leitfaden industrie 4.0 trifft lean - vdma.org
TRANSCRIPT
Leitfaden Industrie 4.0 trifft Lean
Prof. Dr. Markus Schneider
Wissenschaftlicher Leiter
Technologiezentrum PULS
(Produktions- und Logistiksysteme)
Freitag, 27.07.2018
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220.07.2018 Technologiezentrum Produktions- und Logistiksysteme| www.tz-puls.de
Über das TZ PULS
Wir unterstützen Sie dabei,
in einem Hochlohnland
wettbewerbsfähig zu produzieren.
Unsere Mission
Die perfekte Produktion für Ihr
Unternehmen durch Lean
Management und Industrie 4.0
Die BBW GmbH
(Bayerische Bodenroller Werke GmbH)
in der 900m² großen Musterfabrik des TZ PULS
Unser Produkt
Unsere Vision
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3
Lean und Industrie 4.0 in unserer
Lern- und Musterfabrik
Hochschule Landshut | www.haw-landshut.de20.07.2018
▪ Der Produktionsablauf der BBW GmbH
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420.07.2018
▪ Ergänzungen oder Widersprüche von Lean und Industrie 4.0?
Technologiezentrum Produktions- und Logistiksysteme| www.tz-puls.de
Lean trifft Industrie 4.0?
Quelle: Leitfaden Industrie 4.0 trifft Lean
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520.07.2018
▪ Typische Lean Entwicklungen in Unternehmen und digitaler Ausblick
Technologiezentrum Produktions- und Logistiksysteme| www.tz-puls.de
Unser Credo: Lean vor Industrie 4.0!
Quelle: Leitfaden Industrie 4.0 trifft Lean
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620.07.2018
▪ Die Digitalisierung sollte dort anfangen, wo man sich am wohlsten
fühlt: Warum nicht in der Produktion?
▪ Ist dies die Produktion, gilt es sich die Frage zu stellen:
„Wie wird aus einem Kunden-Auftrag ein fertiges Produkt und
wie wird es ausgeliefert?“
▪ Durch die schrittweise Vernetzung der Maschinen und Objekte auf
dem Shopfloor entwickelt man das Verständnis und die
Kompetenzen dafür, was Digitalisierung für die eigene Firma
bedeutet
▪ Das Wichtigste ist, dass Sie beginnen zu handeln.
Technologiezentrum Produktions- und Logistiksysteme| www.tz-puls.de
Die Smart Factory als Startpunkt
der Digitalen Transformation
3
Smart Factory
1
Smart Products
2
Smart Services
IoT
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720.07.2018 Technologiezentrum Produktions- und Logistiksysteme| www.tz-puls.de
1. Nordstern – Langfristige Vision
der Produktion und der Produktfamilien
▪ Die Ableitung eines Nordsterns für die Produktion und ihrer Produkte ist
die Grundlage der Digitalisierung
1 Kundentakt = 63s (-12s) bei 2 Schichten (± 0)
² bei Durchlaufzeit = 1 Schicht bzw. 8h (-10h)
› 100% Wertschöpfung
› 100% Liefertreue
› 0 Fehler (Produkt & Prozess)
› One-Piece-Flow
› #Varianten: 36 Farben (+30), 2 Rahmen (±0)
› Ausbringung: 220.000 St./a (+35.000 St./a)1
› Lieferzeit 1 Tag (-4d)²
› Losgröße 1
› Fläche 900m² (±0m²), #Mitarbeiter ±0
Produktion
Bodenroller
Andere
Produkt-
familie
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820.07.2018 Technologiezentrum Produktions- und Logistiksysteme| www.tz-puls.de
2. Ist-Wertstrom – Verständnis
des aktuellen Zustands
▪ Der Ist-Wertstrom ist die Momentaufnahme der Materialflüsse von Rampe
zu Rampe & die zugehörigen Informationsflüsse
Lieferant
Metallrohling
PPS (Leanion)
Bestellung
LM 160 Kisten á 20
Metallrohlinge
WBZ 3 Tage
Lieferant
Kunststoff-
bälle
LM 18 Kisten á 500
Kunststoffbällen
WBZ 3 Tage
Bodenroller
Bestellung
Bestellung
OXOX
Auftrag PF Bodenroller
# Var 6 (2 Rahmen, 3 Farben)
185.000 St./a
FT 240 d/a
AZ 8h/Schicht
# Schichten 2
KT 75 sec.
