Heijunka-Boards in der Schreibgeräte-Endmontage von Montblanc

Peter Hartwig, Carsten W. Hense, Andreas Gillessen, Dr. Andreas Kemmner¹

Die Montblanc-Simplo GmbH hat das Heijunka-Prinzip so weiterentwickelt, dass es nicht nur zur Nivellierung der Schreibgeräte-Endmontage dient, sondern zugleich die mehrstufigen und mehrtägigen Montageprozesse steuert.
Am Standort Hamburg fertigt die Montblanc-Simplo GmbH in Handarbeit hochwertige Schreibgeräte mehrerer unterschiedlicher unlimitierter Produktlinien wie Meisterstück, Bohème, Starwalker und Etoile in unterschiedlichsten Modellausführungen. Zudem werden spezielle Geräteeditionen in limitierter Auflage mit Stückzahl zwischen einem einzigen Unikat und mehreren Tausend Stück in der Manufaktur hergestellt.

Kanban-System über mehrere Regelkreisstufen

Seit acht Jahren wird die tiefgestufte Fertigung der Einzelteile und Komponenten für die unlimitierten Gerätemodelle mittels eines hybriden Kanban-Systems gesteuert. Bei dieser Kanban-Organisation erfolgt die Steuerung vor Ort mittels Kanban-Karten und Kanban-Tafeln. Der Fertigungsfortschritt wird über Scanprozesse im SAP-System nachgeführt. Diese teilweise über mehrere Regelkreisstufen reichende Kanban-Steuerungskette endet vor der Endmontage im sogenannten EMO-Lager, dem Supermarkt für die Endmontage. Diese Fertigungsorganisation der Einzelteil- und Komponentenfertigung von Montblanc hat sich seit inzwischen acht Jahren bewährt und zu deutlich geringeren Lager- und Umlaufbeständen sowie höherer Lieferzuverlässigkeit des Supermarkts für die Endmontage geführt.

SAP-Fertigungsaufträge für die Endmontage

Die Endmontage selbst wurde bis Ende 2009 durch klassische SAP-Fertigungsaufträge angesteuert, die ausgehend von den monatlich errechneten Ziel- und Meldebeständen der Fertiggeräte vom SAP-System ausgelöst wurden. Auf diese Weise wurde ein durchgängig ziehender Fertigungsprozess bis zum Markt realisiert.
Die Steuerung der Endmontage erfolgte dabei bei umsatzstarken und in ihrer Marktnachfrage regelmäßigeren Schreibgeräten mittels einer Zielbestandssteuerung, die das Ergebnis eines differenzierten monatlichen rollierenden Absatzplanungs- und Produktionsprogrammplanungsprozesses darstellt. Für umsatzschwächere und unregelmäßiger nachgefragte Schreibgeräte werden monatlich automatisch Meldebestände berechnet. Ergebnis des rollierenden monatlichen Absatzplanungsprozesses sind nicht nur nivellierte Jahressaisonalitäten, Ziel- und Meldebestände, sondern auch nachdimensionierte Kanban-Regelkreise für die Fertigung der Komponenten und Einzelteile.

Deutliche Auslastungsschwankungen

Nachfrageschwankungen und daraus resultierende unterschiedlich starke Nachbevorratungsbedarfe des Fertigwarenlagers führten jedoch immer wieder zu spürbaren Auslastungsschwankungen in der Endmontage. Zusätzlich löste das SAP-System Fertigungsaufträge mit relativ hohen Losgrößen aus. Beide Effekte zusammen bewirkten variierende Materialabgriffsmengen pro Zeiteinheit aus dem Endmontage-Supermarkt, was wiederum Nachfrageschwankungen in den einzelnen Kanban-Regelkreisen verursachte. In den ersten Jahren der Kanban-Steuerung konnten diese von den Kanban-Regelkreisen noch aufgefangen werden, da in fast allen Fertigungsbereichen Kapazitätsreserven vorhanden waren. Diese Reserven ermöglichten es, den Produktionsdurchsatz kurzfristig zu steigern und den Endmontage-Supermarkt rechtzeitig wieder aufzufüllen.

