Rüstzeitanalyse

Der Begriff Rüsten stammt aus der Technik und bezeichnet den Vorgang eine Maschine, Fertigungsstelle, Einzelanlage oder Anlagenstraße für einen bestimmten Arbeitsvorgang vorzubereiten. Dies bedeutet meist das Bestücken der Anlage/Maschine mit Werkzeugen und Werkstücken sowie die Bereitstellung von Betriebsstoffen wie beispielweise Schneidöl. Sauberkeitsaspekte und Einstellungen an der Maschine fallen ebenfalls unter den Begriff des Rüstens.

Aus dem Rüstvorgang resultiert ein Stillstand der Maschine. Die Investition (Maschine) kann also während des Rüstens nicht produktiv arbeiten. Früher wurden Rüstzeiten als fester Bestandteil einer Fertigung angesehen und galten als unveränderlich. Mittlerweile weiß man, dass die Rüstzeiten einen großen Anteil der Kosten in produzierenden Betrieben schluckt und schenkt diesen große Aufmerksamkeit.

Als heute vorherrschendes Produktionsparadigma gilt Toyotas Produktionssystems, welches auch die Rüstzeitreduzierung beinhaltet. In Toyotas Produktionssystem wurden die Rüstzeiten systematisch reduziert.

Rüsten ist die Zeit vom Produktionsende des letzten Gutteils eines Produkts bis zum Zeitpunkt, von dem an Gutteile des nächsten Produkts hergestellt werden. Somit beinhaltet der Rüstvorgang vielmehr als nur das Auswechseln von Werkzeugen und Werkstücken.[1] 
Attach:Rüs1.jpg Δ| Abb.1: Rüsten[2] 

Voraussetzungen für eine Rüstzeitanalyse

  • Es sollte keine Restriktionen bei der Suche nach Maßnahmen zur Rüstzeitverkürzung geben.
  • Verbesserungsmöglichkeiten und Schwachstellen können neben der Technik auch in Bereichen der Organisation und Personal liegen.
  • Das zu analysierende Objekt sollte ein Engpasssystem sein.
  • An dem Verbesserungsprozess sollten nicht nur die Maschinenbediener oder Einrichter teilnehmen, sondern ebenso die Abteilungen Werkzeugservice, Logistik, Qualitätssicherung, Fertigungssteuerung sowie interne Zulieferer.[3] 

Notwendigkeit einer Rüstzeitanalyse

  • Kostenersparnis (MA, Stillstand der Maschine).
  • Verringerung der Durchlaufzeiten.
  • Bessere Auslastung der Maschine.
  • Potential (MA) wird frei um andere Maschinen zu Bedienen.
  • Schnellere Fertigstellung von Gütern im Produktionsprozess.
  • Erhöhung der Wirtschaftlichkeit.

Kern der Rüstzeitanalyse

Die folgende Grafik illustriert, wie sich im Verlauf einer Rüstzeitoptimierung feststehen lässt, welche Produktionsaufgaben zum eigentlichen Rüstvorgang dazu gehören und welche abgetrennt werden können um Zeiten einzusparen.


Abb.2: Rüstzeitoptimierung[4] 

Der Rüstprozess

Die Grafik zeigt den Rüstprozess mit seinen 5 Hauptpunkten.

Attach:Rüstprozessneu.jpg Δ| Abb.3: Rüstprozess[5] 

Rüstzeit Abschnitte

Um die Rüstzeitoptimierung und somit den Rüstprozess praktizieren und die einzelnen Elemente detailliert betrachten zu können ist eine Unterteilung in Rüstzeitabschnitte dringend notwendig.
Die folgende Grafik illustriert in welche Rüstzeit Abschnitte unterteilt wird:


Abb.4: Rüstzeitabschnitte[6] 

Rüstabschnitte und Rüstelemente

In der voran gezeigten Grafik wurde zwischen Rüstabschnitten und Rüstelementen unterschieden.
Aufgrund der Betrachtung von detaillierten Abläufen entsteht i.d.R. umfangreiches Datenmaterial. Die folgende Grafik zeigt welche Rüstabschnitte und Rüstelemente sowie Rüstobjekte und Rüsttätigkeiten üblicherweise vorkommen.

