Seminar: Industrial management - Exam

Aufgabe 1)

Grundlagen der Produktionsplanung und -steuerungGrundlagen der Produktionsplanung und -steuerung, wichtige Disziplin im industriellen Management, umfasst die Planung, Steuerung und Kontrolle von Produktionsprozessen, um optimale Effizienz und Produktivität zu gewährleisten.

• Ziele: Minimierung von Durchlaufzeiten, Kosten, Beständen
• Prozess: Bedarfsplanung, Produktionsprogrammplanung, Mengenplanung, Termin- und Kapazitätsplanung, Auftragserledigung
• Methoden: MRP (Material Requirements Planning), Kanban, Lean Production
• Kennzahlen: Durchlaufzeit, Bestand, Maschinenbelegungsgrad, Liefertreue
• Werkzeuge: ERP-Systeme, APS-Systeme
• Klare Abgrenzung zwischen strategischer (langfristige Ziele, Kapazitätsentscheidungen) und operativer Planung (kurzfristige Feinplanung, Auftragssteuerung)

a)

Subexercise 1: Erkläre, wie eine korrekte Bedarfsplanung im Produktionsprozess durchzuführen ist. Stelle sicher, dass Du die Begriffe Primärbedarf, Sekundärbedarf und Tertiärbedarf in deiner Antwort definierst und jeweils ein Beispiel gibst.

Lösung:

Subexercise 1: Erkläre, wie eine korrekte Bedarfsplanung im Produktionsprozess durchzuführen ist. Stelle sicher, dass Du die Begriffe Primärbedarf, Sekundärbedarf und Tertiärbedarf in deiner Antwort definierst und jeweils ein Beispiel gibst.

Bedarfsplanung im Produktionsprozess

Die Bedarfsplanung ist ein essenzieller Bestandteil der Produktionsplanung und -steuerung. Eine korrekte Bedarfsplanung stellt sicher, dass alle Materialien und Komponenten in ausreichender Menge und zur richtigen Zeit zur Verfügung stehen, um einen reibungslosen Produktionsablauf zu gewährleisten. Hierbei werden drei verschiedene Bedarfsebenen unterschieden: Primärbedarf, Sekundärbedarf und Tertiärbedarf.

• Primärbedarf: Der Primärbedarf bezieht sich auf die Menge an fertigen Erzeugnissen, die in einem bestimmten Zeitraum hergestellt werden sollen. Er umfasst sowohl die Produkte zur Erfüllung von Kundenaufträgen als auch die zur Auffüllung von Lagerbeständen.Beispiel: Ein Automobilhersteller plant, im nächsten Monat 1.000 Autos zu produzieren, um die Kundenaufträge und die Lagerbestände zu decken. Der Primärbedarf umfasst daher diese 1.000 Autos.
• Sekundärbedarf: Der Sekundärbedarf leitet sich direkt aus dem Primärbedarf ab und bezieht sich auf die Menge an Rohstoffen, Bauteilen und Baugruppen, die zur Herstellung des Primärbedarfs benötigt werden.Beispiel: Um die 1.000 Autos zu produzieren, wird eine bestimmte Menge an Motoren, Reifen, Karosserien usw. benötigt. Nehmen wir an, jedes Auto benötigt 4 Reifen. Der Sekundärbedarf an Reifen für diesen Produktionszyklus beträgt 4.000 Reifen.
• Tertiärbedarf: Der Tertiärbedarf umfasst alle Hilfs- und Betriebsstoffe, die für den Produktionsprozess benötigt werden, jedoch nicht direkt in das Endprodukt eingehen.Beispiel: Zur Produktion der 1.000 Autos werden auch Schmieröle für Maschinen, Werkzeuge zur Montage und Verpackungsmaterial benötigt. Die genaue Menge an Schmieröl könnte zum Beispiel 100 Liter sein. Dies wäre Teil des Tertiärbedarfs.

Zusammenfassung

Für eine korrekte Bedarfsplanung ist es wichtig, den Primärbedarf zu ermitteln und davon ausgehend den Sekundär- und Tertiärbedarf zu berechnen. Dies stellt sicher, dass alle benötigten Materialien rechtzeitig und in ausreichender Menge zur Verfügung stehen. Moderne ERP- und PPS-Systeme können dabei helfen, diese Planung effizient und genau durchzuführen.

b)

Subexercise 2: Ein Fertigungsbetrieb produziert 200 'Produkt A' Einheiten pro Monat. Dabei wird eine Durchlaufzeit von 5 Tagen angenommen und die Produktionsstückkosten betragen 50€. Berechne die monatlichen Produktionskosten und beschreibe, welche Schritte unternommen werden können, um die Durchlaufzeit zu reduzieren. Die Reduktion der Durchlaufzeit soll die Kostenaufwendungen nicht erhöhen.

Lösung:

Subexercise 2: Ein Fertigungsbetrieb produziert 200 'Produkt A' Einheiten pro Monat. Dabei wird eine Durchlaufzeit von 5 Tagen angenommen und die Produktionsstückkosten betragen 50€. Berechne die monatlichen Produktionskosten und beschreibe, welche Schritte unternommen werden können, um die Durchlaufzeit zu reduzieren. Die Reduktion der Durchlaufzeit soll die Kostenaufwendungen nicht erhöhen.

Berechnung der monatlichen Produktionskosten

Um die monatlichen Produktionskosten zu berechnen, multiplizieren wir die Produktionsstückkosten mit der Anzahl der produzierten Einheiten pro Monat:

• Gegebene Daten:
• Anzahl der produzierten Einheiten pro Monat: 200
• Produktionsstückkosten: 50€
• Berechnung:
• Monatliche Produktionskosten = Anzahl der produzierten Einheiten × Produktionsstückkosten
• Monatliche Produktionskosten = 200 × 50€
• Monatliche Produktionskosten = 10.000€

Reduktion der Durchlaufzeit

Um die Durchlaufzeit zu reduzieren, ohne die Kostenaufwendungen zu erhöhen, können verschiedene Strategien und Maßnahmen ergriffen werden:

• Prozessanalyse: Analysiere den gesamten Produktionsprozess, um Engpässe und ineffiziente Schritte zu identifizieren. Durch die Optimierung dieser Schritte kann die Durchlaufzeit reduziert werden.
• Lean Production: Implementiere Lean Production-Prinzipien, um Verschwendung zu vermeiden und die Effizienz zu steigern. Fokus liegt dabei auf der Beseitigung von nicht-wertschöpfenden Aktivitäten.
• Kanban-System: Nutze ein Kanban-System, um die Produktion besser zu steuern und den Materialfluss zu optimieren. Dies kann helfen, Wartezeiten zu reduzieren und die Produktionsgeschwindigkeit zu erhöhen.
• Verbesserung der Arbeitsorganisation: Optimiere die Arbeitsorganisation, indem Du klare Arbeitsanweisungen und standardisierte Prozesse einführst. Schulung der Mitarbeiter kann ebenfalls zur Effizienzsteigerung beitragen.
• Technologieeinsatz: Setze moderne Technologien und Automatisierung ein, um bestimmte Produktionsschritte zu beschleunigen. Dies kann ohne signifikante Erhöhung der Kosten geschehen, wenn vorhandene Technologien effizienter genutzt werden.
• Engpassmanagement: Identifiziere Engpässe in der Produktion und arbeite gezielt daran, diese zu beseitigen. Dies kann durch den Einsatz zusätzlicher Kapazitäten oder die Optimierung vorhandener Ressourcen geschehen.

Zusammenfassung

Die monatlichen Produktionskosten für die Herstellung von 200 'Produkt A' Einheiten betragen 10.000€. Um die Durchlaufzeit zu reduzieren, ohne die Kostenaufwendungen zu erhöhen, sollten Prozessoptimierungen, Lean Production-Prinzipien, Kanban-Systeme, Arbeitsorganisation, Technologieeinsatz und Engpassmanagement in Betracht gezogen werden.

c)

Subexercise 3: Diskutiere die Unterschiede und Einsatzmöglichkeiten von MRP und Kanban in einem Produktionsumfeld. Erwähne dabei die Vorteile und eventuelle Nachteile jeder Methode und in welchem Kontext ein ERP-System unterstützend wirken kann.

Lösung:

Subexercise 3: Diskutiere die Unterschiede und Einsatzmöglichkeiten von MRP und Kanban in einem Produktionsumfeld. Erwähne dabei die Vorteile und eventuelle Nachteile jeder Methode und in welchem Kontext ein ERP-System unterstützend wirken kann.

Unterschiede und Einsatzmöglichkeiten von MRP und Kanban

MRP (Material Requirements Planning) und Kanban sind zwei weit verbreitete Methoden im Bereich der Produktionsplanung und -steuerung, die jedoch unterschiedliche Ansätze verfolgen und in verschiedenen Kontexten eingesetzt werden können.

• Material Requirements Planning (MRP)

MRP ist ein rechnergestütztes System, das auf der Basis der Bedarfsplanung arbeitet und sicherstellt, dass Materialien und Komponenten zum richtigen Zeitpunkt in der richtigen Menge zur Verfügung stehen.

• Vorteile:
• Ermöglicht detaillierte und vorausschauende Planung.
• Unterstützt die Bewältigung komplexer Produktstrukturen und -anforderungen.
• Automatisierte Bestellvorgänge und Nachschubsteuerung.
• Nachteile:
• Hoher Planungsaufwand und Abhängigkeit von präzisen Daten.
• Reagiert langsamer auf kurzfristige Änderungen und Nachfrageänderungen.
• Kann zu Überbeständen und höheren Lagerkosten führen, wenn die Planung nicht genau genug ist.
• Einsatzmöglichkeiten:
• Geeignet für Unternehmen mit komplexen Produktionsprozessen und variierenden Nachfrageprofilen.
• Sinnvoll in Umgebungen, in denen eine langfristige Planung und genaue Bedarfsprognosen erforderlich sind.
• Kanban

Kanban ist ein visuelles System zur Steuerung des Materialflusses, bei dem die Produktionsprozesse durch sogenannte Kanban-Karten gesteuert werden. Es basiert auf dem Pull-Prinzip, bei dem Materialien und Komponenten nach Bedarf nachgeschoben werden.

• Vorteile:
• Erhöht die Flexibilität und Reaktionsfähigkeit auf spontane Nachfrageänderungen.
• Reduziert Bestände und Lagerkosten durch Just-in-Time Lieferung.
• Einfachere Implementierung und geringerer Planungsaufwand.
• Nachteile:
• Nicht geeignet für komplexe Produktionsprozesse mit vielen Zwischenstufen.
• Potenziell anfällig für Materialengpässe, wenn die Nachfrage plötzlich steigt.
• Erfordert gut abgestimmte Lieferkettenpartner.
• Einsatzmöglichkeiten:
• Idealerweise in Unternehmen mit stabilen und vorhersehbaren Produktionsprozessen.
• Besser für Umgebungen geeignet, in denen schnelle Anpassung an Nachfrageschwankungen erforderlich ist.

Einsatz eines ERP-Systems

Ein ERP-System (Enterprise Resource Planning) kann sowohl MRP als auch Kanban unterstützend ergänzen, indem es umfassende Funktionen zur Integration und Optimierung aller Geschäftsprozesse bereitstellt.

• Unterstützung eines MRP-Systems:
• ERP-Systeme können genaue Bedarfsprognosen und Bestandsdaten bereitstellen, die für die MRP-Planung unerlässlich sind.
• Ermöglichen die Automatisierung der Bestell- und Nachschubprozesse.
• Bereitstellen von Echtzeitdaten für eine präzise und aktuelle Planung.
• Unterstützung eines Kanban-Systems:
• ERP-Systeme können den Materialfluss und die Bestände in Echtzeit überwachen und die Bestückung der Kanban-Karten steuern.
• Ermöglichen eine nahtlose Integration mit Lieferanten, um eine Just-in-Time Lieferung sicherzustellen.
• Optimieren die Produktion durch Bereitstellung von Daten zur Produktionsleistungsfähigkeit und -effizienz.