Warenausgang
1 1
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Stk
5 m
in
30
s
Schichten: 2Fertigware
Endmontage
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Stk
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,5 m
in
Endmontage
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7,5
min
75
s
Schichten: 2
SM Stanze
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SM groß
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5 s
Schichten: 2
Fertigung Kunststoff
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Schichten: 2
Kommissio-
nierbereich
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Fertigung Metall
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%
Schichten: 2
Hochregal-
lager
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Wareneingang
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Stk
8 s
50
0 S
tk
0,3
s
Schichten: 2
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9
DIGITALISIERUNGSLÜCKEN
20.07.2018 Technologiezentrum Produktions- und Logistiksysteme| www.tz-puls.de
2. Ist-Wertstrom – Digital sehen lernen
▪ Erweiterung zur Wertstromanalyse 4.0
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DIGITAL SEHEN LERNEN
Lieferant
MetallrohlingPPS (Leanion)
Bestellung
LM 160 Kisten á 20
Metallrohlinge
WBZ 3 Tage
Lieferant
Kunststoff-
bälle
LM 18 Kisten á 500
Kunststoffbällen
WBZ 3 Tage
BodenrollerBestellung
Bestellung
Rechnerischer KT
passt nicht zu ABC-
Analyse (200.000 St.)
OXOX
Auftrag
PF Bodenroller
# Var 6 (2 Rahmen, 3 Farben)
185.000 St./a
FT 240 d/a
AZ 8h/Schicht
# Schichten 2
KT 75 sec.
Arbeitsanweisung
manuell
Prozessstabilität
Heijunka-Karte
Mitarbeiter
Sp
eic
he
rme
diu
m
(dig
ita
l)V
erw
en
du
ng
Produktions- und
informationslogistische
Kaizen
Leanion
Karten-Kanban / FIFO
Arbeitsanweisung
digital (Wibond)
Servus
Wibond - Komm.zone /
Kunststofffertigung
RFID
Wertstromgestaltung
Papier
Warenausgang
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Stk
5 m
in
30
s
Schichten: 2Fertigware
Endmontage
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Stk
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Endmontage
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1 S
tk
7,5
min
75
s
Schichten: 2
Information
sfluss?
SM Stanze
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SM groß
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Stk
10
0 s
5 s
Schichten: 2
Fertigung Kunststoff
2 2
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60
s
17
s
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%
Schichten: 2
Kommissio-
nierbereich
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Fertigung Metall
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%
Schichten: 2
Hochregal-
lager
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Wareneingang
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Stk
8 s
50
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tk
0,3
s
Schichten: 2
Information
sfluss?
Arbeitsanweisung
manuell
Prozessstabilität
Heijunka-Karte
Mitarbeiter
Sp
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Produktions- und
informationslogistische
Kaizen
Leanion
Karten-Kanban / FIFO
Arbeitsanweisung
digital (Wibond)
Servus
Wibond - Komm.zone /
Kunststofffertigung
RFID
Wertstromgestaltung
Papier
Werma
(ANDONLIGHT)
Werma
(ANDONLIGHT)
Geschäftsmodelle Geschäftsmodelle
Sp
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Werma (StockSAVER)Werma (StockSAVER)
UbisenseUbisense
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ita
l)
- Ubisense-
Verheiratung noch
örtlich schlecht
- Aufträge müssen
noch per Hand
eingegeben
werden
- Servus
noch nicht an
andere
Systeme
angebunden
- Ubisense
bisher nur
im
Routenzug
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1020.07.2018 Technologiezentrum Produktions- und Logistiksysteme| www.tz-puls.de
3. Soll-Wertstrom – Nächster Zielzustand
auf dem Weg zur Vision
▪ Auf Grundlage des Ist-Wertstroms ist ein Soll-Wertstrom in Richtung des
Nordsterns zu gestalten
Lieferant
Metallrohling
PPS (Leanion)
Bestellung
LM 160 Kisten á 20
Metallrohlinge
WBZ 3 Tage
Lieferant
Kunststoff-
bälle
LM 18 Kisten á 500
Kunststoffbällen
WBZ 3 Tage
Bodenroller
Bestellung
Bestellung
OXOX
Auftrag
PF Bodenroller
# Var 36 (2 Rahmen, 32 Farben)
200.000 St./a
FT 240 d/a
AZ 8h/Schicht
# Schichten 2
KT 70 sec.
