Das Toyota Produktionssystem (TPS) ist ein von Toyota in einem Zeitraum von über 50 Jahren entwickeltes Produktionsverfahren. Es verbindet die Produktivität der Massenproduktion mit der Qualität der Werkstattfertigung. Für Japan gab es nach dem Ende des 2. Weltkriegs keine wirtschaftliche Hilfe der USA und so mussten die japanischen Firmen mit bescheidenen Mitteln in den Weltmarkt einsteigen. Geld für neue Maschinen war nicht vorhanden, also konzentrierte man sich auf die Verbesserung der organisatorischen Abläufe.
Maßgeblich wurde das TPS von den Ingenieuren Taiichi Ohno und Shigeo Shingo entwickelt. Ziel ist die Produktion im Kundentakt mit möglichst geringer Verschwendung von Ressourcen jeglicher Art im Produktionsprozess. Die Information, was in welcher Menge produziert werden soll, wird vom nachgelagerten Bereich mittels Kanbankarten an den vorgelagerten Bereich weitergegeben. Somit wird nur das produziert, was gerade verbraucht wurde.
Das Ergebnis sind minimale Materialbestände im Prozess. Ein solcher Prozess kann nur zuverlässig funktionieren, wenn die Qualifikation der Mitarbeiter, die Verfügbarkeit der Maschinen und die im Prozess erzeugten Zwischenprodukte sehr hohen Standards genügen. Schon sehr früh hat Toyota die Qualitätsstrategien von dem Amerikaner Edwards Deming, dessen Ideen in seinem Heimatland auf taube Ohren gestoßen sind, mit großem Erfolg umgesetzt.
Die Elemente des Toyota-Produktionssystems
- Ziel: Produktion im Kundentakt
- Strategie: Eliminierung der Verschwendung im Produktionsprozess
- Methoden:
- Synchronisierung der Prozesse
- Standardisierung der Prozesse
- Vermeidung von Fehlern
- Verbesserung der Produktionsanlagen
- Qualifizierung und Training der Mitarbeiter
- Basis: Kontinuierliche Weiterverbesserung der Prozesse
Produktion im Kundentakt
Fertigt die Endmontage des Lieferanten schneller als der Kunde, dann bauen sich beim Lieferanten Bestände an Fertigteilen auf. Produziert die Endmontage des Lieferanten langsamer als der Kunde, so ist irgendwann sein Fertigteilelager leer und er ist nicht mehr lieferfähig.
Nur wenn die Endmontage des Lieferanten im gleichen Takt produziert wie der Kunde, lässt sich ein Aufbau an Fertigteilbeständen, oder ein Lieferabriss vermeiden. Was für die Synchronisierung des Lieferanten mit dem externen Kunden gilt, gilt auch für die Synchronisierung von internen Kunden und internen Lieferanten.
Wenn die Endmontage im gleichen Takt produziert wie der externe Kunde und ausgehend von der Endmontage alle vorgelagerten Bereiche nur das nachproduzieren, was gerade verbraucht wurde, spricht man von einem ziehenden System, das synchron zum Kundentakt produziert, also Just in Time, oder Just in Sequence.
Da Kundenbestellungen oft stark schwanken, versucht man im Toyota-Produktionssystem die Produktion zu glätten. Für die Produktion ist es am einfachsten jeden Tag vom gleichen Teil die gleiche Menge zu produzieren. Die Anpassung der Produktion an die des externen Kunden bedeutet nicht, dass man sich dem Auf und Ab der täglichen Bestellschwankungen unterwirft.
Es genügt vollkommen, wenn man beispielsweise eine Woche lang ein konstantes Produktionsprogramm fährt. Man legt einmal pro Woche fest, welche Stückzahlen in der Folgewoche von jedem Teil pro Tag gefertigt werden sollen. Dieses Wochenprogramm nivelliert die Bestellschwankungen der Kunden und sorgt für eine ruhige und kontinuierliche Produktion unter der Woche.
