3 Beispiele für die Theory of Constraints und ihre Anwendung

Wenn Sie Zeit und Geld in Lean-Methoden investieren, ist die Theory of Constraints ein entscheidendes Werkzeug zur Prozessverbesserung, mit dem Unternehmen Engpässe in ihrem System identifizieren, ausnutzen, unterordnen und aufwerten können.

Unabhängig vom Betrieb gibt es immer Einschränkungen, die die Menge, die Sie produzieren, liefern oder verkaufen können, begrenzen. Und im Falle der Fertigung, wo jede Aktion und jede Abteilung miteinander verbunden ist, ist die Fähigkeit, Einschränkungen innerhalb eines Systems zu erkennen und letztendlich zu beseitigen, eine zu gute Gelegenheit, um sie zu verpassen.

Wenn es in Ihrem Unternehmen keine Beschränkungen gäbe, könnten Sie unbegrenzt schnell und viel erreichen.

Einschränkungen gibt es jedoch immer. Eine der besten Methoden, um Engpässe in einem Betrieb zu erkennen und zu beheben, ist die Betrachtung von Beispielen aus der Theory of Constraints.

Erstens: Was ist die Theory of Constraints?

Die Theory of Constraints ist eine Verbesserungsmethode, die Unternehmen dazu anregt, einschränkende Faktoren (Beschränkungen) innerhalb ihres Betriebs zu identifizieren. Sobald eine Einschränkung identifiziert ist, besteht das Ziel darin, ihr maximales Potenzial auszuschöpfen und/oder ihre Kapazität zu erhöhen, so dass sie nicht länger ein einschränkender Faktor ist.

Jeder Produktionsvorgang besteht aus mehreren miteinander verbundenen Prozessen. Das schwächste Glied im Prozess bestimmt letztendlich das Tempo der Produktionslinie, da der gesamte Vorgang die Grenzen der Beschränkung nicht überschreiten kann.

Stellen Sie sich das wie eine Kette vor. Wenn eine Kette reißt, bricht sie an einer Stelle: dem schwächsten Glied. Das bedeutet, dass andere Glieder zwar mehr Gewicht hätten tragen können, die gesamte Kette aber niemals mehr als die Gewichtskapazität ihres schwächsten Gliedes halten kann.

Genauso verhält es sich mit den Beschränkungen in einem Fertigungsbetrieb. Auch wenn es in jeder Abteilung, jedem Prozess oder jedem Team unterschiedliche Stärken und Schwächen gibt, ist Ihr gesamter Fertigungsbetrieb nur so stark wie Ihr schwächstes Glied. Nach der Theory of Constraints können Sie nie alle Schwachstellen in einem Prozess beseitigen, aber Sie können sie nach und nach ausnutzen oder überwinden, um voranzukommen und zu wachsen.

Ein erstes Beispiel für die Theory of Constraints: Stellen Sie sich vor, Sie bauen Elektroautos. Sie haben alle Teile, bis auf eine Schlüsselkomponente: die Batterien. Aufgrund eines Materialmangels muss Ihr Unternehmen einen Monat länger warten, um sie zu erhalten.

Das Warten auf die nächste Lieferung von Batterien ist der größte limitierende Faktor in Ihrem Betrieb. Auch wenn Ihre Autos praktisch fertig sind, kann kein einziges Produkt ausgeliefert werden, bevor Sie die Batterien nicht erhalten und eingebaut haben.

Wie Sie Einschränkungen maximieren: 5 einfache Schritte

Die Anwendung der Theory of Constraints-Methode ist erstaunlich einfach, wenn Sie den folgenden Fünf-Schritte-Prozess verwenden.

Schritt 1: Identifizieren Sie die Einschränkung

Bevor Sie damit beginnen können, die Möglichkeiten Ihrer Beschränkung zu maximieren, müssen Sie sie zunächst finden. Glücklicherweise gibt es mehrere verräterische Anzeichen, die auf einen Engpass in Ihrem Unternehmen hinweisen.

• Anhäufung von Lagerbeständen vor der Einschränkung
• Mehr Arbeit in Arbeit als vernünftigerweise nötig
• Übermäßiges Händchenhalten und übermäßige Aufsicht sind erforderlich, um sicherzustellen, dass bestimmte Prozesse korrekt ausgeführt werden
• Übermäßige und/oder ständige Wartezeiten und Maschinenstillstände

Führen Sie einen oder mehrere der folgenden Schritte durch, um eine Einschränkung zu identifizieren.

