Fließfertigung – Ein kurzer Leitfaden für KMU

Fließfertigung bedeutet, dass Ihre Fertigungslinie selten oder gar nicht stillsteht. Die Materialien werden an einem Ende zugeführt und die fertigen Produkte kommen in einem kontinuierlichen Strom am anderen Ende heraus. Diese kontinuierliche Produktionsmethode sorgt für einen schnellen Ablauf, reduziert Abfall und gewährleistet eine gleichbleibende Qualität.

Was ist Fließfertigung?

Fließfertigung ist eine Fertigungsmethode, bei der große Produktmengen kontinuierlich von Station zu Station transportiert werden, ohne anzuhalten oder zu warten. Stellen Sie sich den Arbeitsablauf an einem Fließband vor. Jeder Mitarbeiter führt eine bestimmte Aufgabe aus, schließt sie ab und übergibt das Produkt sofort an den nächsten Mitarbeiter. Es gibt keine Verzögerungen und keine Ansammlungen von Teilen zwischen den einzelnen Schritten. In vielen Fällen übergibt eine Maschine das Produkt an die nächste.

Drei Faktoren machen die Fließfertigung erfolgreich:

Kontinuierlicher Materialfluss. Teile bleiben in Bewegung, anstatt herumzuliegen und Staub anzusammeln. Dabei kann es sich um Förderbänder in Fließbandfertigungen, fahrerlose Transportfahrzeuge oder einfach um Mitarbeiter handeln, die Teile zu den Arbeitsstationen transportieren. Es spielt keine Rolle, solange alles in Bewegung bleibt.

Standardisierte Prozesse. Jeder Arbeitsgang in der Fließfertigung folgt jedes Mal identischen Schritten. Keine Abweichungen, keine Abkürzungen, kein „Wir improvisieren das Ganze“. Diese Konsistenz sorgt für eine vorhersehbare Produktqualität und verhindert, dass ein Arbeitsplatz in Verzug gerät und die gesamte Linie blockiert. Außerdem kann der Hersteller so Skaleneffekte nutzen, bei denen die Produktionspreise mit steigender Produktmenge sinken.

Ausgewogenes Timing. Jeder Arbeitsplatz benötigt ungefähr die gleiche Zeit, um seine Aufgabe zu erledigen. Andernfalls kommt es zu Engpässen, die den gesamten nachgelagerten Prozess zum Erliegen bringen und die Fertigstellung der Endprodukte verzögern.

Der Schlüssel zum Produktionsvolumen liegt darin, viele identische Produkte herzustellen und die Produktqualität durch die Aufteilung der Arbeit in einfache, wiederholbare Schritte zu gewährleisten. Dies funktioniert hervorragend in der Automobilmontage, der Lebensmittelverarbeitung und -verpackung sowie in der Elektronikfertigung. Für kundenspezifische Fertigungen oder Spezialprodukte in kleinen Stückzahlen ist es jedoch nicht geeignet.

Fließfertigungssysteme im Vergleich zu Prozessfertigung und Serienfertigung

Fließfertigung wird oft mit anderen Arten von Fertigungsprozessen verwechselt, bei denen Produkte in Stufen durch den Prozess laufen. Hier sind die Unterschiede zwischen Fließfertigung, Prozessfertigung und Serienfertigung.

In Fließfertigungssystemen werden einzelne Produkte kontinuierlich durch die Arbeitsstationen transportiert. Jede Einheit wird separat verarbeitet, während sie die Produktionslinie durchläuft. Nehmen wir die Automobilmontage als Beispiel. Jedes Auto durchläuft die Linie und wird an bestimmten Stationen in festgelegten Intervallen mit Türen, Motoren und Rädern ausgestattet. Die Zykluszeiten sind wiederholbar und konsistent. Wartezeiten zwischen den Zyklen gibt es praktisch nicht, da der Arbeitsablauf zur Optimierung des Durchsatzes rationalisiert ist.