Eliminierung der Verschwendung im Produktionsprozess
Arbeit setzt sich zusammen aus Wertschöpfung und Verschwendung. Bearbeitungszeiten auf der Maschine sind Wertschöpfung. Das Warten des Maschinenbedieners auf das Ende des Bearbeitungsvorgangs, oder das Transportieren von Teilen sind Verschwendung. Es ist durchaus möglich, dass 4 Mitarbeiter, deren Aufgabe es ist, Teile zu montieren, in einer Schicht 24 km zurücklegen, weil das Fertigungslayout nicht optimal ist.
In den meisten Fabriken gibt es hohe Materialbestände vor, im und nach dem Fertigungsprozess. Damit kann man Fehlteile auf der Zulieferseite, Maschinenausfälle oder schlechte Fertigungsqualität kompensieren, ohne dass dies Auswirkungen auf den Endkunden hat. Es ist sogar so gewollt, weil man davon ausgeht, dass es zu Problemen kommt. Dieser Zustand wird nicht als Verschwendung empfunden, weil er in den meisten Fabriken der Normalzustand ist.
Man muss also die Probleme, die durch Verschwendung kompensiert werden, vermeiden. Dies setzt voraus, dass insbesondere die Materialbestände im Fertigungsprozess drastisch reduziert werden. Dies muss kontrolliert erfolgen, weil für alle dann auftretenden Probleme eine Lösung gefunden werden muss, die Produktionsausfälle verhindert.
Ziel dabei ist es, Verschwendung durch Wertschöpfung zu ersetzen. Im Toyota-Produktionssystem unterscheidet man 7 Verschwendungsarten. Die Verschwendung wird im Japanischen als Muda bezeichnet. Eine Möglichkeit, Verschwendung sichtbar zu machen, sind die sogenannten Andon-Tafeln oder Andon-Signale. Das Verfahren zur Erkennung und Beseitigung der Verschwendung wird in der Literatur auch als Muda-Elimination bezeichnet.
Synchronisierung der Prozesse
Im herkömmlichen Produktionssystem ermittelt ein zentrales PPS-System auf der Basis von Rüstzeiten optimale Losgrößen für unabhängig voneinander agierende Fertigungsbereiche, die nach dem Werkstattprinzip organisiert sind. Dabei schiebt jeder Bereich seine Teile in einen Puffer für den nachfolgenden Prozess (Schiebendes System). Bei Bearbeitungszeiten von weniger als einer Stunde, liegt die Produktionsdurchlaufzeit oft bei mehreren Wochen.
Im Toyota-Produktionssystem wird nur das produziert, was gerade verbraucht wurde. Mit schnellen Werkzeugwechseln wird die Produktion kleiner Losgrößen wirtschaftlich. Die Durchlaufzeit ist fast identisch mit der reinen Bearbeitungszeit. Das Material ist permanent im Fluss. Die Durchlaufzeit reduziert sich gegenüber dem schiebenden System um über 90%. Dies wird im wesentlichen durch die Umstellung von der Losgrößenfertigung im Werkstattprinzip auf die Einzelstückfertigung im Fließprinzip (One-Piece-Flow) erreicht.
Die Information, was in welcher Menge zu produzieren ist, wird vom nachgelagerten Bereich mittels einer sogenannten Kanbankarte an den vorgelagerten Bereich weitergegeben (Ziehendes System). Damit verliert das PPS-System seine zentrale Steuerungsfunktion. Es hat nur noch Dokumentationsfunktion für Teile- oder Kundenstammdaten. Die Steuerungsfunktion übernehmen die Kanbankarten, die die Steuerungsdaten dezentral transportieren.
Das Material im Prozess kann schrittweise um bis zu 90% reduziert werden. Parallel dazu werden die auftretenden Probleme, die nun zu Tage treten, gelöst.
Standardisierung der Prozesse
In einer gut organisierten Fabrik ist klar geregelt, welches Material in welcher Menge auf welcher Fläche steht und wie und womit an den verschiedenen Arbeitsplätzen gearbeitet wird. Diese Spielregeln sind dokumentiert und nur ein Verbesserungsvorschlag führt zu einer Änderung der Spielregeln. Denn nur wer weiß wo er steht, kann feststellen, ob er sich verbessert.