Warenausgang
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s
Schichten: 2
Endmontage
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tk
7,5
min
70
s |
63 s
0
Schichten: 2
Stanze
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10
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Schichten: 2
Fertigung Kunststoff
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Kommissio-
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Fertigung Metall
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Schichten: 2
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Bodenroller›Var: 36+2
›220.000 St./a
›LZ 1d
›LG 1
›Fläche/Mitarbeiter ±0
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1120.07.2018 Technologiezentrum Produktions- und Logistiksysteme| www.tz-puls.de
4. Kaizen – Hindernisse, an denen
als nächstes gearbeitet werden muss
▪ Auf dem Weg zum Soll-Wertstrom treten Hindernisse auf, die es zu
überwinden gilt
Lieferant
Metallrohling
PPS (Leanion)
Bestellung
LM 160 Kisten á 20
Metallrohlinge
WBZ 3 Tage
Lieferant
Kunststoff-
bälle
LM 18 Kisten á 500
Kunststoffbällen
WBZ 3 Tage
Bodenroller
Bestellung
Bestellung
OXOX
Auftrag
PF Bodenroller
# Var 36 (2 Rahmen, 32 Farben)
200.000 St./a
FT 240 d/a
AZ 8h/Schicht
# Schichten 2
KT 70 sec.
Warenausgang
1 1
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gsze
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Zyklu
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Stk
5 m
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30
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Schichten: 2
Endmontage
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Schichten: 2
Fertigung Kunststoff
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Schichten: 2
Kommissio-
nierbereich
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Fertigung Metall
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Zykluszeit um
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Schläfer-Varianten
ZZ-Schwankungen
ermitteln 10% Pufferzeit
einplanenHochregallager
eliminieren
SuMa groß
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g
SuMA nur für
Renner-Varianten
1 Duroplast-
Presse abstellen
Verfügbarkeit
um 5% erhöhen
Bodenroller›Var: 36+2
›220.000 St./a
›LZ 1d
›LG 1
›Fläche/Mitarbeiter ±0
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12
2. Umsetzungs-Schleife
“Fertigung Kunststoff”1. Umsetzungs-Schleife
“Endmontage”
Lieferant
Metallrohling
PPS (Leanion)
Bestellung
LM 160 Kisten á 20
Metallrohlinge
WBZ 3 Tage
Lieferant
Kunststoff-
bälle
LM 18 Kisten á 500
Kunststoffbällen
WBZ 3 Tage
Bodenroller
Bestellung
Bestellung
OXOX
Auftrag
PF Bodenroller
# Var 36 (2 Rahmen, 32 Farben)
200.000 St./a
FT 240 d/a
AZ 8h/Schicht
# Schichten 2
KT 70 sec.