• Führen Sie Gemba Begehungen/Audits durch, um die Anzeichen der Einschränkung in Aktion zu sehen.
• Sammeln Sie Daten aus Ihrer Arbeitsanweisungssoftware, um die Leistungsdaten zu überprüfen und festzustellen, wo Verlangsamungen auftreten. Sehen Sie sich Metriken wie Durchlaufzeit, Taktzeit, Zykluszeiten und Materialverbrauch an.
• Schauen Sie sich Kennzahlen wie die Gesamtanlageneffektivität und die Gesamtarbeitseffektivität an, um den genauen Zeitpunkt oder Faktor des Engpasses zu ermitteln.
• Führen Sie eine Wurzelursachenanalyse zu den Auswirkungen der Einschränkung durch, um sie zu finden.
• Fragen Sie die Mitarbeiter, wo sie Einschränkungen sehen. Ihre Mitarbeiter arbeiten jeden Tag mit Einschränkungen, daher ist es wichtig, von ihnen zu hören.

Schritt 2: Nutzen Sie die Einschränkung aus

Sobald Sie die Einschränkung gefunden haben, ist der nächste Schritt ganz einfach.

Nutzen Sie die Einschränkung aus, um sicherzustellen, dass sie mit Ihren aktuellen Ressourcen zu 100 % funktioniert.

Ein Beispiel für diesen Schritt der Theory of Constraint ist die Vorstellung einer Produktionslinie, bei der die Endmontage länger dauert als die Herstellung der einzelnen Teile. Auch wenn die Montage der begrenzende Faktor für die Geschwindigkeit des gesamten Vorgangs ist, müssen Sie sicherstellen, dass die Mitarbeiter in der Montage nie ohne die Materialien auskommen, die sie für ihre Arbeit benötigen.

Wenn die Mitarbeiter in der Montage auf die benötigten Teile warten, wird der Durchsatz der Einschränkung langsamer als optimal sein, was zu einem langsameren Betrieb insgesamt führt.

Schritt 3: Alle Nicht-Zwangsbedingungen unterordnen

Schritt 3 besteht darin, sicherzustellen, dass alle Ressourcen dem Constraint untergeordnet sind und es ermöglichen, dass das Constraint mit 100%iger Kapazität arbeitet.

Mit anderen Worten, es ist an der Zeit, sich die Faktoren außerhalb der Einschränkung anzusehen.

Da Sie die Einschränkung identifiziert haben, bedeutet dies logischerweise, dass die Faktoren außerhalb der Einschränkung einen gewissen Grad an Überschuss aufweisen. Mit anderen Worten: Sie produzieren mehr als die Beschränkung, da sie nicht der begrenzende Faktor sind. Ohne ein Eingreifen würden die überschüssigen Fähigkeiten der nicht einschränkenden Faktoren zu einer Anhäufung von Produkten führen und möglicherweise zu weiteren Einschränkungen und Engpässen im System beitragen.

Dieser Überschuss an Fähigkeiten kann zwar auf ein Ungleichgewicht hinweisen, ist aber eigentlich eine gute Sache, da sie den Betrieb nicht einschränken. Sie müssen lediglich ein gewisses Maß an Kontrolle ausüben.

Wir können diesen Überschuss zu unserem Vorteil nutzen, indem wir ein Trommel-Puffer-Seil-System anwenden, das alles dem Rhythmus unterordnet, den die Einschränkung (Trommel) vorgibt.

• Trommel: eine Vorgabe, die das Tempo und den Rhythmus der Produktion bestimmt.
• Puffer: eine zusätzliche Zeitspanne vor der Trommel.
• Seil: wann der Arbeitsauftrag freigegeben werden soll.

Durch eine sorgfältige Planung der Freigabe von Arbeitsaufträgen (Seil) können Hersteller sicherstellen, dass ein Material-/Teilepuffer vorhanden ist, der es ermöglicht, dass die Trommel (Constraint) immer arbeitet. Sollte es jemals ein Problem in der Produktionslinie vor der Trommel geben, verfügen Sie immer noch über einen Bestand von einigen Stunden oder Tagen, um die maximale Leistung des Constraints aufrechtzuerhalten.

Schritt 4: Erhöhen Sie die Leistung der Beschränkungen

Jetzt, in Schritt 4, können wir über die Maximierung hinausgehen und Maßnahmen ergreifen, um die Einschränkung zu erhöhen und/oder zu überwinden. Dieser Prozess erfordert jedoch oft schwerwiegende Veränderungen wie die Umverteilung von Ressourcen oder Investitionen in neue Technologien.