Zusammenfassung

MRP und Kanban sind beide wichtige Methoden der Produktionsplanung und -steuerung, die je nach Kontext und Produktionsumfeld unterschiedliche Vorteile bieten. Während MRP für komplexe und langfristige Planungsbedarfe geeignet ist, bietet Kanban mehr Flexibilität und Anpassungsfähigkeit. ERP-Systeme können beide Ansätze unterstützen, indem sie umfassende Daten und Automatisierungsfunktionen bereitstellen, um die Effizienz und Produktivität der Produktionsprozesse zu maximieren.

d)

Subexercise 4: Angenommen, Du bist Produktionsleiter und es treten regelmäßig Verzögerungen bei der termingerechten Fertigstellung der Aufträge auf. Welche Kennzahlen würdest Du in deiner Analyse berücksichtigen und welche operativen Maßnahmen könntest Du einleiten, um diese Verzögerungen zu minimieren? Gehe dabei insbesondere auf die Kennzahlen Durchlaufzeit, Maschinenbelegungsgrad und Liefertreue ein und erläutere, wie diese verbessert werden können.

Lösung:

Subexercise 4: Angenommen, Du bist Produktionsleiter und es treten regelmäßig Verzögerungen bei der termingerechten Fertigstellung der Aufträge auf. Welche Kennzahlen würdest Du in Deiner Analyse berücksichtigen und welche operativen Maßnahmen könntest Du einleiten, um diese Verzögerungen zu minimieren? Gehe dabei insbesondere auf die Kennzahlen Durchlaufzeit, Maschinenbelegungsgrad und Liefertreue ein und erläutere, wie diese verbessert werden können.

Wichtige Kennzahlen zur Analyse der Verzögerungen

Um die Gründe für Verzögerungen bei der termingerechten Fertigstellung von Aufträgen zu analysieren und gezielte Maßnahmen zur Verbesserung einzuleiten, sollten folgende Kennzahlen berücksichtigt werden:

• Durchlaufzeit: Die Durchlaufzeit misst den Zeitraum, den ein Produkt von der Auftragserteilung bis zur Fertigstellung benötigt. Eine kurze Durchlaufzeit steht für eine effiziente Produktion und schnelle Auftragsabwicklung.
• Maschinenbelegungsgrad: Der Maschinenbelegungsgrad gibt an, wie intensiv die Produktionsanlagen genutzt werden. Ein hoher Maschinenbelegungsgrad bedeutet eine hohe Auslastung der Maschinen, kann aber auch auf potenzielle Engpässe und Wartungsbedarf hinweisen.
• Liefertreue: Die Liefertreue misst die Fähigkeit eines Unternehmens, die Kundenaufträge termingerecht und vollständig zu erfüllen. Eine hohe Liefertreue ist ein Indikator für zuverlässige Produktionsprozesse und Kundenzufriedenheit.

Operative Maßnahmen zur Minimierung von Verzögerungen

Zur Reduzierung von Verzögerungen können verschiedene operative Maßnahmen ergriffen werden, die auf die Verbesserung der genannten Kennzahlen abzielen:

• Maßnahmen zur Verbesserung der Durchlaufzeit:
• Analyse und Optimierung der Produktionsprozesse, um Engpässe und ineffiziente Abläufe zu identifizieren und zu beseitigen.
• Implementierung von Lean Production-Prinzipien, um Verschwendung zu reduzieren und die Wertschöpfungskette zu optimieren.
• Einsatz von ERP-Systemen zur besseren Planung und Steuerung der Produktionsprozesse, um eine reibungslose Materialversorgung und Arbeitsorganisation sicherzustellen.
• Maßnahmen zur Optimierung des Maschinenbelegungsgrades:
• Regelmäßige Wartung und Instandhaltung der Maschinen, um ungeplante Ausfallzeiten zu minimieren.
• Analyse der Produktionsplanung, um eine gleichmäßige Auslastung der Maschinen sicherzustellen und Überlastungen zu vermeiden.
• Einsatz von APS-Systemen (Advanced Planning and Scheduling), um die Maschinenbelegung effizient zu planen und Engpässe frühzeitig zu erkennen.
• Maßnahmen zur Steigerung der Liefertreue:
• Verbesserung der Bedarfsprognosen und Produktionsplanung, um sicherzustellen, dass die richtigen Produkte zur richtigen Zeit vorhanden sind.
• Stärkung der Kommunikation und Zusammenarbeit mit Lieferanten, um eine zuverlässige Materialversorgung und pünktliche Lieferungen zu gewährleisten.
• Implementierung eines effektiven Auftragsmanagements, um die Aufträge besser zu überwachen und bei Bedarf schnell reagieren zu können.

Zusammenfassung

Um Verzögerungen bei der termingerechten Fertigstellung der Aufträge zu minimieren, sollten die Kennzahlen Durchlaufzeit, Maschinenbelegungsgrad und Liefertreue genau analysiert werden. Maßnahmen zur Verbesserung der Produktionsprozesse und der Maschinenwartung sowie eine effektive Planung und Zusammenarbeit mit Lieferanten können dazu beitragen, die Effizienz der Produktion zu steigern und die termingerechte Lieferung der Aufträge zu gewährleisten.

Aufgabe 2)

Lean Management und Just-in-Time-ProduktionIn der modernen Industrie zielen Lean Management und Just-in-Time (JIT) Produktion darauf ab, die Effizienz durch Reduzierung von Verschwendung und Optimierung des zeitgerechten Produktionsprozesses zu steigern. Die Hauptziele umfassen Kostenreduktion, Qualitätserhöhung und Verkürzung der Lieferzeiten. Lean Management konzentriert sich darauf, die Wertschöpfung zu maximieren und alle Formen von Verschwendung zu minimieren. Hierzu werden wichtige Methoden wie 5S, Kaizen und Kanban angewandt. Just-in-Time Produktion bedeutet, dass Materialien und Produkte genau dann geliefert werden, wenn sie benötigt werden, um Lagerkosten zu senken und die Flexibilität zu erhöhen. Engpässe müssen identifiziert und eliminiert werden, und eine hohe Prozessstabilität sowie eine zuverlässige Lieferkette sind Grundvoraussetzungen für den Erfolg von JIT. Während die Vorteile von Lean und JIT klar auf der Hand liegen, wie zum Beispiel geringere Lagerkosten und höhere Flexibilität, gibt es auch Nachteile, wie die Anfälligkeit für Unterbrechungen in der Lieferkette.

a)

a) Diskutiere, wie die Methoden 5S, Kaizen und Kanban konkret zur Reduzierung der Verschwendung in einem Produktionsunternehmen beitragen. Gib Beispiele für jede Methode.