Attach:rüs4.jpg Δ| Abb.5: Rüstabschnitte und Rüstelemente[7] 

Einflussgrößen für die Rüstablaufanalyse

Die Einflussgrößen auf die Rüstablaufanalyse können in vier Untergruppen unterteilt werden. Es wird schnell sichtbar, dass eine große Anzahl an möglichen Einflussfaktoren den Rüstablauf mit bestimmt.

Produkt: Geometrie, Teilevielfalt, Werkstoff, Qualität, Komplexität, Spannfläche, Fertigungstiefe

Prozess: Fertigungsverfahren, Maschine, Werkzeug, Vorrichtung, Spannmittel, Messmittel, Steuerung, Handhabung, Peripheriegeräte

Organisation: Ablaufplanung, räumliche Organisation, Unterlagen, Informationsfluss, Bereitstellung, Fertigungssteuerung, Arbeitsverteilung, Prüfplanung, Dokumentation, Organisationsstruktur

Personal: Qualifikation, Flexibilität, Entlohnung, Motivation, Gewissenhaftigkeit, Anzahl, Zusammenarbeit, Training
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Methodisches Vorgehen zur Rüstzeitoptimierung

Die folgenden Arbeitsschritte helfen eine gezielte Rüstzeitverkürzung durchzuführen und sollten in der angegebenen Reihenfolge abgearbeitet werden:

Festlegung des Untersuchungsbereichs unter Berücksichtigung betriebsspezifischer Randbedingungen.
Ermittlung welche Anlage/Maschine bzw. Maschinenabschnitt betrachtet werden soll.

Detaillierte Analyse der Rüstvorgänge und der Einflussgrößen des Rüstens.
Detaillierte und differenzierte Dokumentation des Rüstablaufs. ( u.a. Bildung von Rüstzeit Elementen)
Erfassung aller rüstrelevanten Einflussfaktoren und Quantifizierung der Wirkung auf den Rüstablauf.
Qualitative und quantitative Erfassung der Ursachen und Wirkungen von Schwachstellen und Störungen.

Bewertung der Ergebnisse(Punktevergabe, Notenvergabe, Positiv/Negativ Gewichtung, etc.).

Ableitung und Auswahl von Maßnahmen
Verlagerung von Rüsttätigkeiten in die produktive Zeit des Arbeitssystems.
Reduzierung der Probelaufzyklen (z.B.: Verbesserung der Reproduzierbarkeit).
Umwandlung von sogenannten internen Rüsttätigkeiten (z.B.: Zentrier- oder Messtätigkeiten außerhalb des Maschinenstands)
Abstimmung aller Einzelmaßnahmen und deren Einbindung in den gesamten Produktionsprozess.

Quantitative und qualitative Überprüfung der Maßnahmen und ggf. Ableitung weiterer Maßnahmen

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Exkurs SMED

SMED bedeutet »Single Minute Exchange of Die«. Sinngemäß übersetzt: »Schnelles Umrüsten unter 10 Minuten«. Mit SMED werden Rüstzeiten sowohl durch organisatorische als auch durch technische Maßnahmen verkürzt.

Stufe 0 - Videoanalyse aller Rüsttätigkeiten

Stufe 1 - Trennung von internem und externem Rüsten

Interne Rüsttätigkeiten sind Rüsttätigkeiten, die bei Maschinenstillstand durchgeführt werden müssen. Bsp.: Wechseln des Werkzeugs, Justieren des Werkzeugs.

Externe Rüsttätigkeiten sind Rüsttätigkeiten, die ausgeführt werden können, während
die Maschine läuft. Bsp.: Nächsten Auftrag suchen, Material für den nächsten Auftrag holen, Benötigte Werkzeuge und Vorrichtungen an die Maschine holen.

Stufe 2 - Umwandlung von internem in externes Rüsten
Hier soll die Aufgabe und der genaue Zweck jeder internen Rüsttätigkeit hinterfragt werden und anschließend Möglichkeiten gefunden werden die internen Rüsttätigkeiten in externe Rüsttätigkeiten umzuwandeln.

Stufe 3 Synchronisation und technische Optimierung aller Rüsttätigkeiten

Hier gibt es Maschinen und Anlagenabhängig unterschiedliche Ansatzmethoden um die Rüsttätigkeit zu verbessern. Bsp.: Lagerungsoptimierung, Suchzeitreduzierung, Kenzeichung und Beschriftung, optimaler Zustand aller Gegenstände, Lagervorrätigkeit, Laufwegverkürzung, Einstellvorgänge reduzieren, Manuelle Verschlüsse durch Klemmen ersetzten. Numerische Skalen verwenden, Verbesserung der Mechanisierung.