Eingeschränkte Elastizität der Kanban-Regelkreise

Das sich ändernde Produktportfolio der letzten Jahre hat die Produktionsauslastung jedoch immer weiter an die Kapazitätsgrenzen gebracht und die Elastizität der Kanban-Regelkreise damit eingeschränkt. Die Nachfrageschwankungen seitens der Endmontage führten aus diesen Gründen zunehmend zu Versorgungsengpässen. Aufgrund schwankender Nachfrage aus dem Fertigwarenlager einerseits und einer schlechteren Versorgungssicherheit des Kanban-Supermarktes andererseits drohte der Schreibgeräte-Endmontage eine Produktionsklemme.

Ziele der Heijunka-Organisation

Um die Kapazitätsauslastung in der Endmontage zu glätten, zu verstetigen und damit auch weniger Nachfrageschwankungen in die Fertigungsbereiche und Kanbanregelkreise schwappen zu lassen, wurde mit Beginn des Jahres 2010 eine Heijunka-Steuerung in der Endmontage eingeführt.

Unter dem Begriff Heijunka versteht man den Prozess des Glättens der erforderlichen Kapazitätsbedarfe in Verbindung mit einem höheren Produktmix der zu fertigenden Teile in den einzelnen Montagelinien, um so bei gegebenen Kapazitätsgrenzen möglichst viel Ruhe in die Produktion zu bringen, ohne dabei die Nachfrageorientierung zu verlieren. Die konkreten Ziele der Heijunka-Steuerung bei Montblanc waren:

• den Produktmix in den einzelnen Montagelinien zu erhöhen,
• die Kapazitätsbedarfsschwankungen in den einzelnen Montagelinien zu verringern,
• Transparenz für die Auslastungs- bzw. Kapazitätsbedarfssituation in den einzelnen Montagelinien zu schaffen,
• die Fehlteilequote bei der Entnahme von Komponenten aus dem Endmontage-Supermarkt zu reduzieren,
• den Teile- und Komponentenabgriff aus dem Endmontage-Supermarkt zu verstetigen und damit die Kanbanregelkreise über die verschiedenen Fertigungsstufen hinweg zu beruhigen,
• die Umlaufbestände in der Endmontage zu senken,
• die Voraussetzungen für die Reduzierung der Umlaufbestände in den Kanbanregelkreisen zu schaffen sowie
• ein Instrument zur operativen Selbststeuerung der Montagegruppen zu entwickeln.

Einfaches Prinzip für komplexe Vorgänge

Das Besondere an Heijunka-Prozessen, wie z. B. der Endmontage bei Montblanc, besteht darin, dass nicht nur ein einzelner Fertigungsschritt oder eine kurze, aus mehreren kleinen Handgriffen bestehende Montagesequenz gesteuert wird. Vielmehr wird ein mehrstufiger Montageprozess geregelt, bei dem sich die Herstellung eines Endgerätes, bedingt durch Trocknungszeiten nach Klebe-Arbeitsschritten, über bis zu eine Woche verteilen kann. Um den Montageprozess trotzdem rationell in einem einfach zu handhabenden Heijunkaprozess abbilden zu können, waren einige konzeptionelle, technische und organisatorische Herausforderungen zu bewältigen.

Phase 1: Bereitstellung der Heijunka-Aufträge

Aus dem Absatzplanungsprozess werden monatlich Vorplanbedarfe auf Wochenebene für die nächsten sechs Wochen generiert. Zur Deckung der Vorplanbedarfe generiert das SAP-System Planaufträge nach einem definierten Losgrößenmodell mit Fertigungsauftragsmengen zwischen 10 Stück und maximal 200 Stück bei den schnellst drehenden Endgeräten. Im täglichen MRP-Lauf generiert das SAP-System Heijunka-Aufträge mit einem Eröffnungshorizont von zwei Wochen. Dazu werden auf Basis einer automatischen Verfügbarkeitsprüfung nur vollständig teilegedeckte Fertigungsaufträge eröffnet, freigegeben und auf einem speziellen Kartendrucker ausgedruckt.

Ein Auftrag hat mehrere Karten

Ein Heijunka-Auftrag besteht dabei aus mehreren Karten. Er beinhaltet eine Heijunka-Fertigungsauftragskarte sowie mehrere Baugruppenkarten. Auf einem Heijunka-Fertigungsauftrag sind als wesentliche Informationen jeweils vermerkt: Materialbezeichnung und Materialnummer, die Fertigungsauftragsnummer und ein Barcode mit der Fertigungsauftrags-Rückmeldenummer, die Fertigungsmenge, die Kalenderwoche in der der Fertigungsauftrag gestartet werden muss, die Plandurchlaufzeit in Arbeitstagen bis zur Beendigung des Fertigungsauftrages sowie der Kapazitätsbedarf an Mitarbeitern für den gesamten Fertigungsauftrag.

