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Warum hat die Kanbanregelung im Lean Management so eine große Bedeutung?

Die Kanbansteuerung realisiert selbst steuernde Regelkreise in der Fertigung. Sie ist eine praktische Umsetzung des mächtigsten Elementes von effektivem Management und deshalb ist ihre Bedeutung so groß und reicht weit über den  Einsatz in der Fertigung hinaus.

Das mächtige Prinzip Selbstregulierung

Die Steuerung des Materialflusses mit Kanbankarten ist lediglich die prominenteste Umsetzung der Selbstregulierung. Damit werden einzelne Prozessschritte innerhalb einer Fertigung durch Regelkreise miteinander synchronisiert. Der „Kanban“ - also der Zettel - der dieser Methode den Namen gibt, ist dabei nur das Werkzeug. Das Prinzip der Selbstregelung kann mit jedem anderen Hilfsmitteln genauso gut umgesetzt werden.

Was macht den selbst steuernden Regelkreis so besonders?

Der Regelkreis als Steuerungsprinzip ist deswegen so wichtig, weil es nur mit seiner Hilfe möglich ist, funktionierende komplexe Organisationen aufzubauen und mit vertretbarem Aufwand zu beherrschen.

Regelkreise sind ein erfolgreiches Konzept der Evolution

Dieses Verfahren ist lange erprobt. Die Natur setzt es schon seit Jahrmilliarden in lebenden Organismen erfolgreich ein. Es wird dort als Homöostat bezeichnet. Der Regelkreis sorgt dafür, dass sich biologische Teilsysteme um einen bestimmten Betriebspunkt selbsttätig steuern, ohne dass ein bewusster Eingriff des Lebewesens nötig ist. Beispielsweise gibt es im menschlichen Körper einen Regelkreis, der die Sauerstoffkonzentration im Blut misst, und die Atmung entsprechend anpasst. Niemand muss daher Zeit daran verschwenden, sich Gedanken über das richtige Einatmen und Ausatmen zu machen. Dass passiert von selbst und wir können unsere Aufmerksamkeit derweil auf andere Dinge konzentrieren, die eine bewusste Auseinandersetzung erfordern.

Was die Evolution als gut erkannt hat, kann für das Management nicht schlecht sein.

Um den Wert der geregelten Steuerung zu erkennen, muss man zunächst die ungeregelte Steuerung verstehen, so wie sie in Unternehmen häufig vorkommt. Wir gehen wieder zurück von der Biologie in den Produktionswertstrom und betrachten das ganze am Materialfluss innerhalb einer Produktion.

Wie läuft eine ungeregelte Steuerung ohne Kanban?

 Materialsstrom Push

Abb2.: ohne Synchronisierung liefert Produktionsschritt A einfach so viel Material an, wie er unter den gegebenen Bedingungen maximal herstellen kann.

Die meisten Fabriken, die sich noch keine Gedanken über Prozessoptimierung gemacht haben, vertrauen darauf, dass sich die Mitarbeiter im Prozess möglichst gut selbst organisieren. Das funktioniert allerdings nur bis zu einer gewissen Betriebsgröße. Ab dann entsteht durch die wachsende Komplexität ein enormer innerer Abstimmungsaufwand, der einen viel zu großen Teil der verfügbaren Managementkapazität bindet.

Um den Grundgedanken des ungeregelten Materialflusses möglichst gut herauszuarbeiten, wählen wir das einfachste mögliche Modell und reduzieren die Betrachtung auf lediglich zwei voneinander abhängige Produktionsschritte. Dazwischen gibt es ein Lager, in dem die Halbzeuge gepuffert werden. Diese typische Situation ist im nachfolgenden Bild dargestellt. Beide Prozesse arbeiten mit ihrer eigenen Geschwindigkeit, die in der Regel stark unterschiedlich ist. In unserem Beispiel ist Schritt A doppelt so schnell wie Schritt B. Das heißt, während der erste Schritt alle 5s ein fertiges Teil weitergibt, kann der zweite Schritt nur alle 10 Sekunden ein Teil bearbeiten.

 

 

Unregulierte Prozesse führen zu großer Verschwendung im Prozess

Diese Konstellation lassen wir jetzt in einem Gedankenexperiment mehrere Stunden laufen und beobachten was passiert. Das Ergebnis ist in nachfolgender Tabelle protokolliert. Es ist sehr einfach zu verstehen. Nach einer Stunde hat Prozess A 720 Teile produziert, von denen Prozess B nur die Hälfte weiterverarbeiten konnten. Die überschüssige andere Hälfte bleibt als Pufferlager liegen. Wenn niemand eingreift baut sich zwischen den beiden Arbeitsschritten unkontrolliert ein wucherndes Pufferlager auf.