Prozessfertigung bedeutet die Umwandlung von Rohstoffen durch chemische oder physikalische Prozesse. Dabei werden Materialen massenweise gemischt, erhitzt, zur Reaktion gebracht und zu etwas völlig anderem kombiniert. Bierbrauen, Ölraffination und Farbenherstellung sind Paradebeispiele dafür. Während Aspekte der Fließfertigung auch in der Prozessfertigung zum Einsatz kommen können (z. B. in einer Abfüllstation, wo Flaschen kontinuierlich befüllt, verschlossen und etikettiert werden), werden in der Prozessfertigung in der Regel keine einzelnen Produkte durch Arbeitsstationen transportiert.

Bei der Serienfertigung wird eine festgelegte Menge ähnlicher oder identischer Produkte hergestellt. Anschließend wird der gesamte Prozess angehalten, um die Anlagen für die nächste Serie umzurüsten. Stellen Sie sich beispielsweise eine Bäckerei vor, die Baguettes herstellt. Bevor sie zu meiner Lieblingsbackware, Blaubeer-Cupcakes, übergehen kann, müssen alle Geräte gereinigt und die Backformen ausgetauscht werden.

So lassen sich diese Produktionsprozesse in der Praxis vergleichen:

Volumen und Flexibilität: Ein Fließfertigungsansatz erfordert ein hohes, gleichmäßiges Durchsatzvolumen, um die Investition zu rechtfertigen. Die Serienfertigung eignet sich für mittlere Volumina mit einer Vielzahl von Produkten – morgens Baguettes, nachmittags Croissants. Die Fließfertigung zwingt Sie dazu, immer wieder dasselbe zu produzieren. Die Prozessfertigung eignet sich für alles, von kleinen Spezialchargen bis hin zu massiven Serienfertigungen.

Bestände und Arbeitsaufwand: Der kontinuierliche Fluss erleichtert die Bestandsverwaltung, da die Materialien ständig in Bewegung sind. Diese Methode erfordert am wenigsten Arbeitsaufwand pro Einheit, sobald sie reibungslos läuft. Die Serienfertigung führt zu Bestandsgipfeln, wenn die Chargen fertig sind. Chargenbetriebe erfordern außerdem mehr manuelle Arbeit beim Be- und Entladen sowie bei Umrüstungen, was zu Produktionsausfällen führt.

Vor- und Nachteile der Fließfertigung

Die kontinuierliche Fertigung kann bei richtiger Umsetzung beeindruckende Ergebnisse liefern, ist aber nicht für jeden Hersteller geeignet. Die Herausforderungen sind real genug, um sorgfältig abgewogen werden zu müssen. Erfolg oder Misserfolg hängen in der Regel davon ab, ob Sie wissen, worauf Sie sich einlassen, bevor Sie sich zu größeren – und manchmal kostspieligen – Änderungen an Ihrer Fertigungslinie entschließen. Die Massenproduktion erfordert eine sorgfältige Planung, um effektiv umgesetzt werden zu können.

Die Vorteile reizen sehr

Die Betriebskosten sinken in der Regel um 15 bis 25 %. Sie vermeiden Verschwendung auf vielfältige Weise – weniger Materialtransport, bessere Auslastung der Anlagen, weniger Qualitätsprobleme. Materialien werden effizient bewegt, anstatt herumzuliegen und Kapital zu binden.

Die Produktionsgeschwindigkeit verbessert sich erheblich. In den meisten Betrieben sinkt die Produktionszeit im Vergleich zur Serienfertigung um 50 bis 70 %. Es gibt keine Stopp-and-Start-Zyklen mehr, bei denen zwischen den Chargen alles zum Stillstand kommt. Jede Komponente folgt einem strengen Just-in-Time-Lieferplan für jeden Arbeitsplatz.

