Toyota-Produktionssystem

Das Toyota-Produktionssystem (TPS, jap. トヨタ生産方式, Toyota seisan hōshiki) ist eine Konzeption, um jede Art der Verschwendung zu vermeiden, die sich im Laufe der Zeit bei der Firma Toyota herausgebildet hat und die ständig weiter entwickelt wird.

Der grundsätzliche Aufbau des Toyota-Produktions-Systems

Die Toyota Motor Corporation hat sein Produktionssystem erst im Jahr 1992 in einem „booklet“ offiziell beschrieben und publiziert. Diese Broschüre wurde überarbeitet und im Jahr 1998 erneut herausgegeben.^[2] Im Vorwort heißt es: „The TPS is a framework for conserving resources by eliminating waste. People who participate in the system learn to identify expenditures of material, effort and time that do not generate value for customers“ und weiter „we have avoid a ’how-to’ approach. The booklet is not a manual. Rather it is an overview of the concepts, that underlie our production system. It is a reminder that lastings gains in productivity and quality are possible whenever and wherever management and employees are united in a commitment to positive change“. Das TPS ist also kein Rezeptbuch, das man einfach nur anwenden muss, wie etwas gemacht wird und schon ist man erfolgreich. Vielmehr bietet es einen Rahmen und einen Überblick über Konzepte, die von Management und den Mitarbeitern gelebt und ständig weiterentwickelt werden müssen.

 

Toyota-Produktions-System

Das Toyota-Produktionssystems kann man sich als Haus vorstellen. Das Dach bildet die Spitze mit dem Ziel des TPS, das Erreichen höchster Produktivität bei hoher Qualität und pünktlicher Lieferung. Dieses Dach wird von zwei Säulen getragen, die die beiden Prinzipien des TPS beschreiben. Diese Säulen ruhen auf einem Fundament, das die grundsätzlichen Vorgehensweisen beschreibt.

• Ziel
  • Hohe Produktivität bei höchster Produktqualität und pünktlicher Lieferung
• Jidoka-Prinzip - Das Jidōka-Prinzip besagt, dass Qualität im Prozess entstehen muss und enthält folgende wesentliche Elemente:
  • Produktionstop bei Abweichungen (z. B. Andon)
  • Standardisierte Prozesse (s. Arbeitsanweisung)
  • Fehlervorbeugung und Fehlervermeidung (z. B. Poka Yoke)
• JIT-Prinzip - Das Just-in-Time-Prinzip besagt, dass nur das produziert wird, was auch tatsächlich zur Erfüllung der Kundenaufträge benötigt wird und enthält folgende wesentliche Elemente:
  • nur für den Kundenbedarf fertigen (s. BTO)
  • ausbalancierte Produktion (s. Nivellierung (Betriebswirtschaftslehre))
  • Pullsystem (z. B. Kanban)
  • kontinuierlicher Materialfluss (s. Fließfertigung)
  • getaktete Fertigung (s. Taktzeit)
  • vielseitig qualifizierte/einsetzbare Mitarbeiter
• Fundament
  • Beseitigung jeglicher Verschwendung (japanisch muda)
  • Ausdehnung und Weiterentwicklung des TPS
  • Einbeziehung der Lieferanten (japanisch kenbutsu)
  • Kontinuierliche Verbesserung der Prozesse (japanisch kaizen)

Erläuterungen zu einigen Aspekten des Toyota-Produktionssystem

Eliminierung der Verschwendung:

Die Arbeit setzt sich zusammen aus Wertschöpfung und Verschwendung. Bearbeitungszeiten auf der Maschine sind Wertschöpfung. Das Warten des Maschinenbedieners auf das Ende des Bearbeitungsvorgangs oder das Transportieren von Teilen sind Verschwendung. In den meisten Fabriken gibt es hohe Materialbestände vor, im und nach dem Fertigungsprozess. Damit kann man Fehlteile auf der Zulieferseite, Maschinenausfälle oder schlechte Fertigungsqualität kompensieren, ohne dass dies Auswirkungen auf den Endkunden hat. Es ist sogar so gewollt, weil man davon ausgeht, dass es zu Problemen kommt. Dieser Zustand wird nicht als Verschwendung empfunden, weil er in den meisten Fabriken der Normalzustand ist. Man muss also die Probleme vermeiden, die durch Verschwendung kompensiert werden sollen. Das setzt voraus, dass insbesondere die Materialbestände im Fertigungsprozess drastisch reduziert werden – was indes kontrolliert zu erfolgen hat, weil für alle anschließend auftretenden Probleme eine Lösung gefunden werden muss, die Produktionsausfälle verhindert. Ziel dabei ist es, Verschwendung durch Wertschöpfung zu ersetzen. Im Toyota-Produktionssystem unterscheidet man sieben Verschwendungsarten. Die Verschwendung wird im Japanischen als „Muda“ bezeichnet. Eine Möglichkeit, Verschwendung sichtbar zu machen, sind die sogenannten Andon-Tafeln oder Andon-Signale. Das Verfahren zur Erkennung und Beseitigung der Verschwendung wird in der Literatur auch als Muda-Elimination bezeichnet.

Der Erfinder des Toyota Production System, Taiichi Ohno, beschränkte sich auf sieben Arten der Verschwendung, welche durch Liker, Keyte und Locher um eine achte Art, die Unterschätzung oder Nichtnutzung der Fähigkeiten von Mitarbeitern, ergänzt wurden.^[5] Auch die unterlassene Vorbeugung gegen Gefahren, Maschinenausfälle aufgrund mangelnder Wartung (mangelhafte oder fehlende Total Productive Maintenance), Informationsmängel (besonders in ERPs) und Produktdesigns die nicht den Kundenwünschen entsprechen^[6] können als Arten der Verschwendung angesehen werden.

1. Überproduktion
2. Materialbestände
3. Transporte und Laufwege
4. umständliche Bearbeitung
5. umständliche Bewegungen
6. Wartezeiten
7. Nacharbeiten

Überproduktion liegt vor, wenn in einer Schicht mehr Halb- und/oder Fertigfabrikate produziert wurden, als von der Programmplanung für diese Schicht vorgegeben wurden. Dies ist in der Regel dann der Fall, wenn sich die einzelnen Bereiche der Produktion selbst optimieren. Beispielsweise gibt es in einem Bereich störungsanfällige Maschinen, die immer wieder zu Produktionsausfällen führen. Um den Produktionsausfall zu kaschieren, wird in den Schichten, in denen die Maschine gut funktioniert, so viel wie möglich produziert damit der nachfolgende Bereich bei einem Ausfall in der nächsten Schicht aus dem durch die Überproduktion aufgebauten Pufferlager versorgt werden kann. Ein zweiter Grund für Überproduktion sind zu viele Werker an Bord. Durch schlechte Urlaubs- oder Freischichtplanung kann es dazu kommen, dass der Meister in einer Schicht mehr Mitarbeiter zur Verfügung hat, als er für das vorgesehene Programm braucht. Um Probleme mit dem Betriebsrat zu vermeiden, schickt er die Kollegen nicht nach Hause, sondern setzt sie an Maschinen oder Arbeitsplätzen ein, die er in dieser Schicht eigentlich nicht benötigt. Ein dritter Grund für Überproduktion ist schlechte Qualität. Wenn die Abteilung ihren Prozess nicht im Griff hat und die Ausschussraten zwischen beispielsweise 2 und 20 Prozent liegen, wird man versuchen, mehr zu produzieren als im Programm vorgesehen ist um den nachfolgenden Bereich mit I.O.-Ware zu versorgen.