Wenn Sie Änderungen an Ihrem Betrieb vornehmen oder in neue Technologien investieren, ist es wichtig, dass Sie an dem Ziel festhalten, den Durchsatz des Betriebs zu erhöhen. Andernfalls nehmen Sie möglicherweise Änderungen vor, die anderen Bereichen zugute kommen, aber nichts zur Steigerung der Leistung Ihres Bereichs beitragen.

Auch wenn die Änderungen, die Sie vornehmen, spezifisch für das jeweilige Problem sind, helfen Ihnen doch einige wichtige Methoden, Ihr Ziel zu erreichen. Verwenden Sie die folgenden Maßnahmen, um Ihre Beschränkungen zu durchbrechen und Ihre Ziele zu überwachen.

• Etablieren Sie wiederholbare beste Praktiken: Stellen Sie sicher, dass jeder Mitarbeiter seine Aufgaben und Verantwortlichkeiten auf die richtige Weise ausführt. Standardisierung ist entscheidend, wenn es darum geht, verbesserungswürdige Bereiche zu identifizieren.
• Analysieren Sie die wichtigsten Leistungsindikatoren: Ermitteln Sie die Hauptverantwortlichen für die Einschränkung, indem Sie die Leistung bestimmter Kennzahlen und Berechnungen untersuchen, die die Leistung der Einschränkung genau darstellen.
• Durchführen von Zeitstudien: Erstellen Sie Zeitstempel mit dem Prozess, um die genauen Zeiten zu verfolgen, zu denen bestimmte Aktionen innerhalb der Einschränkung durchgeführt werden.
• Bewertung der Ressourcen: Manchmal können unsere aktuellen Geräte und Werkzeuge nicht ausreichen, um eine Beschränkung ausreichend zu überwinden. Wenn Sie beispielsweise eine hohe Fluktuation innerhalb Ihrer Belegschaft haben, kann die Investition in Schulungssoftware, die Ihre Mitarbeiter aktiv durch den Prozess führt, den entscheidenden Unterschied ausmachen.

Das Ziel dieses Schritts ist es, die Leistung des Engpasses zu erhöhen, so dass der identifizierte Bereich nicht mehr das schwächste Glied ist.

Schritt 5: Wiederholen

Wie alle anderen Lean-Methoden ist auch die Theory of Constraints ein Verbesserungsplan, der umgesetzt und dann kontinuierlich wiederholt werden muss. In diesem Schritt gibt es zwei Szenarien:

• Die Einschränkung wurde gebrochen: In dem Maße, in dem eine Einschränkung identifiziert, ausgenutzt, untergeordnet und aufgehoben wird, nehmen neue Einschränkungen ihren Platz als schwächstes Glied innerhalb des Betriebs ein. Diese neuen Beschränkungen können dann durch Wiederholung der Schritte 1-4 verwaltet werden.
• Die Beschränkung ist nicht gebrochen: Wenn die Beschränkung nicht gebrochen wurde, müssen Sie den Prozess wiederholen. Oft liegt dies daran, dass die Einschränkung falsch identifiziert wurde. Kehren Sie zu Schritt 1 zurück.

Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass die 4 vorherigen Schritte keine einmalige Aktion sind. Vielmehr sind sie ein fortlaufender Prozess, der es Unternehmen ermöglicht, sich weiterzuentwickeln und zu wachsen.

3 Beispiele für die Theory of Constraints

Lassen Sie uns das, was wir über die Theory of Constraints gelernt haben, abschließen und auf reale Szenarien anwenden, die Hersteller betreffen.

Denken Sie daran, dass die oben genannten 5 Schritte je nach Betrieb und Branche sehr unterschiedlich sein können. Das bedeutet, dass in manchen Szenarien nur eine vollständige Ausnutzung und/oder Unterordnung möglich ist, anstatt die Beschränkung vollständig aufzuheben/zu durchbrechen.

Theory of Constraints Beispiel #1: Trommel-Puffer-Seil & Arbeitsaufträge

Ein unsachgemäßes Zeitmanagement stellt für viele Unternehmen eine große Einschränkung dar, insbesondere für Unternehmen mit vertikal integrierten Produktionslinien, in denen mehrere Teile hergestellt werden, bevor sie zur Endmontage gelangen.

Denken Sie bei diesem Beispiel der Theory of Constraints an einen Kamerasensor und ein Objektiv für moderne Videodrohnen.