Die Qualität wird deutlich besser. Die Fehlerquote sinkt oft um 90 %, da Probleme sofort erkannt werden. Wenn etwas schief geht, sehen Sie es sofort und können es beheben, bevor weitere Produkte betroffen sind. Vergleichen Sie das mit der Serienfertigung, bei der Sie Probleme möglicherweise erst nach der Herstellung von Hunderten von fehlerhaften Teilen entdecken.

Die Auslastung der Anlagen verbessert sich. Die Maschinen laufen kontinuierlich, anstatt zwischen den Serien stillzustehen. Die Mitarbeiter bleiben produktiv, anstatt zu warten.

Die Herausforderungen sind erheblich

Hohe Anfangskosten fallen sofort an. Die Einrichtung von Fließfertigungslinien kann erhebliche Vorabinvestitionen erfordern: Spezialausrüstung, Automatisierungssysteme, Umbauten an den Anlagen. Die Kosten summieren sich schnell, insbesondere durch Schulungs- und Fehlersuchzeiten.

Die eingeschränkte Flexibilität wird offensichtlich. Produktänderungen sind schwierig und teuer, da alles für einen bestimmten Fertigungsprozess optimiert ist. Marktveränderungen oder Kundenwünsche nach Variationen bereiten echte Kopfzerbrechen.

Einzelne Ausfälle legen alles lahm. Wenn eine Station ausfällt, steht die gesamte Produktionslinie still. Im Gegensatz zur Serienfertigung, wo Sie defekte Geräte umgehen können, entstehen bei der Fließfertigung Abhängigkeiten, die alles zum Stillstand bringen können. Ich habe dies persönlich in der Geflügelverarbeitung erlebt, wo ein gleichmäßiger Durchsatz unerlässlich ist.

Personalwechsel wirken sich nicht auf alle Mitarbeiter gleich aus. Der Faktor Mensch bleibt eine der größten Variablen bei jeder Umstellung in der Fertigung. Die Mitarbeiter benötigen Zeit, um sich die für automatisierte Systeme erforderlichen Fähigkeiten anzueignen. Einige Mitarbeiter haben Schwierigkeiten mit den ständigen Wiederholungen und dem sekundengenauen Timing, die automatisierte Systeme erfordern. Die Schulung kostet viel Zeit und Geld, und es ist wahrscheinlich, dass einige Mitarbeiter das Unternehmen verlassen, weil sie einfach die alte Arbeitsweise bevorzugen.

Führen Sie eine ehrliche Bewertung Ihrer aktuellen Belegschaft und Infrastruktur durch, bevor Sie sich für die Fließfertigung entscheiden. Jeder Betrieb hat seine eigenen Einschränkungen, die den Erfolg beeinflussen.

Risikominderungsstrategien

Hersteller, die langfristig erfolgreich sind, denken voraus. Sie wissen, dass die Fließfertigung besondere Herausforderungen mit sich bringt. Sie entwickeln Strategien, um diese zu bewältigen, bevor Probleme auftreten.

Ausfälle wirken sich in der kontinuierlichen Fertigung anders aus. Anstatt nur eine Charge oder einen Prozess zu beeinträchtigen, kann ein Ausfall den gesamten Betrieb zum Erliegen bringen. Daher sind Wartungsmanagement– und Überwachungssysteme nicht nur eine nette Ergänzung, sondern unverzichtbar.

Die Technologie wird immer besser darin, Probleme frühzeitig zu erkennen, indem sie Schwingungsänderungen, Temperaturverschiebungen und Leistungsmuster verfolgt, die auf eine Belastung der Anlagen hinweisen, bevor diese zu kostspieligen Ausfallzeiten führen.

Märkte im Zusammenhang mit der Fließfertigung

Die Fließfertigung eignet sich am besten für bestimmte Märkte mit vorhersehbaren Eigenschaften.