'Materialbestände:

Materialbestände sollen im Toyota-Produktionssystem möglichst gering gehalten oder ganz beseitigt werden. Zu viel Material verursacht Kosten für gebundenes Kapital, für erforderliche Lagerflächen und überflüssiges Transporthandling. Diese Verschwendungsart bezieht sich auf die drei folgenden Arten von Materialien:

• – Rohmaterial im Wareneingangslager und im Produktionsprozess
• – Halbfertigerzeugnisse im Produktionsprozess und in Halbfertigteilelägern
• – Fertigerzeugnisse im Fertigteillager

Synchronisierung der Prozesse:

Im herkömmlichen Produktionssystem ermittelt ein zentrales PPS-System auf der Basis von Rüstzeiten optimale Losgrößen für unabhängig voneinander agierende Fertigungsbereiche, die nach dem Werkstattprinzip organisiert sind. Dabei schiebt jeder Bereich seine Teile in einen Puffer für den nachfolgenden Prozess (Schiebendes System). Bei Bearbeitungszeiten von weniger als einer Stunde liegt die Produktionsdurchlaufzeit oft bei mehreren Wochen. Im Toyota-Produktionssystem wird nur das produziert, was gerade verbraucht wurde. Mit schnellen Werkzeugwechseln wird die Produktion kleiner Losgrößen wirtschaftlich. Die Durchlaufzeit (lead time) ist fast identisch mit der reinen Bearbeitungszeit (cycle time). Das Material ist permanent im Fluss. Die Durchlaufzeit reduziert sich gegenüber dem schiebenden System um über 90 %. Dies wird im Wesentlichen durch die Umstellung von der Losgrößenfertigung im Werkstattprinzip auf die Einzelstückfertigung im Fließprinzip (One-Piece-Flow) erreicht. Die Information, was in welcher Menge zu produzieren ist, wird vom nachgelagerten Bereich mittels einer sogenannten Kanbankarte an den vorgelagerten Bereich weitergegeben (Ziehendes System / Pull Prinzip). Damit verliert das PPS-System seine zentrale Steuerungsfunktion. Es hat nur noch Dokumentationsfunktion für Teile- oder Kundenstammdaten. Die Steuerungsfunktion übernehmen die Kanbankarten, die die Steuerungsdaten dezentral transportieren. Das Material im Prozess kann schrittweise um bis zu 90 Prozent reduziert werden. Parallel dazu werden die auftretenden Probleme, die nun zu Tage treten, gelöst.

Standardisierung der Prozesse:

In einer gut organisierten Fabrik ist klar geregelt, welches Material in welcher Menge auf welcher Fläche steht und wie und womit an den verschiedenen Arbeitsplätzen gearbeitet wird. Diese Spielregeln sind dokumentiert und nur ein Verbesserungsvorschlag führt zu einer Änderung der Spielregeln. Denn nur wer weiß, wo er steht, kann feststellen, ob er sich verbessert. Standards müssen für jeden sichtbar in der Fabrik visualisiert werden. Die Veröffentlichung von Standards ist aber nur dann sinnvoll, wenn man auf einen Blick erkennen kann, ob sie eingehalten werden. Sowohl die Mitarbeiter wie auch die verantwortlichen Führungskräfte müssen sofort erkennen können, ob der Prozessstandard eingehalten wird oder nicht. Hier verwendet Toyota das Prinzip der Visualisierung. Standardabweichungen müssen direkt ins Auge stechen. Beispielsweise werden Ablageplätze für Instandhaltungswerkzeug mit dessen Umriss gekennzeichnet. Liegt das Werkzeug nicht am Platz, ist aufgrund dessen Umriss sofort klar, welches Werkzeug hier liegen sollte. Um die dauerhafte Einhaltung der Standards sicherzustellen, müssen diese auditiert werden. An der Auditierung beteiligen sich die Führungskräfte aller Hierarchieebenen. Dafür ist ein detaillierter Auditierungsplan zu erstellen, aus dem ersichtlich ist, wer wann welches Audit durchführt. Der Auditierungsvorgang wird von den Mitarbeitern nicht als Kontrolle empfunden, da sie mit ihren Standardarbeitsblättern selbst die Richtwerte definieren, weshalb das Interesse des Managements an der Einhaltung der Prozessstandards eher als positiv empfunden wird. Toyota baut auf Standards, welche aber ständig durch die Mitarbeiter verbessert werden müssen (kaizen). Dadurch ist es Toyota möglich, eine Abwechslung zu monotonen, standardisierten Abläufen anzubieten.