Lösung:

• 5S-Methode:Die 5S-Methode besteht aus den fünf japanischen Begriffen Seiri (Sortieren), Seiton (Systematisieren), Seiso (Säubern), Seiketsu (Standardisieren) und Shitsuke (Selbstdisziplin).Durch das Sortieren (Seiri) werden unnötige Materialien entfernt, was Platz schafft und ein ordentlicheres Arbeitsumfeld fördert. Ein Beispiel wäre das Entfernen von defekten Werkzeugen oder überflüssigen Materialien.Das Systematisieren (Seiton) organisiert die notwendigen Materialien so, dass sie leicht zugänglich sind. Beispielsweise könnten Werkzeuge und Materialien nach ihrer Häufigkeit der Nutzung geordnet werden.Das regelmäßige Säubern (Seiso) trägt zu einem sauberen und sicheren Arbeitsplatz bei, wodurch die Effizienz gesteigert und Ausfälle minimiert werden. Ein Beispiel könnte die tägliche Reinigung von Produktionsmaschinen sein.Standardisieren (Seiketsu) sorgt dafür, dass die vorherigen Schritte dauerhaft beibehalten werden, indem Standards und Checklisten eingeführt werden.Selbstdisziplin (Shitsuke) bedeutet, dass sich die Mitarbeiter kontinuierlich an die 5S-Regeln halten, wodurch langfristig eine Kultur der Effizienz und Ordnung entsteht.
• Kaizen:Kaizen bedeutet „kontinuierliche Verbesserung“ und fördert kleine, kontinuierliche Verbesserungen im gesamten Unternehmen.Ein konkretes Beispiel für Kaizen könnte die Implementierung eines Verbesserungsvorschlags-Systems sein, bei dem Mitarbeiter regelmäßig Vorschläge zur Effizienzsteigerung einreichen. Dies könnte dazu führen, dass Produktionsprozesse optimiert oder ergonomische Arbeitsplätze gestaltet werden.Kaizen-Workshops (Kai-Kritik) können organisiert werden, um spezielle Probleme in der Produktion zu identifizieren und lösen. Diese Workshops fördern Teamarbeit und Innovation und tragen erheblich zur Reduzierung von Verschwendung bei.
• Kanban:Kanban ist ein visuelles System zur Steuerung von Produktion und Nachschub. Es verwendet Karten oder Tafeln, um die Produktionsschritte und den Status von Materialien darzustellen.Ein Beispiel für Kanban wäre die Verwendung von Signal-Karten (Kanban-Karten), die anzeigen, wann neue Materialien benötigt werden. Dies hilft, den Materialfluss zu optimieren und Überproduktion zu vermeiden.Kanban-Tafeln können in der Produktion eingesetzt werden, um den Arbeitsfortschritt sichtbar zu machen und Bottlenecks schnell zu identifizieren und zu beheben.

b)

b) Angenommen, ein Unternehmen implementiert eine JIT-Produktionsstrategie und benötigt täglich eine Lieferung bestimmter Teile, die 500 Euro pro Lieferung kosten. Wenn das Unternehmen nur alle zwei Tage eine Lieferung erhält, erhöhen sich die Lagerkosten um 50 Euro pro Tag an Beständen. Berechne die Gesamtkosten für beide Strategien über einen Zeitraum von 30 Tagen und bestimme, welche Strategie kostengünstiger ist.

Lösung:

Um die Gesamtkosten für beide Strategien über einen Zeitraum von 30 Tagen zu berechnen, müssen wir die Lieferkosten und Lagerkosten berücksichtigen.

• Strategie 1: Lieferung täglich

Die Gesamtkosten setzen sich ausschließlich aus den täglichen Lieferkosten zusammen, da bei dieser Strategie keine Lagerkosten anfallen:

Lieferkosten pro Tag: 500 Euro Anzahl der Tage: 30Daher sind die Gesamtkosten für tägliche Lieferungen:

\[ \text{Gesamtkosten}_{\text{täglich}} = 500 \times 30 = 15.000 \text{ Euro} \]

• Strategie 2: Lieferung alle zwei Tage

Hier entstehen sowohl Lieferkosten für jeden zweiten Tag als auch Lagerkosten für die Bestände, die zwischen den Lieferungen anfallen. Da die Lieferung alle zwei Tage erfolgt, werden in 30 Tagen insgesamt 15 Lieferungen benötigt. Zudem entstehen für 15 Tage Lagerkosten:

Lieferkosten pro Lieferung: 500 Euro Anzahl der Lieferungen (alle zwei Tage): 15Lagerkosten pro Tag: 50 Euro Anzahl der Tage mit Lagerkosten: 30 - 15 = 15

Daher sind die Gesamtkosten für Lieferungen alle zwei Tage:

\[ \text{Gesamtkosten}_{\text{alle zwei Tage}} = \text{Lieferkosten} + \text{Lagerkosten} \] \[ = (500 \times 15) + (50 \times 15) \] \[ = 7.500 + 750 = 8.250 \text{ Euro} \]

Zusammenfassend ergeben sich die folgenden Kosten für beide Strategien:

• Strategie 1 (tägliche Lieferungen): 15.000 Euro
• Strategie 2 (Lieferungen alle zwei Tage): 8.250 Euro

Die kostengünstigere Strategie ist somit die Lieferung alle zwei Tage, da die Gesamtkosten 8.250 Euro betragen, was deutlich günstiger ist als die 15.000 Euro für tägliche Lieferungen.

c)

c) Diskutiere die Herausforderungen, die ein Produktionsunternehmen bei der Umsetzung von JIT und Lean Management in einer globalen Lieferkette erleben kann. Beziehe dich dabei auf aktuelle globale Ereignisse und erkläre, wie sie sich auf Lieferketten auswirken können.