Exakt erfasste Montagezeiten

Um den erforderlichen Kapazitätsbedarf für die Heijunka-Aufträge genau greifen zu können, wurden alle Montagezeiten neu aufgenommen und mit der Endmontage abgestimmt. In den Kapazitätsbedarfen werden Verteil- und Wartezeiten bereits berücksichtigt. Der angegebene Kapazitätsbedarf auf einem Heijunka-Fertigungsauftrag bezieht sich immer auf die Arbeitszeit pro Tag eines Vollzeitbeschäftigten.
Jeder Heijunka-Auftrag enthält für jede Montagestufe (Baugruppe) jeweils eine Baugruppenkarte. Ein typischer Heijunka-Auftrag für einen Füllfederhalter beinhaltet beispielsweise fünf Karten für die Baugruppen Vorderteil, Behälter, Kappe, Konus und Komplettierung.

Phase 2: Heijunkaboard-Bestückung

Vom Produktionslogistiker werden die ausgedruckten Heijunka-Fertigungsaufträge in die Heijunka-Tafel einsortiert. Die Heijunka-Tafel besteht aus vier Teilbereichen:

1. Rückständige Aufträge (Wochenrastereinteilung)
2. Aufträge der aktuellen Kalenderwoche (im Tagesraster)
3. Aufträge der nächsten Kalenderwoche (im Tagesraster)
4. Aufträge späterer Kalenderwochen (im Wochenraster)

Die vertikale Skala des Heijunka-Boards weist den Kapazitätsbedarf eines Tages oder einer Woche in der Anzahl der Mitarbeiter aus.
Jeder Heijunka-Fertigungsauftrag wird entsprechend der auf ihm vermerkten Kalenderwoche in das Board eingeordnet. Für die aktuelle und die nächste Kalenderwoche erfolgt zusätzlich eine Zuordnung zu einem Wochentag. Innerhalb des Wochentags werden die Heijunka-Fertigungsaufträge entsprechend ihres Kapazitätsbedarfes, gemessen in Mitarbeitern, eingeordnet. Jeder Tag bzw. jede Woche wird bis zur maximalen Mitarbeiterkapazität des Wochentages bzw. der Kalenderwoche aufgefüllt, wobei die maximale Mitarbeiterkapazität pro Tag von der Leitung der Endmontage vorgegeben wird. Reicht die Mitarbeiter-Kapazität nicht aus oder besteht ein Kapazitätsüberhang, erfolgt eine Abstimmung mit der Montageleitung über Möglichkeiten des Ausgleichs.

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Die Heijunka-Tafeln werden jeden Freitagnachmittag neu aufgebaut. Noch nicht abgearbeitete Heijunka-Fertigungsaufträge der aktuellen Woche werden in den Teilbereich „Rückständige Aufträge“ des Heijunka-Boards verschoben. Die Heijunka-Fertigungsaufträge der nächsten Woche werden zu Aufträgen der aktuellen Woche und die nächste Woche wird mit neuen Heijunka-Fertigungsaufträgen aufgebaut.
Ausgehend von den anstehenden Heijunka-Fertigungsaufträgen werden nun die Baugruppenkarten von der Gruppenleiterin in die „Baugruppen-Auftragsbox“ einsortiert.
Hochwertige Schreibgeräte sind komplexe Instrumente, die aus mehreren Baugruppen bestehen. Ein Füllfederhalter setzt sich üblicherweise aus fünf solcher Gruppen zusammen. Bei vielen Baugruppen findet nicht nur eine mechanische Vormontage statt, es müssen zudem auch Klebeprozesse durchgeführt werden, wobei jeder Klebearbeitsschritt einen Trocknungsprozess über 24 Stunden erfordert. Der Montagedurchlauf eines Schreibgerätes kann sich deshalb durchaus über drei bis fünf Arbeitstage hinziehen. Entsprechend ist die Baugruppen-Auftragsbox in Wochentage unterteilt. Die Baugruppenkarten jedes Heijunka-Auftrages werden nun mit dem entsprechenden Zeitversatz zwischen den Baugruppen so in die Box einsortiert, dass am Ende der Arbeitswoche, sofern keine Störungen auftreten, alle Heijunka-Fertigungsaufträge und damit auch alle Baugruppenkarten abgearbeitet sein werden.