Warenausgang
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Schichten: 2
Kommissio-
nierbereich
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Schichten: 2
SuMA
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Schichten: 2
FIFO
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SuMa Stanze
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Fertigware
Endmontage
Be
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in
Zykluszeit um
12s senken
Auftrags-Set für
Schläfer-Varianten
ZZ-Schwankungen
ermitteln 10% Pufferzeit
einplanenHochregallager
eliminieren
SuMa groß
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SuMA nur für
Renner-Varianten
1 Duroplast-
Presse abstellen
Verfügbarkeit
um 5% erhöhen
20.07.2018 Technologiezentrum Produktions- und Logistiksysteme| www.tz-puls.de
Definition von Umsetzungs-Schleifen
▪ Um die Komplexität zu reduzieren, wird der Wertstrom in wenige
Umsetzungs-Schleifen zerlegt
Bodenroller›Var: 36+2
›220.000 St./a
›LZ 1d
›LG 1
›Fläche/Mitarbeiter ±0
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bearbeiten
1320.07.2018 Technologiezentrum Produktions- und Logistiksysteme| www.tz-puls.de
Hindernis
„Zykluszeit um 12 Sekunden senken“
▪ „Erst organisieren, dann investieren“: Einfache Lean-Lösungen
ermöglichen bereits eine Senkung der Zykluszeiten
Arbeitsanweisung
manuell
Prozessstabilität
Heijunka-Karte
Mitarbeiter
Sp
eic
he
rme
diu
m
(dig
ita
l)V
erw
en
du
ng
Leanion
Karten-Kanban / FIFO
Arbeitsanweisung
digital (Wibond)
Servus
Wibond - Komm.zone /
Kunststofffertigung
RFID
Wertstromgestaltung
Papier
Arbeitsanweisung
manuell
Prozessstabilität
Heijunka-Karte
Mitarbeiter
Sp
eic
he
rme
diu
m
(dig
ita
l)V
erw
en
du
ng
Leanion
Karten-Kanban / FIFO
Arbeitsanweisung
digital (Wibond)
Servus
Wibond - Komm.zone /
Kunststofffertigung
RFID
Wertstromgestaltung
Papier
Werma
(ANDONLIGHT)Werma
(ANDONLIGHT)
GeschäftsmodelleGeschäftsmodelle
Sp
eic
he
rme
diu
m
(nic
ht
dig
ita
l)
Werma (StockSAVER)Werma (StockSAVER)
UbisenseUbisense
Sp
eic
he
rme
diu
m
(nic
ht
dig
ita
l)
Endmontage
6 7
LG
BZ
ZZ
| Z
ZP
Au
ftra
g
Au
sschu
ss
Be
sta
nd
Arb
eitssch
ritte
OE
E
1 S
tk
7,5
min
70
s |
63 s
7
Schichten: 2
Zykluszeit um
12s senken
ZZ-Schwankungen
ermitteln 10% Pufferzeit
einplanen
Ergebnisse (Lean-Lösungen)
▪ Arbeitsplatzoptimierung durch Lean-Methoden
▪ Beidhandarbeit
▪ One-Touch-One-Motion
▪ Poka Yoke
Formatvorlage des Untertitelmasters durch klicken
bearbeiten
1420.07.2018 Technologiezentrum Produktions- und Logistiksysteme| www.tz-puls.de
Hindernis
„Zykluszeit um 12 Sekunden senken“
▪ Die letzten Sekunden können durch Industrie 4.0-Lösungen erreicht
werden. Es entsteht eine U-Zelle 4.0.
Ergebnisse (Industrie 4.0-Lösungen)
▪ Verheiratung des Kundenauftrags einem RFID-Tag
▪ Digitale Arbeitsanweisungen an jedem Arbeitsplatz
▪ Digitales Rüsten zwischen Varianten (z.B.