Lösung:

Die Umsetzung von Just-in-Time (JIT) und Lean Management in einer globalen Lieferkette bringt zahlreiche Herausforderungen mit sich. Hier sind einige der wichtigsten Aspekte, die es zu berücksichtigen gilt:

• Lieferkettenunterbrechungen:Globale Ereignisse wie Naturkatastrophen, politische Unruhen, Pandemien und Handelskriege können schwere Unterbrechungen in der Lieferkette verursachen. Zum Beispiel hat die COVID-19-Pandemie erhebliche Verzögerungen und Engpässe in der globalen Versorgungskette hervorgerufen, da Produktionsstätten geschlossen und Transportwege eingeschränkt wurden. Diese Art von Unterbrechungen kann kritisch sein, wenn Unternehmen auf Just-in-Time-Lieferungen angewiesen sind, da sie keine großen Lagerbestände haben, um diese Rückschläge abzufedern.
• Transport- und Logistikprobleme:Die Globalisierung der Lieferketten bedeutet, dass Materialien oft über große Entfernungen transportiert werden müssen. Probleme wie Frachtratenänderungen und Engpässe bei Transportkapazitäten können die pünktliche Lieferung von Teilen erschweren. Beispielsweise führte die Blockade des Suezkanals im Jahr 2021 zu erheblichen Verzögerungen bei der Lieferung von Waren, was die Produktion vieler Unternehmen beeinträchtigte.
• Qualitätsprobleme:Bei einer globalen Lieferkette besteht die Gefahr von Qualitätsproblemen, insbesondere wenn Teile von verschiedenen Herstellern weltweit bezogen werden. Unterschiede in den Qualitätsstandards und -kontrollen können zu Inkonsistenzen führen, die die Produktion beeinträchtigen. Lean Management erfordert hohe Qualität, um Verschwendung durch Ausschuss und Nacharbeit zu minimieren. Diese Anforderung kann schwierig zu erfüllen sein, wenn man auf eine vielfältige globale Lieferbasis angewiesen ist.
• Anfälligkeit für geopolitische Risiken:Geopolitische Ereignisse, wie z.B. Handelszölle, Embargos oder plötzliche Änderungen in den Handelsabkommen, können die Kosten und die Verfügbarkeit von Materialien beeinflussen. Die Einführung von Strafzöllen auf bestimmte Importe kann die Kosten für die Beschaffung erhöhen und somit die Grundprinzipien der Kostenreduktion im Lean Management untergraben.
• Komplexität der Koordination:Die Koordination einer globalen Lieferkette ist komplex und erfordert präzise Planung sowie Kommunikation zwischen verschiedenen Akteuren weltweit. Unterschiedliche Zeitzonen, Sprachen und Kulturen können zusätzliche Herausforderungen darstellen. Diese Komplexität kann sich negativ auf die Prozessstabilität auswirken, die für JIT und Lean Management entscheidend ist.
• Nachhaltigkeit und Umweltauflagen:Immer mehr Länder führen strengere Umweltauflagen ein, die die Produktion und den Transport von Gütern beeinträchtigen können. Diese Auflagen erfordern oft zusätzliche Maßnahmen und Kosten, was die Implementierung von Lean- und JIT-Strategien weiter verkomplizieren kann.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Implementierung von JIT und Lean Management in einer globalen Lieferkette zwar bedeutende Vorteile bringt, aber auch eine Reihe von Herausforderungen mit sich bringt, die durch aktuelle globale Ereignisse verstärkt werden. Unternehmen müssen daher flexible und robuste Strategien entwickeln, um diese Risiken zu managen und ihre Lieferketten zu optimieren.

Aufgabe 3)

Ein Unternehmen hat sich entschieden, Six-Sigma-Methodiken und statistische Prozesskontrolle (SPC) anzuwenden, um die Qualität seiner Produktionsprozesse zu verbessern. Sie sind beauftragt, einen Prozess zu analysieren, der in letzter Zeit häufige Fehler aufweist. Der Prozess zeigt eine hohe Variabilität, die durch die Implementierung von Kontrollcharts überwacht und kontrolliert werden soll. Ziel ist es, die Prozessfähigkeit auf einem Niveau von 3,4 Fehlern pro Million Möglichkeiten (DPMO) zu erreichen, was einem Sigma Level von 6 entspricht. Es wird angenommen, dass in einem Beobachtungszeitraum keine systematischen Veränderungen im Prozess stattfinden.

a)

Definiere den DMAIC-Zyklus von Six Sigma und erkläre, wie dieser Ansatz in der Analyse des genannten Prozesses angewendet werden kann, um die Prozessqualität zu verbessern. Gehe dabei auf jeden Schritt des Zyklus ein und beschreibe die spezifischen Maßnahmen, die Du vorschlagen würdest.

Lösung:

• Definieren: In der Define-Phase geht es darum, das Problem klar zu definieren und die Ziele des Projekts festzulegen. Für den genannten Prozess würde ich diese Phase nutzen, um das spezifische Problem der hohen Variabilität zu identifizieren. Wir würden die wichtigsten Stakeholder bestimmen und die kritischen Qualitätsmerkmale (CTQs) des Prozesses festlegen. Maßnahmen:
  • Prozess-Mapping und SIPOC (Suppliers, Inputs, Process, Outputs, and Customers) Diagramm erstellen.
  • Projektcharter erstellen, der das Problem, das Ziel und den Umfang des Projekts definiert.
  • Stakeholder und deren Anforderungen identifizieren.
• Messen: In dieser Phase geht es darum, Daten über den aktuellen Prozess zu sammeln, um eine Basislinie der Prozessleistung zu erstellen. Dabei wird die aktuelle Prozessfähigkeit analysiert. Maßnahmen:
  • Datenerhebung planen und durchführen.
  • Prozessleistung durch statistische Prozesskontrollinstrumente wie z.B. Kontrollcharts überwachen.
  • DPMO (Fehler pro Million Möglichkeiten) und Sigma Level des aktuellen Prozesses berechnen.
• Analysieren: Hier wird untersucht, warum die Fehler auftreten und was die Ursachen für die hohe Variabilität sind. Root-Cause-Analysis und andere analytische Methoden kommen zum Einsatz. Maßnahmen:
  • Ursachenanalyse mit Hilfe von Fishbone-Diagrammen (Ishikawa-Diagramm) und 5-Why-Methode.
  • Statistische Analysen und Hypothesentests durchführen.
  • Identifizieren der Hauptursachen (Kernfehlerquellen) für die Variabilität.
• Verbessern: In dieser Phase werden Lösungsvorschläge entwickelt und implementiert, um die identifizierten Probleme zu beheben und die Prozessleistung zu verbessern. Maßnahmen:
  • Brainstorming und Lösungskonzepte entwickeln.
  • Implementierung der identifizierten Verbesserungsmaßnahmen mittels Design of Experiments (DOE) oder Pilotprojekten.
  • Messung der Verbesserungen und Bewertung der Wirksamkeit der Maßnahmen.
• Kontrollieren: Ziel dieser Phase ist es, die Verbesserungen zu standardisieren und kontinuierlich zu überwachen, um sicherzustellen, dass die Prozessverbesserungen bestehen bleiben. Maßnahmen:
  • Standard Operating Procedures (SOPs) und Arbeitsanweisungen aktualisieren.
  • Fortlaufende Überwachung des Prozesses durch Kontrollcharts und andere SPC-Methoden.
  • Schulung der Mitarbeiter über die neuen Prozessstandards und kontinuierliche Verbesserung.