Phase 3: Montagesteuerung mittels Baugruppenkarten

Die Arbeitsverteilung in der Gruppe, die Materialbereitstellung aus dem Endmontage-Supermarkt und die Montagefortschrittsverfolgung über die Arbeitswoche erfolgen mit Hilfe der Baugruppenkarten. Die Mitarbeiterinnen einer Montagegruppe entnehmen die Karten selbständig aus der Auftragsbox. Auf jeder Baugruppenkarte sind alle erforderlichen Bauteile für die Baugruppenmontage aufgeführt. Anhand der Bauteilelisten können die erforderlichen Einzelteile dem Endmontage-Supermarkt entnommen werden. Der Großteil der erforderlichen Einzelteile befindet sich direkt am Arbeitsbereich der Montagegruppe. Lediglich Sonderteile und hochwertige Komponenten werden aus Sicherheitsgründen getrennt gelagert. Ist das Montagelos einer Baugruppe fertigmontiert, wird es in einem Pufferbereich abgestellt, bis es im nächsten Arbeitsschritt, evtl. nach einer Trocknungszeit, weitermontiert wird. Wenn der Arbeitsumfang einer Baugruppenkarte erfüllt ist, bleibt die Karte an der Baugruppe.
Sofern die Montagegruppe noch rückständige Heijunka-Aufträge aus der Vorwoche zu bearbeiten hat, werden diese mit erster Priorität zu Beginn der Woche abgearbeitet. Um dies bewältigen zu können und gleichzeitig mit der aktuellen Woche nicht in Rückstand zu geraten, muss ggf. die Mitarbeiterkapazität durch die Leitung der Endmontage erhöht werden.

Phase 4: Fertigmeldung

Ist ein Montageauftrag komplett bearbeitet, wird die zugehörige Heijunka-Fertigungsauftragskarte aus der Heijunkatafel entnommen und im SAP-System „fertiggescannt“. Die fertigen Montagelose werden mit den Heijunka-Papieren zum Fertigwarenlager weitergeleitet.

Das Ergebnis

Die Heijunka-Organisation in der Endmontage hat sich bei Montblanc inzwischen seit über zwei Jahren bewährt und zu einem wesentlichen Gestaltungselement der Lean-Strategie von Montblanc entwickelt.
Ursprünglich mit einer Pilotgruppe entwickelt, wurde das Organisations-Prinzip in dieser Zeit erfolgreich auf alle Montageteams ausgeweitet. Das Ergebnis: Die Montageteams arbeiten heute entspannter und trotzdem effizienter; Reibungsverluste und Hektik durch fehlende Bauteile und/oder Auftragsrückstände treten nicht mehr auf. Selbst wenn einmal Teile trotz Verfügbarkeitsprüfung kurzzeitig fehlen, stört dies den Arbeitsablauf der Montageteams nicht: Sie können selbststeuernd eingreifen und andere Montageaufträge im Rahmen der Wochenplanung vorziehen – notfalls sogar einen Auftrag aus der Folgewoche. Die Personalbedarfsplanung hat sich zudem deutlich vereinfacht und die Sicherheitsbestände in den Kanban-Regelkreisen der Fertigung konnten dank gleichmäßigerer Entnahme von Bauteilen verringert werden. Auch in der Endmontage sind die Umlaufbestände zurückgegangen, da die Aufträge nun schneller durch die Montage fließen können.
Das Ergebnis zeigt, dass Nachfrageorientierung nicht zwangsläufig Hektik und Ineffizienz bedeuten muss, denn mit Heijunka kann auch bei gegebenen Kapazitätsgrenzen sehr effizient marktkonform produziert werden.

Weitere Informationen zu diesem Themenfeld finden Sie hier:

• Digitales Engpassmanagement bei Montblanc
• Fallstudie: Kanban bei Chiron
• Kanban: Nachbevorratung nach dem Supermarkt-Prinzip richtig berechnen, zuverlässig auslegen und erfolgreich einführen
• Logistische Prozessanalyse

¹ Peter Hartwig ist Produktionslogistiker und Key User der Kanban- und Heijunka-Organisation bei Montblanc, Carsten W. Hense ist Leiter Produktion und Fertigungssteuerung bei Montblanc Simplo GmbH, Andreas Gillessen ist Principal und Dr. Andreas Kemmner ist Geschäftsführer von Abels & Kemmner