Im Bereich der Schienenfahrzeugindustrie stehen viele Unternehmen vor großen Herausforderungen in der Supply Chain.

Es werden zunehmend Themen, die für die Automobilindustrie bereits zum Standard gehören, auch auf die Schienenfahrzeugindustrie übertragen. Die Kundenanforderungen gehen in Richtung vernetzter Supply Chains mit PULL-Belieferungsmodellen bei maximaler Flexibilität.
Um diese Herausforderungen zu meistern, wurde im Schienenfahrzeugbereich der Knorr-Bremse ein Supply Chain Modell entwickelt, das diese Anforderungen erfüllen kann.

(Bild: Gesamtmodell Supply Chain Management bei Knorr-Bremse)

Dabei steht speziell das Zusammenspiel im Bereich "Beschaffen-Produzieren-Liefern" im Vordergrund. Diese Prozesse werden durch die Prinzipien der "5-Tage-Fabrik" zusammengeführt.

(Bild: 5-Tage-Fabrik als flexibles Bindeglied zwischen den Bereichen Source und Deliver)

5-Tage-Fabrik - Zielsetzung
Ziel der 5-Tage-Fabrik ist es, bei möglichst niedrigen Beständen flexibel auf Kundenbedarfe reagieren zu können. Um dies zu erreichen, soll ein einzelnes Produkt 5 Tage nach Beginn der Materialbereitstellung zum Versand bereitstehen. Durch eine hohe Flexibilität und Lieferfähigkeit gegenüber dem Kunden bei gleichzeitig niedriger Kapitalbindung kann so aus der Produktion heraus ein strategischer Wettbewerbsvorteil aufgebaut werden.

Herausforderungen für die Knorr-Bremse
In Industrien mit hohen Stückzahlen und niedriger Typenvielfalt kann dies durch das Verknüpfen der Produktionsprozesse mit Hilfe von Pull-Systemen erreicht werden. In einem Pull-System entnimmt der Kundenprozess Material aus vorher festgelegten (Maximal-)Beständen und löst so die Nachproduktion aus. Der Lieferantenprozess füllt anschließend innerhalb einer definierten Wiederbeschaffungszeit die Bestände wieder auf.
In einem projektorientierten Umfeld wie der Schienenfahrzeugbranche gelten jedoch andere Voraussetzungen, als beispielsweise in der Automobilindustrie. Im Projektgeschäft sind Pull-Systeme aufgrund fehlender Wiederholhäufigkeit und häufigen Typwechsels nur für Teile untergeordneter Bedeutung realisierbar, z.B. Norm- oder Kleinteile. Die Bestandteile der Knorr-Bremse-Produkte sind variantenreich und häufig von Projekt zu Projekt unterschiedlich. Zudem entstehen die Varianten häufig schon am Anfang der Wertkette, also in der Gießerei. Dies muss bei Planung und Auslegung der 5-Tage-Fabrik berücksichtigt werden. Grundprinzip ist hierbei, die Durchlaufzeiten innerhalb der Produktion auf ein Minimum zu begrenzen, sobald die Materialbereitstellung angestoßen wird. Anschließend laufen die begonnenen Aufträge in einem First-In-First-Out Prozess kontrolliert durch die Produktion bis in die Endmontage.
Die drei Bereiche (Beschaffungsprozess, Produktionsprozess und Auslieferprozess) sind nachfolgend im Detail beschrieben.


1. Beschaffungsprozess
Die Zusammenarbeit mit den Lieferanten ist ein zentraler Punkt für die Funktionsfähigkeit der 5-Tage-Fabrik. Nur wenn es gelingt die Materialverfügbarkeit in Richtung 100% zu entwickeln, ist die 5-Tage-Fabrik überhaupt möglich.
Es wurde daher ein System entwickelt, um alle Produkte genau einem geeigneten Pull-Belieferungsmodell zuordnen zu können.

(Bild: Auswahlkriterien der In-Supply-Belieferungsmodelle)

Dabei wird nicht nur die klassische ABC/XYZ-Analyse verwendet, sondern auch die Kompetenz des jeweiligen Lieferanten sowie weitere logistisch relevante Aspekte (Volumen etc.) berücksichtigt. Die Lieferanten müssen die Prinzipien verstehen, um diese im eigenen Unternehmen auch umsetzen zu können.
Ein umfangreiches Vertragswerk mit ausführlicher Dokumentation stellt dabei sicher, dass möglichst alle in der Praxis auftretenden Fälle berücksichtigt werden.
Die Lieferanten erhalten einen regelmäßigen Forecast, der zur aktiven Planung der Produktionskapazitäten in den nächsten Monaten genutzt werden muss. Auf dieser Basis erfolgen dann nur im Kurzfristbereich von 2 Wochen die tatsächlichen Lieferabrufe.
Ziel ist es, für nahezu alle Lieferanten für das jeweilige Lieferspektrum ein optimales PULL-Belieferungsmodell umzusetzen, das allen oben beschriebenen Aspekten Rechnung trägt. Aufgrund unseres projektgetriebenen Geschäfts sind hierbei neben dem Einsteuern eines Belieferungsmodells auch die ständige Überwachung der Bedarfsstruktur sowie die Auslaufsteuerung von Bedeutung.