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Vorteile und Nachteile der Rüstanalyse

Vorteile durch geringe Rüstzeiten:

  • Losgrößen können verkleinert werden; damit steigt die Flexibilität, auf Kundenwünsche schnell reagieren zu können
  • Lager- und Pufferbestände reduzieren sich
  • Durchlaufzeiten werden geringer
  • Die Qualität wird erhöht
  • Die Herstellkosten sinken
  • Die Kapazität kann erhöht werden; kürzere Rüstzeiten können auch für längere Maschinenlaufzeiten genutzt werden
  • Rüstvorgänge werden erleichtert und sind mit weniger
  • Kraftaufwand und geringerem Verletzungsrisiko verbunden

Nachteile der Rüstanalyse:

  • Hoher Umsetzungsaufwand
  • Zeit und Kostenintensiv
  • Zeiten und Tätigkeiten müssen genau erfasst werden
  • Mitarbeiter müssen zur Unterstützung bereit sein

 

Quellennachweise

1.  (Rüsten Abgerufen am 24.04.2012 um 21:00 Uhr auf wikipedia http://de.wikipedia.org/wiki/R%C3%BCstzeit_%28Technik%29#R.C3.BCstzeit) [↑]

2.  Leano Schriftenreihe für Lean Management Reduziere die Rüstzeiten, Die SMED Methode. Abgerufen am 04.05.2012 um 11:00 Uhr auf http://www.v-und-s.de/sites/default/files/V%2BS_Leano_SMED_RZ_DS.pdf [↑]

3.  AG Wertstromfabrik Schwerpunktthema Maßnahmen zur Rüstzeitoptimierung. Abgerufen am 24.04.2012 um 16:00 auf http://www.awf.de/download/R%FCstablaufanalyse-mit-FastCura.pdf [↑]

4.  Systematische Analyse von Rüstabläufen als Basis für die Optimierung von Rüstprozessen.Abgerufen am 15.04.2012 um 15:30 auf: http://ibffl.de/downloads/systematischeanalysevonruestprozessen.pdf [↑]

5.  Vgl.: Koch, S. Einführung in das Management von Geschäftsprozessen Six Sigma, Kaizen TQM. Heidelberg Dordrecht, London, New York: Springer 2011 S.235 [↑]

6.  AG Wertstromfabrik Schwerpunktthema Maßnahmen zur Rüstzeitoptimierung. Abgerufen am 24.04.2012 um 16:00 auf http://www.awf.de/download/R%FCstablaufanalyse-mit-FastCura.pdf [↑]

7.  AG Wertstromfabrik Schwerpunktthema Maßnahmen zur Rüstzeitoptimierung. Abgerufen am 24.04.2012 um 16:00 auf http://www.awf.de/download/R%FCstablaufanalyse-mit-FastCura.pdf [↑]

8.  Systematische Analyse von Rüstabläufen als Basis für die Optimierung von Rüstprozessen.Abgerufen am 15.04.2012 um 15:30 auf: http://ibffl.de/downloads/systematischeanalysevonruestprozessen.pdf [↑]

9.  VGL.: AG Wertstromfabrik Schwerpunktthema Maßnahmen zur Rüstzeitoptimierung. Abgerufen am 24.04.2012 um 16:00 auf http://www.awf.de/download/R%FCstablaufanalyse-mit-FastCura.pdf [↑]

10.  Vgl.: Becker T., Prozesse in Produktion und Supply Chain optimieren, Springer 2005 S.90 [↑]

11.  Vgl.: Wappis, J. Taschenbuch Null-Fehler-Management: Umsetzung von Six Sigma. Carl Hanser Verlag GmbH & CO. KG 2006 S.268 [↑]

12.  VGL.: Leano Schriftenreihe für Lean Management Reduziere die Rüstzeiten, Die SMED Methode. Abgerufen am 04.05.2012 um 11:00 Uhr auf http://www.v-und-s.de/sites/default/files/V%2BS_Leano_SMED_RZ_DS.pdf [↑]