Konsumgüter mit hohen Stückzahlen stellen den Sweet Spot dar. Sowohl die Lebensmittelverarbeitung als auch die pharmazeutische Produktion profitieren von der kontinuierlichen Fließfertigung. Diese Branchen haben standardisierte Produkte, eine vorhersehbare Nachfrage und Produktqualitätsanforderungen, die mit dieser Produktionsmethode gut zu bewältigen sind.

Auch Schwerindustrien mit kontinuierlichen Prozessen sind mit kontinuierlichen Fertigungsansätzen erfolgreich. Die Stahlherstellung, Ölraffinerien, die Zementproduktion und die Papierherstellung nutzen Flussprinzipien, da das Anhalten und Starten teuer und technisch schwierig ist. Sie lassen sich leicht auf die Prinzipien der schlanken Fertigung übertragen.

Montagebetriebe in verschiedenen Branchen eignen sich gut für kontinuierliche Fertigungsansätze: der Zusammenbau von Automobilen, Geräten, Maschinen und Konsumgütern. Grundsätzlich alles, wo Komponenten nacheinander hinzugefügt werden.

Das Muster ist klar: Unternehmen mit stabilen Produkten, hohen Produktionsmengen und qualitätsbewussten Kunden profitieren am meisten.

Unternehmen, die mit kundenspezifischen Produkten, schwankender Nachfrage oder häufigen technischen Änderungen zu tun haben, haben mit den Einschränkungen dieses kontinuierlichen Flusses jedoch sehr zu kämpfen.

Was in verschiedenen Branchen funktioniert

Die Automobilindustrie war Vorreiter für die meisten Konzepte der kontinuierlichen Fertigung, die von anderen Branchen übernommen wurden. Das kanban-gesteuerte Produktionssystem von Toyota wurde zum Goldstandard, aber seine erfolgreiche Umsetzung erfordert ein Verständnis sowohl der technischen Veränderungen als auch des damit verbundenen kulturellen Wandels.

Die Lebensmittelverarbeitung musste den kontinuierlichen Fluss an verderbliche Materialien und strenge Sicherheitsanforderungen anpassen. Die Fließfertigung ermöglicht eine bessere Temperaturkontrolle und Kontaminationsprävention.

Die Elektronikfertigung nutzt diesen Prozess für Konsumgüter mit hohen Stückzahlen. Die Automatisierung erfüllt die Präzisionsanforderungen, während die Fließprinzipien die Komplexität von Tausenden von Komponenten pro Gerät bewältigen.

Die Pharmaindustrie setzt zunehmend auf Fließfertigung, um die Qualitätskontrolle zu verbessern und Kontaminationsrisiken zu reduzieren. Aufsichtsbehörden fördern diese Produktionsmethode inzwischen, da sie ein besseres Prozessverständnis ermöglicht.

Ist die Fließfertigung für KMU geeignet?

Kleine und mittlere Fertigungsunternehmen stehen bei der Planung einer Fließfertigung vor besonderen Herausforderungen, aber sie kann eine praktikable Option sein.

Investitionsrealitäten für kleinere Unternehmen

Die meisten Implementierungen der Fließfertigung in KMU erfordern Vorabinvestitionen zwischen 500.000 und 5 Millionen US-Dollar. Darin enthalten sind Ausrüstung, Automatisierung, Anlagenumbauten und Schulungen. Für kleinere Unternehmen entscheiden diese Summen oft über Gedeih oder Verderb.

Die Finanzierungsmöglichkeiten haben sich jedoch verbessert. Durch Leasing von Ausrüstung werden die Kosten über einen längeren Zeitraum verteilt. Staatliche Förderprogramme subventionieren häufig die Modernisierung der Fertigung. Einige Anbieter bieten leistungsbasierte Verträge an, bei denen die Zahlungen von der Erreichung von Produktivitätssteigerungen abhängen.