Drehmoment)
▪ Pick-to-Light von Teilen in Griffweite
▪ Automatische Rückführung von verbrauchten Behältern
▪ Überwachung von Abweichungen & Störungen über
Tablets
▪ Automatische Ergonomie-Anpassungen durch Werker-
Identifikation (z.B. Tischhöhe, Sprache, Schrift,
Qualifikation)
Arbeitsanweisung
manuell
Prozessstabilität
Heijunka-Karte
Mitarbeiter
Sp
eic
he
rme
diu
m
(dig
ita
l)V
erw
en
du
ng
Leanion
Karten-Kanban / FIFO
Arbeitsanweisung
digital (Wibond)
Servus
Wibond - Komm.zone /
Kunststofffertigung
RFID
Wertstromgestaltung
Papier
Arbeitsanweisung
manuell
Prozessstabilität
Heijunka-Karte
Mitarbeiter
Sp
eic
he
rme
diu
m
(dig
ita
l)V
erw
en
du
ng
Leanion
Karten-Kanban / FIFO
Arbeitsanweisung
digital (Wibond)
Servus
Wibond - Komm.zone /
Kunststofffertigung
RFID
Wertstromgestaltung
Papier
Werma
(ANDONLIGHT)Werma
(ANDONLIGHT)
GeschäftsmodelleGeschäftsmodelle
Sp
eic
he
rme
diu
m
(nic
ht
dig
ita
l)
Werma (StockSAVER)Werma (StockSAVER)
UbisenseUbisense
Sp
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he
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(nic
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l)
Endmontage
6 7
LG
BZ
ZZ
| Z
ZP
Au
ftra
g
Au
sschu
ss
Be
sta
nd
Arb
eitssch
ritte
OE
E
1 S
tk
7,5
min
70
s |
63 s
7
Schichten: 2
Zykluszeit um
12s senken
ZZ-Schwankungen
ermitteln 10% Pufferzeit
einplanen
Formatvorlage des Untertitelmasters durch klicken
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1520.07.2018 Technologiezentrum Produktions- und Logistiksysteme| www.tz-puls.de
Soll-Wertstrom
nach der 2. Umsetzungs-Schleife
▪ Nach Umsetzung der Schleife “Endmontage” kann man sich auf die
nächste Schleife konzentrieren
Arbeitsanweisung
manuell
Prozessstabilität
Heijunka-Karte
Mitarbeiter
Sp
eic
he
rme
diu
m
(dig
ita
l)V
erw
en
du
ng
Leanion
Karten-Kanban / FIFO
Arbeitsanweisung
digital (Wibond)
Servus
Wibond - Komm.zone /
Kunststofffertigung
RFID
Wertstromgestaltung
Papier
Arbeitsanweisung
manuell
Prozessstabilität
Heijunka-Karte
Mitarbeiter
Sp
eic
he
rme
diu
m
(dig
ita
l)V
erw
en
du
ng
Leanion
Karten-Kanban / FIFO
Arbeitsanweisung
digital (Wibond)
Servus
Wibond - Komm.zone /
Kunststofffertigung
RFID
Wertstromgestaltung
Papier
Werma
(ANDONLIGHT)Werma
(ANDONLIGHT)
GeschäftsmodelleGeschäftsmodelle
Sp
eic
he
rme
diu
m
(nic
ht
dig
ita
l)
Werma (StockSAVER)Werma (StockSAVER)
UbisenseUbisense
Sp
eic
he
rme
diu
m
(nic
ht
dig
ita
l)
Lieferant
Metallrohling
PPS (Leanion)
Bestellung
LM 160 Kisten á 20
Metallrohlinge
WBZ 3 Tage
Lieferant
Kunststoff-
bälle
LM 18 Kisten á 500
Kunststoffbällen
WBZ 3 Tage
Bodenroller
Bestellung
Bestellung
OXOX
Auftrag
PF Bodenroller
# Var 36 (2 Rahmen, 32 Farben)
200.000 St./a
FT 240 d/a
AZ 8h/Schicht
# Schichten 2
KT 70 sec.
Warenausgang
1 1
Lo
sg
röß
e
Be
arb
eitun
gsze
it
Zyklu
sze
it
Au
ftra
g
ab
ge
wi. A
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10
Stk
5 m
in
30
s
Schichten: 2
Stanze
1 1
LG
Ab
d.
ZZ
Ab
d.
LG
Typ.
PZ
Typ
.
ZZ
Typ
.