Standards müssen für jeden sichtbar in der Fabrik visualisiert werden. Die Veröffentlichung von Standards ist aber nur dann sinnvoll, wenn man auf einen Blick erkennen kann, ob sie eingehalten werden. Sowohl die Mitarbeiter wie auch die verantwortlichen Führungskräfte müssen sofort erkennen können, ob der Prozessstandard eingehalten wird oder nicht.
Um die dauerhafte Einhaltung der Standards sicherzustellen, müssen diese auditiert werden. An der Auditierung beteiligen sich die Führungskräfte aller Hierarchieebenen. Dafür ist ein detaillierter Auditierungsplan zu erstellen, aus dem ersichtlich ist, wer wann welches Audit durchführt. Der Auditierungsvorgang wird von den Mitarbeitern nicht als Kontrolle empfunden, da sie mit ihren Standardarbeitsblättern selbst die Richtwerte definieren, weshalb das Interesse des Managements an der Einhaltung der Prozessstandards eher als positiv empfunden wird.
Vermeidung von Fehlern
Bei minimalen Materialbeständen im Prozess ist es unabdingbar, dass nur Gut-Teile an den nachgelagerten Bereich weitergegeben werden. Dies setzt voraus, dass die Produktqualität ständig nicht nur durch Stichproben überwacht wird. Dazu müssen alle Mitarbeiter von Produktion und Logistik entsprechend geschult und für diese Problematik sensibilisiert sein. Die Methode hierfür wird als Total-Quality-Management (TQM) bezeichnet.
Jeder Mitarbeiter kann Fehler machen. Je mehr Punkte er prüfen muss, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass er etwas übersieht. Deshalb muss die Zahl seiner Prüfpunkte auf ein Minimum reduziert werden, was kein Widerspruch zum vorangegangen Abschnitt ist.
Automatisches Prüfen, die Selbstkontrolle der Maschine, wird erreicht durch einfache Sensoren oder Führungen, doch die genannten Hilfsmittel dürfen nicht zu einem zusätzlichen Prozessrisiko werden. Damit wird die Maschine in die Lage versetzt, selbst zu erkennen, ob die Toleranzen eingehalten werden. Ist dies nicht der Fall, hält sie automatisch an. In Japan nennt man diese Methoden Poka Yoke, was soviel bedeutet, wie "Vermeidung zufälliger Fehler".
Verbesserung der Produktionsanlagen
Die Mitarbeiter der Produktion werden wartungstechnisch geschult und können Störungen bis zu einem gewissen Grad selbst beheben. Erst wenn ihnen die Reparatur innerhalb eines definierten Zeitraums nicht gelingt, tritt die zentrale Instandhaltungstruppe in Aktion (autonome Instandhaltung). Die Japaner nennen diese Methode Jidoka. Ziel ist es, bei einer auftretenden Störung die tatsächliche Ursache hierfür zu finden und diese dann nachhaltig zu beseitigen. Dabei geht man nach der sogenannten "5-W-Methode" vor, bei der man mit dem "fünfmaligem Fragen nach dem Warum", in fast allen Fällen auch die tatsächliche Störungsursache findet. Der Wille, auftretende Probleme oder Störungen nachhaltig zu lösen, also so, dass sie nie mehr auftreten, wird vor allem unterstrichen durch die Möglichkeit, dass die Werker über eine Reissleine das Fließband stoppen und somit die Produktion anhalten können.
Mit der Dezentralisierung der Instandhaltung werden die Werker in die Verantwortung für die Funktionsfähigkeit ihrer Maschinen eingebunden. Da sie bei Maschinenstörungen nicht automatisch Pause haben, ist ihre Motivation, solche Situationen zu vermeiden, sehr hoch. Konkret heißt dies, dass Prüfpunkte, die ohne Demontage von Maschinenteilen zugänglich sind und oft unregelmäßig oder gar nicht von der zentralen Wartung gecheckt wurden, nun täglich überprüft werden (vorbeugende Instandhaltung). Diese Methode wird auch als Total Productive Maintenance (TPM) bezeichnet.
Die vom PPS-System ermittelte "optimale" Losgröße, ist in erster Linie von der Rüstzeit abhängig. Dabei stellt sich die Frage, ob die ermittelte Losgröße tatsächlich optimal ist, wenn ein Wettbewerber die gleiche Anlage in einem Fünftel der Zeit umrüsten und eine um 80% kleinere Losgröße wirtschaftlicher produzieren kann als sein Konkurrent.