Modulare Ansätze eignen sich für KMU besser als komplette Systemüberholungen. Beginnen Sie mit manuellen Fertigungslinien mit einfacher Materialhandhabung. Fügen Sie nach und nach Automatisierung hinzu, wenn das Volumen und das Vertrauen steigen. Jede Phase sollte sich durch Effizienzsteigerungen für die nächste Phase amortisieren.

Die Volumenschwellen liegen in der Regel bei etwa 10.000 Einheiten pro Jahr für einfache Produkte, dies variiert jedoch je nach Komplexität. Die Elektronikmontage kann aufgrund des Automatisierungspotenzials bereits bei geringeren Stückzahlen funktionieren. Schwere Maschinen erfordern viel höhere Stückzahlen, um spezielle Fertigungslinien zu rechtfertigen. In diesem Fall ist insbesondere das Management der Rohmaterialbestände von entscheidender Bedeutung.

Erfolgsstrategien für kleinere Hersteller

Beginnen Sie klein und beweisen Sie die Machbarkeit. Wählen Sie Ihre volumenstärkste und stabilste Produktlinie für die Pilotimplementierung der Fließfertigung aus. Lernen Sie die Technologie kennen und schulen Sie Ihre Mitarbeiter, bevor Sie expandieren.

Arbeiten Sie mit erfahrenen Anbietern zusammen, die die Einschränkungen von KMU verstehen. Regionale Integratoren bieten oft eine bessere Unterstützung als große internationale Unternehmen, da sie schnell auf Probleme reagieren können.

Konzentrieren Sie sich auf die Entwicklung Ihrer Mitarbeiter. In kleineren Unternehmen ist jeder Einzelne wichtig. Da Sie sich nicht für jede Funktion Spezialisten leisten können, ist eine bereichsübergreifende Schulung unerlässlich.

Verfolgen Sie die richtigen Kennzahlen. Konzentrieren Sie sich darauf, Probleme schnell zu erkennen, anstatt komplexe Analysen durchzuführen. Moderne Cloud-basierte ERP-Systeme und kostengünstige Sensoren machen Echtzeitüberwachung für kleine Unternehmen erschwinglich, aber halten Sie sie einfach und umsetzbar.

Kleine Unternehmen, die mit der kontinuierlichen Fertigung erfolgreich sind, bauen ihre Fähigkeiten schrittweise auf. Diejenigen, die scheitern, versuchen in der Regel, zu schnell zu viel zu erreichen.

Unterstützung der Fließfertigung mit ERPs für die Fertigung

Die Fließfertigung erfordert Software, die mit kontinuierlichen Abläufen Schritt halten und Echtzeit-Transparenz bieten kann.

Entscheidende Softwarefunktionen

Die Materialbedarfsplanung muss präziser sein als herkömmliche wöchentliche Planungen. Dieser Fertigungsprozess erfordert oft tägliche oder stündliche Präzision für optimale Vorlaufzeiten. Fortschrittliche Systeme verwenden Echtzeit-Verbrauchsdaten, um die Materialnachschub automatisch auszulösen.

Das Qualitätsmanagement muss Daten in jedem Prozessschritt erfassen, anstatt auf die Endkontrolle zu warten. Die statistische Prozesskontrolle erkennt Trends, bevor sie zu fehlerhaften Produkten führen. Sie erhalten damit eine lückenlose Rückverfolgbarkeit, die fertige Produkte mit bestimmten Materialien und Prozessparametern verknüpft.

Die Kapazitätsplanung wird zu einem Balanceakt zwischen Kundennachfrage und Produktionskapazitäten bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Flusseffizienz. Eine endliche Kapazitätsplanung verhindert, dass Engpässe entstehen, die den gesamten Produktionsprozess zum Erliegen bringen würden.

Integrationsanforderungen

Manufacturing Execution Systems (MES) erfassen Echtzeitdaten von Anlagen und geben diese zurück, um den Produktionsstatus automatisch zu aktualisieren. Der Produktionsprozess erfordert sofortiges Feedback, wenn Vorgänge in Verzug geraten oder die Qualität nachlässt. Automatisierte Warnmeldungen informieren Vorgesetzte, wenn ein Eingreifen erforderlich ist.

