Was ist ein Engpass und wie lässt sich seine Wirkung begrenzen, um die Produktion zu optimieren?

Was ist ein Engpass?

In einer Produktionslinie ist ein Engpass ein Arbeitsplatz, der mehr Arbeit erhält, als er bei maximaler Produktionskapazität bewältigen kann. Mit anderen Worten: Er ist der Produktionsschritt mit der niedrigsten Taktrate im Produktionsfluss. Aus diesem Grund wird ein Engpass auch als Kapazitätsengpass bezeichnet.

Zum besseren Verständnis ein Beispiel: Ein Töpfer fertigt auf seiner Töpferscheibe in 30 Minuten eine Vase und legt sie anschließend für 50 Minuten in den Brennofen, dessen Kapazität nur eine Vase beträgt. Produziert der Töpfer seine Vasen in Serie, fertigt er fast 2 Vasen, während der Ofen nur eine einzige brennt. Der Ofen ist dann der Engpassarbeitsplatz, weil er im Verhältnis zu seiner Brennkapazität zu viele Vasen erhält. Nehmen wir nun an, der Ofen brennt eine Vase in 30 Minuten und der Töpfer braucht 50 Minuten, um eine Vase herzustellen. Dann wird die Station des Töpfers zum Engpassarbeitsplatz. In diesem Fall läuft der Ofen im Teillastbetrieb und ist somit nicht optimal ausgelastet.

Engpässe zu beseitigen gehört zu den wirksamsten Mitteln, um die Leistung des Werks zu verbessern. Denn das Gesamtergebnis der Produktion hängt vom leistungsschwächsten System ab. Greift man das vorherige Beispiel auf, verlässt daher alle 50 Minuten eine Vase die Werkstatt des Töpfers – entsprechend dem leistungsschwächsten Arbeitsplatz.

Die Optimierung der Logistikflüsse verbessert somit die Taktrate und trägt dazu bei, die Produktionskosten zu senken und die Kundentermine besser einzuhalten.

Wie erkennt man einen Engpass?

Um einen Engpass zu beseitigen, muss man ihn zunächst identifizieren, um die passende Maßnahme einzuleiten.

In der Regel wird eine Identifikation in 3 Schritten empfohlen:

• Die Aktivität anhand visueller Indikatoren verfolgen. Wer den Gesamtablauf der Aktivität auf einem Kanban-Board oder in einer Flusskarte visualisiert, erkennt leichter, wo sich Aufgaben stauen.

• Die Warteschlangen für jeden Arbeitsplatz erfassen. In einer Produktionslinie zeigt sich ein Engpass zum Beispiel an einem Arbeitsplatz mit hohem vorgelagertem Bestand.

• Die Zykluszeit je Stufe messen. Dieser Schritt quantifiziert die Wartezeiten an jedem Arbeitsplatz und macht Kapazitätsungleichgewichte zwischen den einzelnen Arbeitsplätzen sichtbar.

Wie lassen sich Engpässe begrenzen?

Um einen Engpass zu begrenzen, genügt es manchmal, dem limitierenden Arbeitsplatz mehr Personal oder Ressourcen zuzuweisen. Ist beispielsweise ein Montagearbeitsplatz der Engpass einer Produktionslinie, kann es sinnvoll sein, zusätzliche Bediener einzusetzen oder einen weiteren Qualitätssicherungsprüfer einzustellen, um die Arbeitszeit der bereits am Arbeitsplatz tätigen Bediener zu verringern.

Eine weitere sehr wirksame Möglichkeit, einen Engpass in einer Produktionslinie zu begrenzen, ist der Einsatz von Pufferbeständen, auch Buffer genannt.

Ein Buffer ist ein Bestand, der an strategischen Stellen der Produktionslinie platziert wird. Er stabilisiert die Flüsse und ermöglicht es, mit maximaler Kapazität zu arbeiten, um Produktionseinbrüche zu begrenzen. In der Fertigung kann das bedeuten, ausreichend Material griffbereit zu halten, damit die Abläufe reibungslos funktionieren.

Es gibt außerdem weitere Maßnahmen, um Engpässe zu begrenzen:

• Den identifizierten Engpass auf Volllast betreiben. Der limitierende Prozess darf nie stillstehen, da er aufgrund seiner Produktionszeit bereits einen negativen Einfluss auf den Rest der Produktionslinie hat.

• Den Druck auf den Engpass so weit wie möglich reduzieren. Die Arbeit muss in bestmöglicher Qualität am limitierenden Arbeitsplatz ankommen, sodass dort keine Nacharbeit nötig ist, die die Zeit in diesem Schritt noch weiter verlängern würde.

• Die Grenzen für die Menge der laufenden Arbeit steuern. Daran anknüpfend ist es wichtig, ein Limit für die Menge der laufenden Arbeit festzulegen, um den Engpassarbeitsplatz nicht zu überlasten.

Auch Einschränkungen außerhalb des Werks können Engpässe verursachen. So kann etwa ein Rohstoffmangel schnell einen Engpass an den Montagearbeitsplätzen erzeugen und damit einen Produktionsrückgang auslösen. Diese Art von Einschränkung ist schwer vorherzusehen und zu verringern, erfordert aber große Reaktionsfähigkeit und Flexibilität seitens des Unternehmens.

Einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess einführen, um die Produktion in jedem Produktionszyklus zu optimieren

Wichtig zu wissen: Sobald der Engpass identifiziert und behoben ist, entsteht zwangsläufig ein neuer Engpass in der Produktionslinie.

Nehmen wir erneut den Fall, dass der Töpfer alle 30 Minuten eine Vase fertigt und der Ofen alle 50 Minuten eine Vase brennt. Um die Leistung des Engpassarbeitsplatzes zu verbessern, kann der Töpfer beschließen, einen zweiten Ofen zu kaufen und so 2 Vasen gleichzeitig zu brennen. In diesem Fall wird der Töpfer automatisch zum neuen Engpassarbeitsplatz, denn im kontinuierlichen Betrieb verlässt seine Werkstatt künftig alle 30 Minuten eine Vase – entsprechend seiner Fertigungszeit für eine Vase.

Deshalb ist es wichtig, einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess einzuführen, um die limitierenden Arbeitsplätze in jedem Produktionszyklus zu reduzieren.