2. Produktionsprozess
Prinzip der Auftragsplanung in der 5-Tage-Fabrik
Sobald ein Montageauftrag freigegeben wird terminiert er Bedarfe in den Vorstufen der Produktion an ausgehend von vorher festgelegten Durchlaufzeiten. Beispielsweise erhält die Fertigung einen möglichst frühen Starttermin und einen möglichst späten Endtermin zur Ablieferung der Teile an den Bereich Oberflächenbehandlung und Lackierung. Die maximale Zeit zwischen Start und Ende der Fertigung ist somit festgelegt und kann durch die Planung zum Optimieren der Maschinenlaufzeit und der Rüstfolge genutzt werden. Gleiches gilt für den Prozess der Oberflächenbehandlung bzw. Lackierung (im sogenannten Surface Technology Center = STC), der auf die Fertigung folgt. Vor dem STC werden die gefertigten Teile in einem Puffer bereitgestellt, der nicht mehr als eine Tagesmenge fasst. Innerhalb eines weiteren Tages werden diese Teile durch das STC geschleust, das einen weiteren FiFo-Prozess mit festgelegter Durchlaufzeit darstellt. So ist sichergestellt, dass erst kurz vor Montagebeginn das Material synchron vor den Montagelinien bereitsteht und nicht erst ein- und wieder ausgelagert werden muss.
Um die Synchronität sicher zu stellen, sind Materialverfügbarkeiten, Durchlaufzeiten sowie früheste Anfangs- und Endtermine in einer SAP-basierten Plantafel sichtbar und abprüfbar. Damit ist auch die Datenkonsistenz sichergestellt, denn es erfolgen keine weiteren Planungsschritte bzw. Optimierungen außerhalb von SAP.

Notwendige Voraussetzungen auf Werkstattebene
Die angestrebten minimalen Durchlaufzeiten innerhalb der Teilprozesse sowie dazwischen werden durch folgende weitere Prinzipien der 5-Tage Fabrik unterstützt:

• Aufbau integrierter Fertigungszellen, die alle Technologien für die Komplettbearbeitung einer Teilefamilie beinhalten
• Reduktion der Weitergabemengen bis hin zum Einzelstückfluss innerhalb der Zellen bzw. Teilprozesse.
• Zyklische Materialweitergabe zu festen Zeitpunkten auf festen Routen
• begrenzte FiFo-Strecken zwischen den Teilprozessen
• kein Einlagern des Materials zwischen den Fertigungsschritten sondern Bereitstellung in FiFo-Puffern.
• Integration möglichst aller Bearbeitungstechnologien in die Fabrik (z.B. Oberflächenbehandlung), um externe Materialflüsse zu vermeiden.

(Bild: Integration externer Prozesse (Phosphatieren) in den fabrikinternen Wertstrom, Bilden integrierter Bearbeitungszellen u. Einführen von FiFo-Prozessen)

Diese beschriebenen Prinzipien lassen sich nur im Rahmen stabiler Prozesse umsetzen. Das richtige Material muss zur richtigen Zeit am richtigen Ort auch verfügbar sein. Hierfür ist ein klares Rollenverständnis aller Beteiligten, sowohl in der Produktion als auch in der Planung notwendig. Denn in der 5-Tage-Fabrik kann im Fall von Störungen oder Qualitätsproblemen nicht mehr einfach auf Bestände anderen Materials zurückgegriffen oder umgeplant werden. Daher sind beispielsweise

• Rüstabläufe zu optimieren und zu standardisieren, um Rüstzeiten planbar zu machen. Denn gefertigte Teile müssen innerhalb eines feststehenden Zeitfensters vor der Oberflächenbehandlung und Lackierung bereitstehen.
• Abweichungen von Standardprozessen sofort sichtbar zu machen, z.B. durch einfache, visuelle Kontrollen wie Stellflächen, Planungsboards, Stückzahlverfolgungen, usw. Im Falle von Problemen ist eine umgehende Reaktion und ggf. Eskalation erforderlich.
• Auftretende Qualitätsprobleme sind anzuzeigen und bestenfalls sofort zu lösen, so dass ein wiederholtes Auftreten sicher vermieden wird. Dies stellt hohe Anforderungen an die Problemlösungsfähigkeit der Beteiligten.

• wird der komplette Ist-Wertstrom eines Produkts vom Zulieferer bis zum Kunden abgebildet (z.B. vom Gussteil bis zur kompletten Bremszangeneinheit)
• werden die Potentiale dieses Wertstroms erkannt (z.B. lange Liegezeiten zwischen den Produktionsschritten, externer Materialtransport zur Oberflächenbehandlung, Qualitätsprobleme mit Gussteilen)
• wird die Vision des künftigen Ziel-Wertstroms entworfen und Schritt für Schritt verfeinert (z.B. Produktionszellen die durch FiFo-Prozesse miteinander verknüpft sind)
• werden Projekte definiert um den Ziel-Wertstrom umzusetzen. Diese Projekte setzen direkt an den erkannten Verbesserungspotentialen an (z.B. Bilden integrierter Fertigungszellen, Integration der Oberflächentechnologie in die Fabrik, …)

Bild: Verkürzung der Durchlaufzeiten am Beispiel einer Hauptproduktgruppe (Klotz-Bremse, Werk Ungarn)

Aus Sicht des Kunden ergeben sich weitere Vorteile:

• Flexibilitätsgewinn: Der Fixierungshorizont für bereits eingelastete Bedarfe, die sich noch außerhalb des Fixierungshorizonts befinden, wird verkürzt.
• Qualitätsgewinn: Die geschlossene Wertschöpfungskette im Unternehmen reduziert Transport- und Handling und damit das Risiko von Beschädigungen. Die Komplettbearbeitung in Produktionszellen erhöht zudem die Eigenverantwortung für das Arbeitsergebnis. Das notwendige Einführen von Linienstopp und Problemlösungsteams verhindert die Weitergabe fehlerhafter Teile in die Prozesskette.
• Erhöhung der Termintreue: Das In-Sourcing wichtiger Prozessschritte in die eigene Fabrik (wie z.B. der Oberflächenbehandlung und Lackierung) vereinfacht die Planung und reduziert das Risiko unvorhergesehener Ausfälle seitens externer Bearbeiter.