b)

Angenommen, Du hast Daten für einen bestimmten Prozess gesammelt und ein \textit{Control Chart} erstellt. Die Prozessmittelwerte und Standardabweichungen sind gegeben. Berechne die untere und obere Kontrollgrenze (\textit{LCL} und \textit{UCL}) für den Prozess. Nutz dazu die folgenden Formeln:\[ LCL = \bar{X} - 3 \frac{\bar{R}}{\bar{d}_2} \] und \[ UCL = \bar{X} + 3 \frac{\bar{R}}{\bar{d}_2} \], wobei \( \bar{X} \) der Prozessmittelwert, \( \bar{R} \) der Durchschnitt der Stichprobenbereiche und \( \bar{d}_2 \) der Durchschnittswert aus der Tabelle der Faktoren der Verteilung ist.

Lösung:

Um die unteren und oberen Kontrollgrenzen (Lower Control Limit, LCL und Upper Control Limit, UCL) für den Prozess zu berechnen, kannst Du die gegebenen Formeln verwenden:

• Untere Kontrollgrenze (LCL): \[ LCL = \bar{X} - 3 \frac{\bar{R}}{\bar{d}_2} \]
• Obere Kontrollgrenze (UCL): \[ UCL = \bar{X} + 3 \frac{\bar{R}}{\bar{d}_2} \]

Hierbei sind:

• \( \bar{X} \) : Der Prozessmittelwert.
• \( \bar{R} \) : Der Durchschnitt der Stichprobenbereiche.
• \( \bar{d}_2 \) : Der Durchschnittswert aus der Tabelle der Faktoren der Verteilung (abhängig von der Stichprobengröße).

Nehmen wir an, Dir liegen folgende Werte vor:

• \( \bar{X} \) = 50
• \( \bar{R} \) = 5
• \( \bar{d}_2 \) = 2,326 (für eine Stichprobengröße von 5, gemäß Tabelle der Faktoren der Verteilung)

Nun führen wir die Berechnung durch:

1. Berechnung der unteren Kontrollgrenze (LCL): \[ LCL = 50 - 3 \frac{5}{2,326} \] \[ LCL = 50 - 3 \times 2,15 \] \[ LCL = 50 - 6,45 \] \[ LCL = 43,55 \]
2. Berechnung der oberen Kontrollgrenze (UCL): \[ UCL = 50 + 3 \frac{5}{2,326} \] \[ UCL = 50 + 3 \times 2,15 \] \[ UCL = 50 + 6,45 \] \[ UCL = 56,45 \]

Die Kontrollgrenzen für den Prozess lauten somit:

• Untere Kontrollgrenze (LCL): 43,55
• Obere Kontrollgrenze (UCL): 56,45

Diese Kontrollgrenzen können verwendet werden, um ein Kontrollchart zu erstellen und die Prozesse zu überwachen.

Aufgabe 4)

ISO 9001 QualitätsmanagementsystemISO 9001 ist ein internationaler Standard für Qualitätsmanagementsysteme (QMS), der die Anforderungen definiert, um kontinuierliche Verbesserung und Kundenzufriedenheit zu gewährleisten. Zu den wesentlichen Elementen gehören:

• Ein prozessorientierter Ansatz
• Der P-D-C-A-Zyklus (Plan-Do-Check-Act)
• Anforderungen an Dokumentation, Ressourcenmanagement, Produktrealisierung und kontinuierliche Verbesserung
• Externe Zertifizierungen durch akkreditierte Stellen
• Ein Schwerpunkt auf Risikomanagement und Chancen

a)

Erläutere den prozessorientierten Ansatz im Kontext eines ISO 9001 konformen Qualitätsmanagementsystems und gib ein konkretes Beispiel aus der industriellen Produktion.

Lösung:

Der prozessorientierte Ansatz im Kontext eines ISO 9001 konformen Qualitätsmanagementsystems (QMS) bedeutet, dass alle Aktivitäten und Operationen innerhalb einer Organisation als miteinander verbundene Prozesse betrachtet werden. Diese Prozesse sollen so gestaltet und kontrolliert werden, dass sie zur Erreichung der festgelegten Qualitätsziele beitragen. Der Ansatz hilft dabei, ein klares Verständnis der Aufgaben, Verantwortlichkeiten und Wechselwirkungen aller Unternehmensprozesse zu entwickeln, was zur Effizienzsteigerung und Fehlerreduktion führt.

Wichtige Merkmale des prozessorientierten Ansatzes:

• Prozessidentifikation und -beschreibung: Alle wesentlichen Prozesse einer Organisation werden identifiziert und dokumentiert.
• Prozessverantwortung: Jede Prozessaktivität hat eine verantwortliche Person oder Abteilung zur Sicherstellung der Prozessqualität.
• Prozesssteuerung: Regelmäßige Überwachung und Messung der Prozesse, um sicherzustellen, dass sie die festgelegten Qualitätsziele erreichen.
• Kontinuierliche Verbesserung: Fortlaufende Analyse und Verbesserung der Prozesse, basierend auf Performance-Daten und Rückmeldungen.
• Interaktion und Schnittstellenmanagement: Klar definierte Schnittstellen zwischen den Prozessen, um einen reibungslosen Informations- und Materialfluss sicherzustellen.