Die Herstellung des Kamerasensors dauert 30 Minuten, die des Kameraobjektivs fast 60 Minuten - fast doppelt so lange wie der Sensor. Wenn Sie jedem Prozess seinen Lauf lassen würden, ohne einzugreifen, würde sich in der Montageabteilung ein Stapel Kamerasensoren ansammeln, während Sie ständig auf die Objektive warten.

Um das Warten und die Anhäufung von Lagerbeständen zu verringern, könnten Sie den Arbeitsauftrag für die Kamerasensoren 30 Minuten nach Beginn des Arbeitsauftrags für die Objektive erteilen. Dies sollte es ermöglichen, dass beide Teile gleichzeitig in der Montageabteilung eintreffen und alle Nicht-Zwänge effektiv untergeordnet werden.

Diese Idee ist jedoch etwas unvollständig, da sie wenig Spielraum für Schwankungen oder Probleme lässt.

Wenn Sie die Lehren und Werkzeuge der Theory of Constraints verstehen, können Sie stattdessen ein Trommel-Puffer-Seil-System einsetzen, das alle Nicht-Zwangsbedingungen dem maximalen Potenzial der aktuellen Bedingung unterordnet und gleichzeitig Flexibilität bietet.

Identifizieren Sie zunächst die Randbedingung (Trommel). In diesem Fall ist die Einschränkung der Kameraobjektivprozess. Das Seil wird verwendet, um Arbeitsaufträge vor der Einschränkung und dem Puffer zu erteilen. Da andere Nicht-Zwangsbedingungen schneller sind, gibt der Objektivprozess das Tempo der Produktion vor. Wir können jedoch die Kapazität und Flexibilität der Zwangsbedingung maximieren, indem wir eine von zwei Arten von Puffern anwenden.

• Teile-Puffer: Halten Sie jeden Tag einen kleinen Bestand an Kameraobjektiven vor, die für den Montageprozess bereit sind (Seil), um sicherzustellen, dass die Montageabteilung über die Anzahl der Objektive verfügt, die sie für den Tag benötigt. Auf diese Weise haben Sie selbst bei unvorhergesehenen Problemen noch einen gewissen Vorrat, um die maximale Kapazität aufrechtzuerhalten.

• Zeitpuffer: Hier würden Sie Arbeitsaufträge für die Kameraobjektive etwas vor den Kamerasensoren erteilen. Wenn die Herstellung eines Objektivs 1 Stunde dauert, könnten Sie einen Puffer einrichten, der sicherstellt, dass die Arbeitsaufträge für die Objektive 2-3 Stunden vor der Montage erteilt werden (Seil). Dieser Vorsprung ermöglicht es der Montageabteilung, einen kleinen, aber stetig wachsenden Bestand zu halten, der sich bis zum Ende des Produktionszeitraums aufbrauchen sollte. Obwohl der gesamte Prozess mehr Zeit in Anspruch nimmt, beginnen wir einfach früher als nötig mit der Arbeit, um den Betrieb vor unvorhergesehenen Problemen zu schützen und gleichzeitig den potenziellen Output der Einschränkung zu maximieren.

Die Entscheidung zwischen einem Zeitpuffer oder einem Teilepuffer hängt letztlich von den spezifischen Anforderungen und Möglichkeiten des Fertigungsbetriebs und des Unternehmens ab.

Theory of Constraints Beispiel #2. Langsame Qualitätsinspektionen

Während die Produktion im Rahmen der Theory of Constraints oft im Mittelpunkt steht, sorgen andere Bereiche für zusätzliche Komplexität, was insgesamt zu einem langsameren Betrieb führt. Eine solche Aktivität, mit der Unternehmen zu kämpfen haben, sind Qualitätskontrollen.

Stellen Sie sich zum Beispiel vor, Ihr Unternehmen baut Spielzeugautos für Kinder zusammen. Da es sich um Kinderspielzeug handelt, müssen verschiedene Qualitätsrichtlinien befolgt werden. Die abschließenden Qualitätskontrollen haben viel Zeit in Anspruch genommen, so dass ein erheblicher Rückstand an Produkten entstanden ist, die auf die Inspektion warten.

Um diese Einschränkung zu maximieren, haben Sie die 5 Schritte der Theory of Constraints angewandt.