Zeit

bearbeitete Teile
Prozess A

Pufferlager

bearbeitete Teile
Prozess B

1h

720 Teile

360 Teile

360 Teile

2h

1140 Teile

720 Teile

720 Teile

3h

2160 Teile

1080 Teile

1080 Teile

4h

2880 Teile

1440 Teile

1440 Teile

 

Tabelle1: zwischen zwei ungeregelten Prozessschritten wächst der Bestand unkontrolliert.

 

In der Realität bemerkt oft ein aufmerksamer Produktionsmeister, dass die Umlaufbestände im Werk aus dem Ruder laufen. Dann ist allerdings das Kind schon in den Brunnen gefallen, weil der Bestand schon auffällige Dimensionen angenommen hat. Jetzt muss die Organisation mit der Verschwendung durch unnötigen Bestand leben.

Wie läuft eine mit Kanban geregelte Steuerung?

Eine geregelte Steuerung verfolgt einen komplett anderen Ansatz. Hier wird eine Zielgröße definiert, mit deren Hilfe der Materialfluss gesteuert wird. Das System pendelt sich durch seinen Steuerungsmechanismus automatisch auf einen gewählten Zielwert ein.

Der Regelkreis wird mit einfachsten mitteln aufgebaut

Als sinnvollen Sollwert haben wir für unser Beispiel der maximal mögliche Materialfluss der beiden Arbeitsschritte gewählt. Dieser wird durch den langsamsten Teilprozess bestimmt, nämlich Produktionsschritt B. Er ist der Engpass und begrenzt das ganze System. (In realen Wertströmen gibt meistens der Kundentakt den Sollwert vor.)
Jetzt benötigen wir noch einen Messwert, um den Ist-zustand unseres Systems zu überprüfen. Eine gut messbare Größe ist der Lagerbestand im Puffer zwischen beiden Arbeitsschritten. Gemessen wird indirekt durch die sogenannten Kanbankarten. Jede Kanbankarte definiert eine genau festgelegte Produktmenge (z.B. 10 Bauteile pro Kanbankarte). Die Kanbankarte begleitet das Produkt durch den ganzen Prozess. Im einfachsten Fall wird ein zehn Bauteile fassender Transportbehälter mit der Kanbankarte beklebt (Behälterkanban).

Die Regelrlogik und die Stellgröße werden ganz einfach über das Kartensystem realisiert. Dazu reichen wenige Spielregeln aus:

  • Es gibt nur eine begrenzte Anzahl von Kanbankarten im System. Damit wird der maximale Umlaufbestand definiert.  (z.B.: Es sind 10 Kanbankarten auf 10 Transportbehältern im Umlauf. Der Gesamtbestand darf dann maximal 100 Bauteile betragen).

  • Wenn Schritt B einen Behälter mit 10 Bauteilen aus dem Pufferlager verarbeitet, dann gibt er den Leeren Behälter zurück an Schritt A.

  • Schritt A darf nur dann produzieren, wenn er über leere Behälter verfügt, die er befüllen kann.

Wenn diese einfachen Steuerungsregeln eingehalten werden, dann kann Schritt A niemals mehr Produkt herstellen, als Schritt B verbrauchen kann. Das System befindet sich im Fließgleichgewicht und es kommt zu keiner Überproduktion.

Störgrößen, wie z.B. Personalausfälle, Maschinenausfälle etc. können den Materialstrom in der Fertigung nicht aus dem Tritt bringen. Nach Beseitigung der Störungen pegelt sich die Organisation wieder automatisch auf den gewünschten Zustand ein.

Dieser Steuerkreis ist in nachfolgendem Diagramm mit den Symbolen der Wertstrommethode beschrieben

 Materialstrom Pull Kanban

Abb3.: Ein Kanbanregelkreis mit den Symbolen der Wertstrommethode dargestellt.

Die Symbole der Wertstrommethode beschreiben den Regelkreis

Produktionsschritt A liefert in einen sogenannten "Supermarkt" für den Umlaufbestand. Das Symbol ist die Schemazeichnung eines Supermarktregals. Produktionsschritt B entnimmt entsprechend seiner eigenen Verarbeitungsgeschwindigkeit aus diesem Pufferlager. Dieser Vorgang ist mit dem Kreispfeil symbolisiert. Die Freigabe durch die Kanbankarten wird durch den dünnen Informationspfeil mit der abgeschrägten Karte beschrieben. Der Informationspfeil startet beim Entnahmevorgang. Er steuert das Ganze.

Kanbansteuerung erleichtert dem Management die Arbeit

Der Nutzen dieser Steuerung liegt auf der Hand.Für die Führungskräfte bedeutet es eine enorme Zeitersparnis und es garantiert einen robusten Ablauf, der eine gute Stabilität gegen Störgrößen hat.

Die Führungskraft muss sich nur einmal Gedanken über die Puffergröße und die Steuerung machen. Wenn das System eingerichtet ist, läuft es selbständig und muss nicht überwacht werden. Nur gelegentlich justiert der Manager die Steuerparameter nach. Feuerwehreinsätze und Kriseneinsätze werden deutlich weniger.