Konkretes Beispiel aus der industriellen Produktion:

Betrachten wir eine Fertigungsstraße in einem Automobilwerk:

1. Prozessdefinition: Die Produktion eines Fahrzeugs wird in mehrere Schritte unterteilt, z.B. Chassis-Montage, Lackierung, Motorinstallation, Innenausstattung und Endkontrolle.
2. Prozessverantwortliche: Jeder dieser Schritte wird von einem spezifischen Team oder einer Abteilung überwacht und verantwortet.
3. Prozesssteuerung: Während jedes Prozessschrittes werden kritische Qualitätsparameter gemessen, z.B. die Präzision der Verschweißungen in der Chassis-Montage oder die Gleichmäßigkeit der Lackschicht in der Lackierung.
4. Kontinuierliche Verbesserung: Basierend auf den gemessenen Parametern und den Rückmeldungen aus der Endkontrolle werden regelmäßig Verbesserungen eingeführt, z.B. Anpassungen in der Schweißroboter-Programmierung oder Optimierung der Lackierverfahren.
5. Interaktion und Schnittstellen: Die Übergänge zwischen den einzelnen Prozessschritten sind klar definiert. Etwa wenn das Chassis fertig montiert ist, erfolgt eine Übergabe an die Lackierungsabteilung, die durch standardisierte Verfahren und Übergabeprotokolle geregelt ist.

Dieser prozessorientierte Ansatz stellt sicher, dass jeder Schritt in der Produktion optimal abläuft und dass eventuelle Probleme frühzeitig erkannt und behoben werden, wodurch die Gesamtqualität des Endprodukts verbessert wird.

b)

Erkläre den P-D-C-A-Zyklus und wie er zur Verbesserung der Produktqualität in einem Fertigungsunternehmen beitragen kann. Gib jeweils zwei passende Maßnahmen für die Phasen 'Plan' und 'Do' an.

Lösung:

Der P-D-C-A-Zyklus (Plan-Do-Check-Act), auch Deming-Kreis genannt, ist ein iterativer vierphasiger Managementzyklus für die kontinuierliche Verbesserung von Prozessen und Produkten. Er ist ein grundlegendes Werkzeug im Rahmen von ISO 9001 Qualitätsmanagementsystemen. Jede Phase des Zyklus bietet spezifische Schritte, um die Qualität zu verbessern und Prozesse zu optimieren.

Die vier Phasen des P-D-C-A-Zyklus:

• Plan (Planen): In dieser Phase werden die Ziele und Prozesse festgelegt und die notwendigen Schritte zur Erreichung der gewünschten Qualitätsanforderungen geplant.
• Do (Umsetzen): Die geplanten Maßnahmen und Prozesse werden implementiert und ausgeführt.
• Check (Prüfen): Die ausgeführten Prozesse und deren Ergebnisse werden überprüft und analysiert, um Abweichungen von den Plänen zu erkennen.
• Act (Handeln): Basierend auf den Ergebnissen der Überprüfung werden Korrekturmaßnahmen ergriffen, um die festgestellten Fehler zu beheben und zukünftige Prozesse zu verbessern.

Beispiele für Maßnahmen in der Phase 'Plan' und 'Do' in einem Fertigungsunternehmen:

Plan (Planen):

• Durchführung einer Kundenanforderungsanalyse, um die spezifischen Erwartungen und Qualitätsbedürfnisse der Kunden besser zu verstehen.
• Entwicklung eines detaillierten Produktionsplans mit festgelegten Qualitätszielen, Zeitplänen und Ressourcenanforderungen.

Do (Umsetzen):

• Schulung der Mitarbeiter in Bezug auf die neuen Qualitätsstandards und -prozesse, um sicherzustellen, dass alle Beteiligten die Anforderungen verstehen und umsetzen können.
• Implementierung neuer Technologien oder Maschinen, die zur Verbesserung der Produktqualität beitragen, z.B. präzisere Messtechnik oder Automatisierungsschritte.

Beitrag des P-D-C-A-Zyklus zur Verbesserung der Produktqualität in einem Fertigungsunternehmen:

Durch die Anwendung des P-D-C-A-Zyklus wird ein systematischer Ansatz zur kontinuierlichen Verbesserung verfolgt. Die Planungsphase stellt sicher, dass klare Ziele und Standards definiert werden. Die Umsetzungsphase sorgt dafür, dass die geplanten Maßnahmen effiziert und korrekt ausgeführt werden. Die Prüfungsphase ermöglicht eine objektive Bewertung der Ergebnisse und die Identifizierung von Verbesserungsmöglichkeiten. Schließlich wird in der Handlungsphase dafür gesorgt, dass erkannte Probleme behoben und zukünftige Prozesse angepasst werden, was langfristig zu einer höheren Produktqualität führt.

c)

Angenommen, ein Unternehmen implementiert ein ISO 9001 konformes QMS und stellt fest, dass eine Produktlinie eine Fehlerquote von 5% aufweist. Das Unternehmen plant eine Risikobewertung durchzuführen und Maßnahmen zur Fehlerreduktion zu definieren. Welche Schritte würdest Du vorschlagen und wie könnte eine mathematische Analyse hier helfen?

Lösung:

Um die Fehlerquote in einer Produktlinie eines Unternehmens, das ein ISO 9001 konformes Qualitätsmanagementsystem (QMS) implementiert, zu reduzieren, empfehle ich folgende Schritte im Rahmen einer Risikobewertung und anschließender Maßnahmen zur Fehlerreduktion:

Schritte zur Risikobewertung und Fehlerreduktion:

1. Fehlerursachenanalyse: Identifizierung der häufigsten Fehlerursachen durch Methoden wie Fischgräten-Diagramm (Ishikawa-Diagramm) oder FMEA (Fehler-Möglichkeits- und Einfluss-Analyse).
2. Erhebung und Analyse von Prozessdaten: Sammlung und Analyse von Daten aus dem Produktionsprozess, um Fehlerquellen und -muster statistisch zu bewerten.
3. Bewertung der Auswirkungen und Wahrscheinlichkeiten: Bewertung der Risiken hinsichtlich ihrer Häufigkeit und der Auswirkungen auf die Produktqualität und Kundenzufriedenheit.
4. Entwicklung und Implementierung von Gegenmaßnahmen: Definition und Umsetzung von Maßnahmen zur Risikoreduktion, wie Prozessoptimierungen, zusätzliche Kontrollen oder Mitarbeiterschulungen.
5. Überwachung und Evaluierung der Maßnahmen: Regelmäßige Überwachung der Maßnahmen und Bewertung ihrer Wirksamkeit zur kontinuierlichen Verbesserung.

