Die fortgeschrittene Anwendung Ganzheitlicher Produktionssysteme verdeutlicht, dass Industrieunternehmen mit dem Lean-Methodeneinsatz verbundene Ziele in Bezug auf Leistungskennzahlen häufig verfehlen. Sie scheitern oftmals an der Einführung weiterführender Lean-Methoden zur Reduzierung von Prozesszeiten und -kostensätzen sowie an fehlenden Prognoseansätzen für deren wirtschaftlichen Erfolg im untersuchten Produktionsbereich und damit an der gewinnorientierten, unternehmensspezifischen und vom Implementierungszustand abhängigen Methodenauswahl. Im Sinne der Etablierung einer kontinuierlichen Verbesserungskultur fehlen Mechanismen zur dynamischen Anpassung der Ganzheitlichen Produktionssysteme bei Veränderungen äußerer Einflussfaktoren. Um den dargestellten Herausforderungen zu begegnen, ist es die Zielsetzung der wissenschaftlichen Arbeit, eine Methodik zur simulationsgestützten Optimierung und Wirtschaftlichkeitsbewertung der Effizienzsteigerung einer Produktion mittels Lean-Methoden zu entwickeln. Dabei adressiert der vorgestellte Lösungsansatz wesentliche Fragestellungen in drei Phasen. Die Basis für eine gewinnorientierte, unternehmensspezifische und vom Implementierungszustand abhängige Weiterentwicklung des Ganzheitlichen Produktionssystems wird in Phase 1 im Rahmen einer wahlweise mitarbeiterorientierten bzw. benchmark-orientierten Potenzialermittlung gelegt. An diesen Lean Check und eine zum Aufbau eines Modells des Untersuchungsbereichs zielführende Datenaufnahme schließt sich die zweite Phase an. Durch Umsetzung der Datenbasis in ein integriertes Simulations- und Optimierungsmodell und anschließende Simulationsexperimente werden Ergebnisse generiert, deren Auswertung Aufschluss über die Vorteilhaftigkeit der Anwendung einer optimierten Lean-Methodenkombination gibt. Besonderer Wert wird bei der Entwicklung des Bewertungsrahmens auf eine Ausrichtung am wirtschaftlichen Erfolg des Industrieunternehmens gelegt, ausgedrückt vorrangig in Produktdurchlaufzeiten und laufenden Herstellkosten. Die Anwendung von Cost-Time Profiles zur Visualisierung des Realzustands gegenüber einem optimierten Idealzustand ermöglicht diesbezüglich die graphische Unterstützung von Unternehmensentscheidungen beim Einsatz von Lean-Methoden. Neben einer monetären Bewertung wird in Phase 3 ein Mechanismus eingeführt, der mittels an Änderungsmustern ausgelegten simulationsgestützten Robustheitsuntersuchungen Antworten auf die Frage des Anpassungszeitpunkts eines Produktionssystems bei schwankenden Stückzahlen bzw. einem veränderten Produktmix gibt. Die entwickelte Methodik zur simulationsgestützten Optimierung und Wirtschaftlichkeitsbewertung des Lean-Methodeneinsatzes wird durch die Anwendung im Bereich der spanenden Fertigung eines Industrieunternehmens aus der Automobilbranche validiert. In ihrer Gesamtheit ermöglicht die Methodik Industrieunternehmen eine spezifische am derzeitigen Entwicklungsstand ausgerichtete Weiterentwicklung des Ganzheitlichen Produktionssystems. Die proaktive Bewertung der Vorteilhaftigkeit beim Einsatz einer Kombination von Lean-Methoden mindert das unternehmerische Risiko einer Anpassungsinvestition in die Weiterentwicklung. Mit Hilfe der simulationsgestützten Robustheitsuntersuchung werden Industrieunternehmen in die Lage versetzt, bezogen auf Leistungskennzahlen Stückzahlbereiche zu identifizieren, in denen sich der untersuchte optimierte Produktionsbereich robust verhält, bzw. Schwellwerte zu bestimmen, an denen eine Anpassung des Systems zweckmäßig erscheint.

Schlagwörter: Lean Production; Cost-Time-Profile-Analyse; Simulation

Forschungsberichte aus dem wbk, Institut für Produktionstechnik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)