Vermeidung von Fehlern, Fehlervorbeugung:

Bei minimalen Materialbeständen im Prozess ist es unabdingbar, dass nur Gut-Teile an den nachgelagerten Bereich weitergegeben werden. Dies setzt voraus, dass die Produktqualität ständig nicht nur durch Stichproben überwacht wird. Dazu müssen alle Mitarbeiter von Produktion und Logistik entsprechend geschult und für diese Problematik sensibilisiert sein. Die Methode hierfür wird als Total-Quality-Management (TQM) bezeichnet. Jeder Mitarbeiter kann Fehler machen. Je mehr Punkte er prüfen muss, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass er etwas übersieht. Deshalb muss die Zahl seiner Prüfpunkte auf ein Minimum reduziert werden, was kein Widerspruch zum vorangegangenen Abschnitt ist. Automatisches Prüfen (Jidoka), die Selbstkontrolle der Maschine, wird erreicht durch einfache Sensoren oder Führungen, doch die genannten Hilfsmittel dürfen nicht zu einem zusätzlichen Prozessrisiko werden. Damit wird die Maschine in die Lage versetzt, selbst zu erkennen, ob die Toleranzen eingehalten werden. Ist dies nicht der Fall, hält sie automatisch an. In Japan nennt man diese Methoden Poka Yoke, was soviel bedeutet, wie „Vermeidung unbeabsichtigter Fehler“. Erkennt ein Mitarbeiter einen Fehler, der nicht schnell behebbar ist, zieht er die Andon-Leine zum Stoppen der Produktionsstraße. Dazu gehört ach die Wartung und Verbesserung der Produktionsanlagen. Die Mitarbeiter der Produktion werden wartungstechnisch geschult und können Störungen bis zu einem gewissen Grad selbst beheben. Erst wenn ihnen die Reparatur innerhalb eines definierten Zeitraums nicht gelingt, tritt die zentrale Instandhaltungstruppe in Aktion (autonome Instandhaltung). Ziel ist es, bei einer auftretenden Störung die tatsächliche Ursache hierfür zu finden und diese dann nachhaltig zu beseitigen. Dabei geht man nach der sogenannten „5-W-Methode“ vor, bei der man mit dem „fünfmaligen Fragen nach dem Warum“, in fast allen Fällen auch die tatsächliche Störungsursache findet. Der Wille, auftretende Probleme oder Störungen nachhaltig zu lösen, also so, dass sie nie mehr auftreten, wird vor allem unterstrichen durch die Möglichkeit, dass die Werker über eine Reißleine das Fließband stoppen und somit die Produktion anhalten können. Mit der Dezentralisierung der Instandhaltung werden die Werker in die Verantwortung für die Funktionsfähigkeit ihrer Maschinen eingebunden. Da sie bei Maschinenstörungen nicht automatisch Pause haben, ist ihre Motivation, solche Situationen zu vermeiden, sehr hoch. Konkret heißt dies, dass Prüfpunkte, die ohne Demontage von Maschinenteilen zugänglich sind und oft unregelmäßig oder gar nicht von der zentralen Wartung gecheckt wurden, nun täglich überprüft werden (vorbeugende Instandhaltung). Diese Methode wird auch als Total Productive Maintenance (TPM) bezeichnet. Die vom PPS-System ermittelte optimale Losgröße ist in erster Linie von der Rüstzeit abhängig. Dabei stellt sich die Frage, ob die ermittelte Losgröße tatsächlich optimal ist, wenn ein Wettbewerber die gleiche Anlage in einem Fünftel der Zeit umrüsten und eine um 80 % kleinere Losgröße wirtschaftlicher produzieren kann als sein Konkurrent. Die optimale Losgröße ist Eins. Um sie zu erreichen, benötigt man kein PPS-System, sondern eine Rüststrategie, die es ermöglicht, kleine Losgrößen wirtschaftlich zu fertigen. Ist es wirklich sinnvoll, Millionen in den Bau von Hochregallagern zu stecken, die wiederum laufende Kosten verursachen, statt mit einem Bruchteil dieser Summe die Mitarbeiter entsprechend zu qualifizieren und die Anlagen umrüstfreundlich zu modifizieren (Rüstzeitreduzierung). Die Methode hierfür wird SMED genannt. SMED steht für „Single Minute Exchange of Die“, also Werkzeugwechsel im Minutentakt.

