Knorr-Bremse: Heijunka-Planung auf Basis von SAP ERP ECC 6.0

Knorr-Bremse hat bei der Werkserweiterung in Budapest neue Management-Methoden eingeführt. Gleichzeitig musste das SAP-ERP-System angepasst werden.

Bei der Erweiterung des Werkes in Budapest investierte Knorr-Bremse nicht allein in neue Gebäude und Anlagen. Mit Wertstromanalysen, Umstellung auf Zellenfertigung und Einführung von Lean-Management-Methoden wie der Heijunka-Planung wurde die Produktion neu in einer Fünf-Tage-Fabrik organisiert. Die Durchlaufzeiten haben sich seither erheblich verkürzt, Kundenaufträge werden flexibler bearbeitet.

Der Bereich Systeme für Schienenfahrzeuge des Knorr-Bremse-Konzerns ist als einer der führenden Hersteller von Brems- und On-Board-Systemen für Schienenfahrzeuge in 25 Ländern weltweit vertreten und beschäftigt rund 14.000 Mitarbeiter. Die Geschäftsbeziehungen mit Ungarn begannen bereits in den 1920er Jahren mit ersten Lizenzfertigungen für LKW-Bremsen. Seit 1995 wird in einer eigenen Niederlassung gefertigt.

Die Prozesse im Budapester Werk waren nach dem Werkstattprinzip ausgerichtet, produziert wurde damals an sechs Tagen die Woche. Nach dem klassischen Ansatz des Material Ressource Planning (MRP) wurden ausgehend von den Primärbedarfen über den MRP-Lauf die Stücklisten aufgelöst, Bedarfe geplant und Bestellvorschläge, das heißt Planaufträge, Bestellanforderungen und Lieferplaneinteilungen, generiert. Ziel war es, möglichst in großen Losmengen zu fertigen. Dabei orientierte sich die mechanische Fertigung überwiegend an den Terminvorgaben aus dem MRP und weniger am geplanten Montageprogramm.

Daraus ergaben sich jedoch auch Nachteile: Zum einen wurde zu früh und zu viel produziert, es kam zur Überproduktion auf Komponentenebene, Teile mussten zwischengelagert werden. Durch die Fertigung großer Losgrößen waren die Produktionskapazitäten gebunden, das schränkte die Flexibilität in der Fertigung ein. Bei Änderungen in der Auftragsreihenfolge fehlten häufig die nötigen Fertigungshilfsmittel. Auch die Lieferanten konnten auf kurzfristige hohe Bedarfe in bestimmten Zeiträumen nicht reagieren. Insgesamt verursachte das einen hohen Aufwand in Steuerung und Terminverfolgung.

Produktion in der Fünf-Tage-Fabrik

Mit der konsequenten Umsetzung einer Fünf-Tage Fertigung sollte sich das ändern. Das wichtigste Element des Fünf-Tage-Prinzips ist die drastische Herabsetzung der Durchlaufzeiten der internen Produktion. Was in der Serienfertigung im Automotivsektor längst alltäglich ist, stellt in der Schienenfahrzeugindustrie mit ihren tendenziell kleineren Stückzahlen sowie Einzel- oder Projektfertigung eine Herausforderung dar. Hier sind die Produktbestandteile meist schon am Anfang der Wertschöpfungskette variantenreich und von Projekt zu Projekt unterschiedlich.

Abbildung 1: Knorr-Bremse Produktionsstraße im Budapester Werk.

Wie ambitioniert das Projekt im Budapester Werk war, verdeutlicht ein Beispiel: Für die Produktion einer Klotzbremseinheit von der Bereitstellung des Rohmaterials bis zur Endmontage und Test rechnete man ursprünglich mit einer Zeitspanne von 15 bis 25 Arbeitstagen. In der Fünf-Tage-Fabrik muss die gesamte Produktion in fünf Arbeitstagen realisiert werden, was etwa 20 bis 25 Prozent der früher veranschlagten Zeit ausmacht. Parallel dazu wird auch die Menge der im Prozess gebundenen Materialien und damit der Bestandswerte auf ein Viertel der ursprünglichen Menge herabgesetzt.

Der Betrieb der Fünf-Tage-Fabrik ist nur möglich, wenn es gelingt, eine Materialverfügbarkeit von annähernd 100 Prozent zu erreichen. Daher ist die enge Verzahnung von Lieferkette und Produktion ein wichtiger Punkt. Die Lieferanten wurden mit einem regelmäßigen Forecast zur Planung für die Folgemonate eingebunden. Auf dieser Basis werden dann die tatsächlichen Lieferungen kurzfristig abgerufen. Innerhalb der Knorr-Bremse Produktion bilden integrierte Fertigungszellen, ein eigenes Oberflächenzentrum und die Fließmontage die Basis des neuen Produktionskonzepts.