Moderne Datenerfassungssysteme bieten Ihnen eine bisher unerreichte Transparenz und überwachen rund um die Uhr die Leistung der Anlagen und die Prozessparameter. Die automatisierte Datenverarbeitung liefert sofortiges Feedback und sendet Zusammenfassungen zur Analyse an die Unternehmenssysteme.

Überlegungen zur Implementierung

Bei der Auswahl des Systems sollten Sie sich auf fertigungsspezifische Funktionen konzentrieren und nicht auf allgemeine Geschäftsfunktionen. Achten Sie auf Echtzeit-Datenerfassung, Integration in die Fertigung und mobilen Zugriff für das Produktionspersonal.

Den Schulungsanforderungen muss besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden, da das Produktionspersonal nur begrenzt Zeit für Schulungen hat. Just-in-Time-Schulungen, die dann stattfinden, wenn die Mitarbeiter bestimmte Funktionen benötigen, sind oft besser als umfassende Schulungen im Voraus.

Vermeiden Sie zu komplizierte Software. Passen Sie die Komplexität des Systems an Ihre tatsächlichen Anforderungen an. Einige Unternehmen geben Millionen für hochentwickelte Systeme aus, die sie nie vollständig nutzen. Andere sind mit einfachen Lösungen erfolgreich, die spezifische Probleme lösen.

Fazit: Planen Sie sorgfältig und bauen Sie schrittweise auf

Die kontinuierliche Fertigung kann Ihre Produktionsabläufe grundlegend verändern. Aber die Realität sieht so aus: Sie müssen Ihre Situation realistisch einschätzen, sowohl Erfolge als auch Herausforderungen einkalkulieren und alles sorgfältig planen. Halten Sie Ausschau nach Bereichen, in denen Sie Ihre Abläufe rationalisieren und optimieren können.

Hersteller, die die Fließfertigung erfolgreich umsetzen, kennen ihre Grenzen und bauen ihre Fähigkeiten Schritt für Schritt aus.

Die wichtigsten Kernpunkte

• In der Fließfertigung werden Produkte nahtlos und ohne Unterbrechung von einer Arbeitsstation zur nächsten transportiert, wodurch Verzögerungen minimiert und Ausschuss reduziert werden. Sie eignet sich ideal für die standardisierte Produktion großer Stückzahlen.
• Drei Elemente sind für den Erfolg entscheidend: kontinuierlicher Materialfluss, standardisierte, wiederholbare Prozesse und ein ausgewogenes Timing zwischen den Arbeitsstationen, um Engpässe zu vermeiden.
• Im Vergleich zur Serien- und Prozessfertigung bietet die Fließfertigung eine höhere Effizienz und Qualität für sich wiederholende Produkte mit hohen Stückzahlen – allerdings auf Kosten der Flexibilität und Anpassungsfähigkeit.
• Es sind hohe Vorabinvestitionen in Automatisierung, Neugestaltung des Layouts und Mitarbeiterschulungen erforderlich. Einmal eingerichtet, senkt sie jedoch die Betriebskosten und steigert Qualität und Geschwindigkeit.
• Die Fließfertigung eignet sich für Branchen mit stabilen, stark nachgefragten Produkten wie die Automobilindustrie, die Lebensmittelverarbeitung, die Elektronikindustrie und die Pharmaindustrie. Für die kundenspezifische Fertigung oder Kleinserienfertigung ist sie nicht ideal.
• Ein modularer Ansatz, die Auswahl der richtigen Produktlinie und die Konzentration auf eine einfache, schrittweise Implementierung mit solider ERP-Unterstützung erhöhen die Erfolgschancen.

Häufig gestellte Fragen

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