Au
ftra
g
Au
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Rüstz
eit
10
0 S
tk
10
s
20
Stk
10
0 s
5 s
Schichten: 2
Kommissio-
nierbereich
Be
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Reic
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Sch
ach
t-ID
Fertigung Metall
3 3
LG
BZ
ZZ
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Au
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Au
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KT
Q
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3 m
in
60
s
5%
66 s
10
0 %
Schichten: 2
SuMA
Rahmen
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Reic
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eite
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g
Wareneingang
1 1
Lo
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st.
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20
Stk
8 s
50
0 S
tk
0,3
s
Schichten: 2
FIFO
FIF
O
FIF
O
FIFO
FIF
O
FIFO
FIF
O
FIF
OAuftrags-Set für
Schläfer-VariantenHochregallager
eliminieren
SuMa groß
Be
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SuMA nur für
Renner-Varianten
Fertigware
Endmontage
Be
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nd
Reic
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10
Stk
12
,5 m
in
SuMa Stanze
Be
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Reic
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Fertigung Kunststoff
1 1
LG
PZ
ZZ
| Z
ZV
Au
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Au
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Arb
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eit
4 S
tk
65 s
65
s | 6
9 s
95
%
0
Schichten: 2
1 Duroplast-
Presse abstellen
Verfügbarkeit
um 5% erhöhen
Endmontage
6 7
LG
BZ
ZZ
| Z
ZP
Au
ftra
g
Au
sschu
ss
Be
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Arb
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ritte
OE
E
1 S
tk
7,5
min
70
s |
63 s
7
Schichten: 2
Zykluszeit um
12s senken
ZZ-Schwankungen
ermitteln 10% Pufferzeit
einplanen
Bodenroller›Var: 36+2
›220.000 St./a
›LZ 1d
›LG 1
›Fläche/Mitarbeiter ±02. Umsetzungs-Schleife
“Fertigung Kunststoff”
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1620.07.2018 Technologiezentrum Produktions- und Logistiksysteme| www.tz-puls.de
Ziel von Industrie 4.0 trifft Lean
▪ Synchronisation von Produkt- und Informationsfluss
Quelle: Leitfaden Industrie 4.0 trifft Lean
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1720.07.2018 Technologiezentrum Produktions- und Logistiksysteme| www.tz-puls.de
Fazit
▪ Lean vor Industrie 4.0!
regelt die Priorisierung der Handlungsnotwendigkeiten:
„erst organisieren –dann investieren“
▪ Mit dem Wertstromdesign ist die ideale Methode
definiert, um für die Smart Factory ein Zielbild aus
Kundensicht zu beschreiben
▪ Die Erweiterung zum Wertstromdesign 4.0 macht die
bewährte Lean Methode für die Digitale
Transformation nutzbar
▪ Der Handlungsleitfaden „Industrie 4.0 trifft Lean“
bietet eine wichtige Starthilfe
„Handeln Sie!“
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18
Über das TZ PULS
Technologiezentrum Produktions- und Logistiksysteme| www.tz-puls.de20.07.2018
2016
4 + 12
11,8 + 1,5 Mio.
4,5 Mio. EUR
14112
3
8 (2)
über 300
über 6.000 Eröffnung
Investitionen Gebäude
Ausrüstung
Drittmittel-Projekte
und Kooperationen
Forschungsprojekte
Fachbücher
Wissenschaftliche
Veröffentlichungen
Promotionen
(abgeschlossen)
Veranstaltungen
Besucher*innen
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in einem Hochlohnland
wettbewerbsfähig zu produzieren.
Unsere Mission
Unsere Vision
Die perfekte Produktion für Ihr
Unternehmen durch Lean
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Professoren
Mitarbeiter*innen
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19
Forschung am TZ PULS
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▪ Intelligente Produktionslogistik
Prozessoptimierung und Fabrikplanung
Produktionsmanagement und Steuerung
Prozessorientierte Digitalisierung
Prozessinnovation
Prozessorientierte Beschaffung und
Ressourceneffizienz
Schulungen und Planspiele
Gamification
Führungen und Komplexitätsmanagement
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Prof. Dr. Markus Schneider
Wissenschaftlicher Leiter
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