Qualifizierung und Training der Mitarbeiter:

Wer eine Steigerung der Produktqualität fordert, muss zunächst für eine Verbesserung der Prozessqualität sorgen. Nur wenn die Mitarbeiter registrieren, dass sich das Management für ihre täglichen Probleme im Prozess interessiert und sie bei der Lösung dieser Probleme aktiv unterstützt, realisieren sie, dass die kontinuierliche Prozessverbesserung tatsächlich gewollt ist. Ergebnisorientierung ist Demotivierung. Wenn der Trainer dem Hochspringer die Latte permanent auf 2,30 m legt und ihm nicht verrät, wie er diese Höhe überwinden kann, verliert der Springer den Spaß an seinem Sport – er resigniert. Prozessorientiertes Management ist unterstützendes Management. In den Toyota-Fabriken sind die Werker der wichtigste Faktor im Prozess. Man hat verstanden, dass die Investition in die Qualifizierung der Mitarbeiter der entscheidende Wettbewerbsvorteil ist, im Kampf um Qualität und Kosten. Kontinuierliche Prozessverbesserung heißt kontinuierliche Qualifizierung der Mitarbeiter. Toyota schult z. B. Bandmitarbeiter in eigens dafür vorgesehenen Trainingszentren, bevor sie im Echtbetrieb eingesetzt werden. Beispielsweise werden Lackierer mit speziellen Wassertrainingsanlagen geschult. An diesen übt man das Lackieren eines Autos. Das verbrauchte Wasser wird aufgefangen und die Zielmengen verglichen. Darüber hinaus zertifiziert Toyota sogenannte Mastertrainer, die Toyotas Trainer ausbilden und beraten. Schulungen bei Toyota sind stark auf Begründungen, Schwerpunkt und Wiederholung ausgerichtet.

Kontinuierlicher Verbesserungsprozess:

Wie in der Politik so führt auch in der Prozessplanung die Fixierung auf den Großen Wurf eher zum Stillstand. Die Innovationslastigkeit der Planung verhindert in vielen Unternehmen die aktive Beteiligung der Werker an der Gestaltung ihrer Arbeitsplätze. Die riskante und teure Automatisierung komplexer Tätigkeiten nimmt der preiswerten organisatorischen Verbesserung der Abläufe jeden Raum. Dazu verhindert oft ein bürokratisches Vorschlagswesen, dass die Zahl der Verbesserungsvorschläge signifikant gesteigert wird. In der deutschen Industrie machen 100 Mitarbeiter pro Jahr etwa 60 Vorschläge. In den Toyota-Fabriken macht aber ein einziger Mitarbeiter im Durchschnitt 62 Verbesserungsvorschläge pro Jahr. Gibt man einem (jedem) Mitarbeiter die Gelegenheit, die Bedingungen an seinem eigenen Arbeitsplatz zu verbessern, wird ein erhebliches Kreativpotential freigesetzt. An seinem Arbeitsplatz ist er der Experte – nicht der Ingenieur, der diesen Arbeitsplatz vor Monaten oder vor Jahren geplant hat. Der Mitarbeiter kämpft mit den täglichen Problemen und fragt sich oft, warum so und nicht anders? Erst durch die Mitgestaltung des Arbeitsplatzes wird es „Sein“ Arbeitsplatz. Hierzu dient zum Beispiel die 5-S-Methode. Ziel ist es, über Einarbeitungsprogramme, Gruppengespräche und Kaizen-Workshops die Mitarbeiter dazu zu motivieren, Vorschläge zur Verbesserung ihrer Arbeitsplätze oder -abläufe zu machen. Kaizen nennen die Japaner diesen kontinuierlichen Verbesserungsprozess. Hierfür gibt es bei Toyota ein detailliertes Bonussystem, in dem die schnelle Belohnung von Verbesserungsvorschlägen oberste Priorität hat. Das Toyota-Bonussystem unterscheidet sich gravierend vom betrieblichen Vorschlagswesen in Deutschland. 

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