In der Produktion werden vorab abgestimmte Durchlaufzeiten mit den entsprechenden Kapazitäten reserviert, die mechanische Bearbeitung beginnt nach Möglichkeit schon am ersten Tag nach Auftragsfreigabe. Jedes zu beschichtende Werkstück muss innerhalb der vorgegebenen Zeitgrenzen, maximal am dritten Tag, in das Oberflächenbehandlungs- und Beschichtungszentrum gelangen, das nach einer Durchlaufzeit von etwa einem Tag alle beschichteten Teile an die Montage weitergibt. Gleichzeitig müssen auch die zur Montage erforderlichen Teile dort eintreffen. Der Ablauf wird am fünften Tag mit der Endmontage und der Funktionsprüfung abgeschlossen. Das Werkslayout wurde konsequent am Wertstrom ausgerichtet, um kurze und transparente Materialflüsse zu erreichen.

Die grafische Plantafel

Auch die Planungsprozesse galt es anzupassen. Basierend auf dem Heijunka-Prinzip der Harmonisierung des Produktionsflusses werden im Voraus die optimale Menge und Reihenfolge der Herstellung der Produkte ermittelt. Um dieses Konzept mit dem verwendeten System SAP ERP ECC 6.0 abbilden zu können, mussten zunächst die Systemeinstellungen wie Losgrößenverfahren geändert, aber auch die Tools zur Produktionsplanung angepasst werden.

Für die exakte Planung und Steuerung der Montage und der mechanischen Fertigung wurde die grafische Plantafel eingesetzt. Dafür analysierte man zunächst in den einzelnen Fertigungslinien in der Montage die Engpässe und versah die Arbeitspläne mit realistischen Zeiten. So wurde eine endgültige Planung der Linien ermöglicht. Mit Hilfe der grafischen Plantafel können die einzelnen Montagelinien unter Berücksichtigung der tatsächlichen Kapazitätssituation optimal belegt werden.

„Der Betrieb der Fünf-Tage-Fabrik ist nur möglich, wenn es gelingt, eine Materialverfügbarkeit von annähernd 100 Prozent zu erreichen.“

Martin Kreutz, Consilio IT-Solutions

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Ausgehend von den eingeplanten Aufträgen werden im Anschluss über den MRP die Bedarfe geplant und Bestellvorschläge (Planaufträge) generiert. Um sicherzustellen, dass in der mechanischen Fertigung nur gefertigt wird, was auch in der Montage in den Folgetagen montiert wird, können nur Planaufträge in Fertigungsaufträge umgewandelt werden, für die tatsächlich in der Montage ein Fertigungstermin geplant ist. Außerdem wurde ein Customizing von kundenspezifischen Sichten für die Montageplanung vorgenommen sowie weitere Anpassungen, darunter auch spezifische Reihenfolgeprüfung bei der Einplanung von Vorgängen und Validierungen bei Arbeitsplatzwechsel. Zusätzlich wurden die Infotexte der Balken und Rollbereiche erweitert. Veränderte Farbsteuerung von Balken zeigen dem Planer den Bearbeitungsstatus eines Fertigungsauftrags.

Auch bei der Planung der mechanischen Fertigung kommt die grafische Plantafel zum Einsatz, um eine realistische Belegung der Maschinen zu erreichen. Bereits bei Auftragseingang werden die Kapazitäten berücksichtigt – über Prüfungen gegen Kontingente. Feinplanung und Reihenfolgeänderung sind mit vorkonfigurierter graphischer Plantafel möglich. Ein ebenfalls vorkonfiguriertes Programm sorgt dafür, dass erst nach Einplanung der Endprodukte auch die Planaufträge auf Komponentenebene in Fertigungsaufträge umgewandelt werden. Weiterhin wurde eine dynamische Verfügbarkeitsprüfung der Fertigungshilfsmittel für eingeplante Aufträge umgesetzt.

Da die Heijunka-Planung nicht nur auf einer Tafel in der Fertigung angezeigt wird, sondern auch im System für jeden abrufbar ist, konnte die Transparenz für alle am Prozess beteiligten Fachbereiche wie Einkauf, Disposition, Planung, Fertigung und Vertrieb erhöht werden. Die Auswirkungen von Terminänderungen und Umplanungen werden sofort an alle weitergeleitet.

Somit trägt die SAP-basierte Planung dazu bei, dass die Projektziele (Reduzierung der Durchlaufzeit und Bestände, Erhöhung der Flexibilität und Lieferfähigkeit) mit Einführung der Fünf-Tage-Fabrik erreicht werden konnten.

Über den Autor:
Dr. Martin Kreutz ist Managing Consultant der Consilio IT-Solutions GmbH.

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Artikel wurde zuletzt im Juni 2016 aktualisiert

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