Die optimale Losgröße ist Eins. Um sie zu ermitteln benötigt man kein PPS-System, sondern eine Rüststrategie, die es ermöglicht, kleine Losgrößen wirtschaftlich zu fertigen. Ist es wirklich sinnvoll, Millionen in den Bau von Hochregallägern zu stecken, die wiederum laufende Kosten verursachen, statt mit einem Bruchteil dieser Summe die Mitarbeiter entsprechend zu qualifizieren und die Anlagen umrüstfreundlich zu modifizieren (Rüstzeitreduzierung). Die Methode hierfür wird SMED genannt. SMED steht für "Single Minute Exchange of Die", also Werkzeugwechsel im Minutentakt.
Qualifizierung und Training der Mitarbeiter
Wer eine Steigerung der Produktqualität fordert, muss zunächst für eine Verbesserung der Prozessqualität sorgen. Nur wenn die Mitarbeiter registrieren, dass sich das Management für ihre täglichen Probleme im Prozess interessiert und sie bei der Lösung dieser Probleme aktiv unterstützt, realisieren sie, dass die kontinuierliche Prozessverbesserung tatsächlich gewollt ist.
Ergebnisorientierung ist Demotivierung. Wenn der Trainer dem Hochspringer die Latte permanent auf 2,30 m legt und ihm nicht verrät, wie er diese Höhe überwinden kann, verliert der Springer den Spaß an seinem Sport – er resigniert. Prozessorientiertes Management ist unterstützendes Management.
In den Toyota-Fabriken sind die Werker der wichtigste Faktor im Prozess. Man hat verstanden, dass die Investition in die Qualifizierung der Mitarbeiter der entscheidende Wettbewerbsvorteil ist, im Kampf um Qualität und Kosten. Kontinuierliche Prozessverbesserung heißt kontinuierliche Qualifizierung der Mitarbeiter.
Kontinuierliche Weiterverbesserung der Prozesse
Wie in der Politik so führt auch in der Prozessplanung die Fixierung auf den Großen Wurf eher zum Stillstand. Die Innovationslastigkeit der Planung verhindert in vielen Firmen die aktive Beteiligung der Werker an der Gestaltung ihrer Arbeitsplätze. Die riskante und teure Automatisierung komplexer Tätigkeiten nimmt der preiswerten organisatorischen Verbesserung der Abläufe jeden Raum.
Dazu verhindert oft ein bürokratisches Vorschlagswesen, dass die Zahl der Verbesserungsvorschläge signifikant gesteigert wird. In der deutschen Industrie machen 100 Mitarbeiter pro Jahr etwa 60 Vorschläge. In den Toyota-Fabriken macht ein einziger Mitarbeiter im Durchschnitt 62 Verbesserungsvorschläge pro Jahr.
Gibt man einem Mitarbeiter die Gelegenheit, die Bedingungen an seinem eigenen Arbeitsplatz zu verbessern, wird ein erhebliches Kreativpotential freigesetzt. An seinem Arbeitsplatz ist er der Experte - nicht der Ingenieur, der diesen Arbeitsplatz vor Monaten oder vor Jahren geplant hat. Der Mitarbeiter kämpft mit den täglichen Problemen und fragt sich oft, warum so und nicht anders? Erst durch die Mitgestaltung des Arbeitsplatzes wird es „Sein“ Arbeitsplatz. Hierzu dient zum Beispiel die 5-S-Methode.
Ziel ist es, über Einarbeitungsprogramme, Gruppengespräche und Kaizen-Workshops die Mitarbeiter dazu zu motivieren, Vorschläge zur Verbesserung ihrer Arbeitsplätze oder -abläufe zu machen. Diese kontinuierliche Verbesserung nennen die Japaner Kaizen. Hierfür gibt es bei Toyota ein detailliertes Bonussystem, in dem die schnelle Belohnung von Verbesserungsvorschlägen oberste Priorität hat. Das Toyota-Bonussystem unterscheidet sich gravierend vom Betrieblichen Vorschlagswesen in Deutschland.
