteils aus Puffer- und Wartezeiten zusammensetzen (DLZ von beispielsweise 20 Arbeitstagen),
teils Lagerfertigung, teils kundenauftragsbezogene Produktion,
überwiegend kundenanonyme Fertigungsaufträge – auf Basis von realen Kundenaufträgen und von Bedarfs-Prognosen,
Fertigungsaufträge werden (auf der Basis von Bedarfsprognosen) sehr weit im voraus angelegt („Horizont“ von beispielsweise 60 Arbeitstagen).

Die Beobachtung

Die gute Nachricht zuerst: Mit viel Aufwand an Koordination, Improvisation und gelegentlicher Mehrarbeit bekommen die Kunden ihre Lieferungen einigermaßen pünktlich. Es bleibt jedoch ein täglicher Kampf mit drei Widrigkeiten:

Trotz sehr üppiger Durchlaufzeiten verspäten sich die meisten Fertigungsaufträge (falls nicht rechtzeitig jemand manuell eingreift, …),
Die Bestände an Halbfertigwaren sind (viel zu) hoch,
Der tatsächliche Engpass bleibt ein Phantom; häufig erscheinen gleich mehrere Prozessabschnitte überlastet (und dennoch steht es um die Effizienz nicht zum Besten).

Um sich Luft zu verschaffen, will mancher Auftragssteuerer oder Fertigungsleiter am liebsten noch etwas mehr Puffer in die Durchlaufzeiten einbauen – und verschlimmert damit das Übel. In der Folge steigen dann auch noch die Materialbestände (Sicherheitsbestände), trotz vielleicht guter Prognosegenauigkeit.

Dazu kommt, dass ein kurzfristiger Rückgang von Kundenbestellungen in der Produktion zunächst mal gar nicht auffällt: Überzeit trotz Auftragsmangel?

Wo liegt das Problem?

Logistische Systeme, und die Produktion ist in erster Linie ein logistisches System, sind hoch komplex. Das liegt an der Struktur der technischen Prozesse, an der Ablauforganisation, an der Fertigungssteuerung und natürlich auch an der (hohen) Anzahl von fest terminierten Fertigungsaufträgen, die um teils knappe Ressourcen konkurrieren. In vielen Unternehmen sind jedoch 50% dieser Komplexität hausgemacht – und damit vermeidbar. Zwei Beispiele:

(1) Kunden bestellen nicht so wie prognostiziert.
Nehmen wir an, die meisten Kunden bestellen eher kurzfristig und akzeptieren nur in Ausnahmefällen Lieferzeiten von 20 Arbeitstagen (s.o.). Der aktuelle Kundenauftragsbestand reicht daher insgesamt für beispielsweise 15 Arbeitstage (oder drei Wochen). Die übrigen 45 Arbeitstage Reichweite im fest terminierten Fertigungsauftragsbestand (bei einem 60-Tage-Horizont, s.o.) basieren auf prognostizierten Bedarfen. Dahinter verbirgt sich ein durchschnittlicher Produktmix. Bestellen die Kunden in den nächsten zwei Wochen zwar nicht mehr, aber andere Produkte als gedacht, entsteht kurzfristig Überlast: Beispielsweise finden 20% der neuen Kundenbestellungen nun keinen passenden „Bedarfsdecker“ in den prognosebasiert terminierten Fertigungsaufträgen. Sie müssen also innerhalb der max. Lieferzeit von 20 Arbeitstagen zusätzlich produziert werden. Der Kapazitätsbedarf steigt kurzfristig um etwa 10%. Mehrarbeit oder manuelle Terminverschiebungen vieler anderer Aufträge sind die Folge. Ein „echter“ Kapazitätsengpass besteht jedoch nicht.

(2) Rückläufige Kundenbestellungen werden vom System ignoriert.
Wenn, wie dieses Jahr nach den Ferienmonaten in vielen Betrieben geschehen, die Bestellungen merklich niedriger ausfallen als erhofft, schlägt das auf die Produktion gar nicht durch. Die Fertigung erscheint für die nächsten 60 Arbeitstage (s.o.) voll ausgelastet; kommt noch Fall (1) hinzu, wird es sogar kapazitätsmäßig eng. Bis das träge Prognose- und Fertigungsplanungssystem reagiert, sind einige Wochen vergangen. Plötzlich herrscht Alarmstimmung: Bestände zu hoch, Beschäftigungseinbruch in der Fertigung, Suche nach Versäumnissen, hektischer Aktionismus. Nur das Problem bleibt das alte (und in dieser Situation helfen ausgeklügelte ERP-Systeme leider auch nicht weiter).

Dem Engpass auf der Spur

Die Diagnose ist nicht ganz einfach, eine erste Therapie dagegen schon. Die funktioniert selbst dann, wenn das Problem nicht in allen Einzelheiten verstanden ist: „Wasser ablassen.“ Erst mit deutlich weniger Fertigungsaufträgen (und Beständen) im System wird die Lage übersichtlich und steuerbar:

Nur ein tatsächlicher Bedarf wird zum Fertigungsauftrag. Das kann eine Kundenbestellung sein oder die Auffüllung eines Lagerbestands.

Der Durchsatz des aktuell beanspruchtesten Fertigungsprozesses steuert die Freigabe weiterer Fertigungsaufträge (Engpass Steuerung).

Dieser reale Engpass kann, je nach Artikel-Mix, „wandern“ – mit geeigneten Mitteln lässt er sich jedoch „einfangen“.

Wenn der oben beschriebene Problemfall eingetreten ist, ist die Versuchung groß, viele vermeintlich kurzfristige und messbare Einzelaktionen zu starten (Effizienz in einzelnen Arbeitsbereichen steigern, Bestände senken, etc.). Lassen Sie das. Der Schaden ist meist größer als der Nutzen. Unabhängige Entscheidungen in abhängigen Systemen gleichen einem Glückspiel (manchmal hat man ja auch Glück). Anschaulich zeigt das das Würfelspiel Lieferkette, in Anlehnung an ein Beispiel, was sich in Eliyahu Goldratt’s Buch „Das Ziel“ findet. Die Leistungsfähigkeit des nachfolgenden Prozesses hängt am Tropf des vorangehenden Prozessschritts – der Input limitiert den Output.

Nun viel Erfolg beim Aufspüren der echten Engpässe (und nebenbei wahrscheinlich einer Reihe von größeren und kleineren Unzulänglichkeiten im Planungs-, Steuerungs- und Fertigungsprozess). Mit richtig genutzten Engpässen kommt die Produktion ins Fließen. Und wenn Sie dann noch weniger beanspruchte Fertigungskapazitäten zur Reduzierung von Losgrößen nutzen, sind Sie auf gutem Weg zu kurzen Durchlaufzeiten, geringeren Beständen und Produktivitätsgewinn im Gesamtprozess.