Mathematische Analyse zur Unterstützung der Risikobewertung

Die mathematische Analyse kann auf verschiedene Weisen zur Reduktion der Fehlerquote beitragen:

• Statistische Prozesskontrolle (SPC): Verwendung statistischer Methoden zur Überwachung und Kontrolle des Produktionsprozesses. Dies umfasst Kontrolle von Mittelwert, Standardabweichung und Prozessfähigkeitsindizes (Cp und Cpk). Beispielsweise:
• Die Fehlerrate vor der Implementierung kann mit einer Wahrscheinlichkeit von 5% dargestellt werden, also:
• \(P(\text{Fehler}) = 0.05\)
• \(P(\text{kein Fehler}) = 0.95\)
• Zur Anwendung der statistischen Prozesskontrolle könnte festgestellt werden, dass die Produkte normalverteilt sind. Die Formel für die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion der Normalverteilung ist:
• \[f(x|\mu,\sigma) = \frac{1}{\sigma\sqrt{2\pi}} e^{-\frac{1}{2} \left(\frac{x-\mu}{\sigma}\right)^2}\]
• Hierbei sind \(\mu\) der Mittelwert und \(\sigma\) die Standardabweichung.
• Durch Berechnung und Anwendung dieser Verteilungsfunktion können Prozessabweichungen quantifiziert und überwacht werden.
• Verwendung der Pareto-Analyse zur Identifizierung der häufigsten Fehlerursachen: Mit dieser Analyse kann das Unternehmen erkennen, welche wenigen Ursachen die meisten Fehler generieren (80/20-Regel).

Beispiel einer mathematischen Analyse:

Angenommen, das Unternehmen produziert 10.000 Einheiten pro Monat und die Fehlerquote beträgt 5%.

• Anzahl der fehlerhaften Einheiten pro Monat:
• \(10.000 \times 0.05 = 500\) fehlerhafte Einheiten
• Nach Implementierung von Verbesserungsmaßnahmen soll die Fehlerquote auf 2% reduziert werden:
• \(10.000 \times 0.02 = 200\) fehlerhafte Einheiten
• Reduktion der fehlerhaften Einheiten um:
• \(500 - 200 = 300\) Einheiten
• Relative Reduktion der Fehlerquote:
• \(\frac{300}{500} \times 100 = 60\%\)
• Die Fehlerquote wurde somit um 60% reduziert.

Durch diesen Ansatz der systematischen Risikobewertung und mathematischen Analyse können gezielte Maßnahmen implementiert werden, die signifikant zur Reduktion der Fehlerquote und somit zur Verbesserung der Produktqualität beitragen.

d)

Diskutiere die Bedeutung externer Zertifizierungen durch akkreditierte Stellen für Unternehmen, die nach ISO 9001 zertifiziert sind. Welche Vorteile und möglichen Herausforderungen sind damit verbunden?

Lösung:

Die Bedeutung externer Zertifizierungen durch akkreditierte Stellen für Unternehmen, die nach ISO 9001 zertifiziert sind, kann nicht unterschätzt werden. Hier sind die Vorteile und Herausforderungen, die damit verbunden sind:

Vorteile:

• Vertrauenswürdigkeit und Glaubwürdigkeit: Eine Zertifizierung durch eine akkreditierte Stelle signalisiert den Kunden, dass das Unternehmen internationale Standards erfüllt. Dies stärkt das Vertrauen und die Glaubwürdigkeit des Unternehmens.
• Marktzugang und Wettbewerbsvorteile: Viele Märkte und Kunden verlangen von ihren Lieferanten eine ISO 9001 Zertifizierung als Grundvoraussetzung. Mit einer solchen Zertifizierung erhält ein Unternehmen Zugang zu neuen Märkten und hat einen Wettbewerbsvorteil gegenüber nicht zertifizierten Unternehmen.
• Prozessoptimierung: Der Zertifizierungsprozess selbst erfordert eine gründliche Überprüfung und Optimierung der internen Prozesse. Dies führt zu Effizienzsteigerungen und reduziert Verschwendung und Fehler.
• Kundenzufriedenheit: Da die ISO 9001 auf kontinuierlicher Verbesserung und Kundenzufriedenheit basiert, hilft die Zertifizierung, die Kundenanforderungen besser zu erfüllen und langfristige Kundenbeziehungen zu stärken.
• Motivation der Mitarbeiter: Ein zertifiziertes QMS schafft ein Gefühl von Stolz und Engagement bei den Mitarbeitern, da sie wissen, dass sie nach internationalen Standards arbeiten.
• Reduzierung von Risiken: Durch die Anforderungen des Risikomanagements in der ISO 9001, können Unternehmen Risiken besser identifizieren und reduzieren.

Herausforderungen:

• Kosten: Externe Zertifizierungen können mit erheblichen Kosten verbunden sein, einschließlich der Gebühren für die Zertifizierungsstelle und interner Vorbereitungskosten.
• Ressourcenaufwand: Der Zertifizierungsprozess erfordert eine umfangreiche Dokumentation, Schulung und Vorbereitung, was einen erheblichen Ressourcenaufwand, einschließlich der Zeit der Mitarbeiter, erfordert.
• Kontinuierliche Konformität: Um die Zertifizierung aufrechtzuerhalten, müssen Unternehmen sicherstellen, dass sie kontinuierlich den Anforderungen der ISO 9001 entsprechen. Dies erfordert regelmäßige Audits und ständige Verbesserungsanstrengungen.
• Stress und Druck: Der Zertifizierungsprozess kann stressig und druckreich sein, insbesondere wenn zeitnahe Audits anstehen und umfassende Dokumentation und Compliance nachgewiesen werden müssen.
• Potenzieller Widerstand: Änderungen in den Arbeitsprozessen und zusätzlichen Dokumentationsanforderungen können auf Widerstand bei den Mitarbeitern stoßen, was das Change Management erschwert.

Insgesamt überwiegen die Vorteile externer Zertifizierungen die Herausforderungen, indem sie Unternehmen dabei unterstützen, ihre Prozesse zu verbessern, Risiken zu minimieren und das Vertrauen der Kunden zu gewinnen. Dennoch ist es wichtig, die potenziellen Herausforderungen zu verstehen und geeignete Maßnahmen zu ergreifen, um diese zu bewältigen.