1. Identifizieren Sie, dass die Einschränkung im Prozess der Qualitätsendkontrolle liegt.
2. Nutzen Sie die Einschränkung aus, um sicherzustellen, dass die Mitarbeiter der Qualitätsendkontrolle nie auf zu prüfende Produkte warten.
3. Unterordnen Sie alle Aktivitäten, die nicht unter die Einschränkung fallen, der Geschwindigkeit und dem Tempo des Qualitätsprüfungsprozesses. In diesem Fall müssen Sie möglicherweise das Tempo der Spielzeugautoproduktion drosseln.

Wenn Sie diese drei Schritte richtig organisieren, haben Sie Zeit und Raum, um Ihre Entscheidungen für den 4. Schritt richtig zu bewerten.

4. Erhöhen Sie den Druck, indem Sie in Werkzeuge und Schulungen investieren, um die Geschwindigkeit der Inspektionen und die Anzahl der Mitarbeiter, die die Qualitätskontrollen durchführen können, zu erhöhen. Arbeitsanweisungssoftware ermöglicht es den Mitarbeitern, schnell zu lernen, wie man Inspektionen durchführt, während erfahrene Mitarbeiter mit den besten Praktiken für die Inspektionen vertraut gemacht werden.
5. Wiederholen Sie den Vorgang, um zu überprüfen, ob die Einschränkung gebrochen wurde. Ermitteln Sie dann die neue Einschränkung und verbessern Sie den Vorgang kontinuierlich.

Theory of Constraints Beispiel #3. Die Suche nach 2 flüssigen Einschränkungen

Manchmal ist eine Einschränkung nicht nur in einem Abschnitt eines Prozesses zu finden, sondern in einem fließenden Teil Ihres Betriebs, z.B. bei den Mitarbeitern oder den Maschinen selbst.

Stellen Sie sich für dieses Beispiel der Theory of Constraints vor, dass Sie einen Fertigungsbetrieb mit hohem Mischungsgrad und geringem Volumen betreiben. Während sich einige Aufträge wiederholen, wird es für Ihre Mitarbeiter immer schwieriger, sich an die Einzelheiten jedes Auftrags zu erinnern, was zu mehreren potenziellen Einschränkungen innerhalb jeder Produktlinie führt.

In diesem Fall, wie auch in unserem früheren Beispiel, beschließen Sie, die 5 Schritte der Theory of Constraints zu befolgen.

1. Stellen Sie fest, dass in den meisten Abteilungen die Einschränkung in den menschlichen Prozessen liegt.
2. Dann nutzen Sie die Einschränkung, um die maximale Kapazität zu erhalten, indem Sie bei Bedarf zusätzliche Schulungen anbieten.
3. Danach ordnen Sie alle anderen Zwänge unter, um mit den aktuellen Methoden und der Personalkapazität das richtige Produktionstempo zu erreichen.

Obwohl die Beschränkung richtig ausgenutzt wurde, ist das Produktionstempo immer noch zu langsam.

4. Investieren Sie in diesem Fall in eine Arbeitsanweisungssoftware, damit jeder Arbeiter zur richtigen Zeit über das richtige Wissen verfügt, das er benötigt.
5. Wiederholen Sie dann den Prozess, um zu bewerten, ob die Änderungen erfolgreich waren.

Und siehe da, sie waren es. Aber jetzt haben Sie schon die nächste Einschränkung bemerkt, die entwickelt werden muss.

Mithilfe Ihrer Arbeitsanweisungssoftware und der Überwachung der Mitarbeiterleistung stellen Sie fest, dass bestimmte Maschinen oft untätig sind, was die Effizienz des Betriebs stark einschränkt und eine neue Einschränkung schafft.

In diesem Fall wiederholen Sie die obigen 5 Schritte.

1. Sie stellen fest, dass die ineffiziente Planung des Maschineneinsatzes die derzeit größte Einschränkung darstellt.
2. Nutzen Sie die Einschränkung aus, indem Sie den Plan für die Maschinennutzung optimieren.
3. Ordnen Sie alle Nicht-Zwangsbedingungen unter, um das richtige Produktionstempo mit den aktuellen Methoden und Gerätekapazitäten festzulegen.

In ähnlicher Weise wurde die Nebenbedingung richtig ausgenutzt, aber die Produktionsgeschwindigkeit ist immer noch zu langsam.

4. Verbessern Sie die Zwangsbedingung, indem Sie fortschrittliche Systeme und Werkzeuge einsetzen, um ein intelligentes Maschinenlayout und einen Zeitplan zu erstellen.
5. Wiederholen Sie dann den Prozess, um zu bewerten, ob die Änderungen erfolgreich waren.