Fazit
Das Toyota-Produktionssystem ist das zur Zeit effektivste Produktionssystem auf diesem Globus. Damit es funktioniert ist ein erhebliches Maß an Selbstdisziplin bei den Mitarbeitern und ein hohes Maß an Führungsqualität und Führungswillen bei den Vorgesetzten erforderlich. Im Toyota-Produktionssystem steht der Mensch und nicht der Roboter im Mittelpunkt. Die Fertigung muss effizient sein, aber die Werker, die die Produkte erzeugen, verdienen Respekt und haben das Recht auf eine sinnvolle Aufgabe. Die Werker sind nicht, wie in vielen anderen Fabriken, nur diejenigen, "die die Schrauben reindrehen", sie sind aufgefordert, alles zu reklamieren, was ihnen an ihrem Arbeitsablauf nicht gefällt und Vorschläge zu machen, wie man die Abläufe verbessern kann. Das heißt, der Werker muss über das nachdenken, was er bei seiner Arbeit tut.
Dies war ein gravierender Unterschied zu Henry Fords Produktionsphilosophie. In Henry Fords Produktionssystem waren die Arbeitsumfänge so minimalisiert, dass der Werker nicht mehr denken musste. Hier gab es nur eine Devise und die hieß "Bewegt das Blech!" Toyota dagegen hat seinen Werkern die Möglichkeit gegeben, das Fließband anzuhalten, wenn es ein Problem gibt und das Problem an Ort und Stelle nachhaltig zu lösen. Somit überträgt man dem Werker am Band ein erhebliches Maß an Verantwortung, was es so vorher nicht gab.
Obwohl das Toyota-Produktionssystem schon seit den 80er Jahren in der westlichen Literatur ausführlich beschrieben ist, sind heute schätzungsweise höchstens 10% der Unternehmen in Deutschland nach diesem Prinzip organisiert. In Japan geht man von etwa 20% aus. Viele Versuche, das System einzuführen, scheitern daran, dass es ganzheitlich nicht verstanden wird. Von den Autoherstellern in Deutschland ist Porsche bei der Einführung des Systems am weitesten fortgeschritten. Obwohl der kleinste noch selbständige Serienproduzent, ist Porsche zur Zeit die profitabelste Autofabrik der Welt. In Punkto Umsatzrendite hat PORSCHE den Meister schon überholt.
Weblinks
Literatur
- Taiichi Ohno, Das Toyota-Produktionssystem. Campus 1993. ISBN 3-593-34946-9
- Hitoshi Takeda, Das synchrone Produktionssystem. MI-Verlag 1995. ISBN 3-478-91390-X
- Jeffrey K. Liker, The Toyota Way. McGraw-Hill 2004. ISBN 0-07-139231-9
- James P. Womack, Daniel T. Jones, Lean Thinking. Campus Verlag 2004. ISBN 3593375613
- James P. Womack, Daniel T. Jones, Lean Thinking. Free Press 2003. ISBN 0743249275
- Womack, Jones, Auf dem Weg zum perfekten Unternehmen (Lean Thinking). Heine 1998. ISBN 3453141822
- Womack, Jones, Roos, The Machine That Changed the World. Perennial 1991. ISBN 0060974176
- John Drew, Unternehmen Lean. Campus 2005 ISBN 3593376512
- Felix Gendo, Rolf Konschak Mythos Lean Production. Verlag Betrieb & Wirtschaft ISBN 3934194001
- Freddy Ballé, Michael Ballé, The Gold Mine, Lean Enterprise Institue ISBN 0-9743225-6-3
Magazine
- Wirtschaftswoche - Ausgabe 20/2005 "Toyotas Geheimnis"
- Harvard Business Manager - Ausgaben: 8/2004 “Management a la Toyota”, 1/2005 “Supply Chain: Das perfekte Logistiksystem”
- Harvard Business Review – Ausgaben: sep/oct 1999 “Decoding the DNA of the Toyota Production System”, May 2004 “Learning to lead at Toyota”, Oct 2004 “Triple A Supply Chain”, Oct 2003 “The lean service machine”