Kanban oder pull-Steuerung - was ist das?

Kanban-System, Kanban-Kreis, pull-Steuerung

Kanban kommt aus der japanischen bzw. chinesischen Sprache und bedeutet Karte, Etikett oder Aufkleber. In der Produktionsplanung und -steuerung (PPS) oder allgemein Logistiksteuerung wird damit ein Steuerungsverfahren beschrieben, mit dem verbrauchtes Material nach dem Verbrauchssteuerungsprinzip (Pull-Prinzip) wieder neu befüllt bzw. versorgt wird. Die Materialbereitstellung bei Kanban orientiert sich damit ausschließlich am Verbrauch im Produktionsablauf. Die Karten sind Basiselement dieser Steuerungssystematik und dienen der Informationsweiterleitung. Kanban-Regelkreise bilden die Basis dieser flexiblen Produktionssteuerung und dienen der Beruhigung des Materialflusses. Kanban ermöglicht eine

  • nachhaltige Reduzierung der Materialbestände
  • und Erhöhung der Lieferfähigkeit.
Kanban-Systeme steuern im Idealfall wird die gesamte Wertschöpfungskette vom Lieferanten bis zum Endkunden. Auf diesem Weg können Versorgungsabrisse weitgehend vermieden werden und Überbestände (die aus vielfältige Fehler in MRP resultieren) sicher ausgeschlossen werden. Die Kanban-Steuerung benötigt allerdings eine kontinuierliche Überwachung auf Eignung je Material und eine Kanban-Dimensionierung.

Woher kommt Kanban?

Das erste Kanban-System wurde maßgeblich ab 1947 von Taiichi Ohno bei dem japanischen Unternehmen Toyota entwickelt. Ein Grund für die Entwicklung von Kanban war die ungenügende Produktivität und Effizienz des Unternehmens im Vergleich zu amerikanischen Konkurrenten. Mit Kanban erreichte Toyota eine flexible und effiziente Produktionssteuerung mit deren Hilfe die Produktivität gesteigert und gleichzeitig kostenintensive Lagerbestände an Rohmaterial, Halbfertigmaterial und auch Endprodukte reduziert wurden.

Kanban war allerdings nur eines von 18 Elementen durch das sich das Produktionssystem von Toyota ausgezeichnet hat, das T. Ohno zusammen mit dem Besitzer K. Toyoda und Dr. S. Shingo entwickelt wurde. Alle zusammen bilden das durch seinen Erfolg bekannte Toyota-Produktionssystem (TPS). Kanban wurde und wird zusammen mit Just-in-time(JIT) angewandt. Beide Methoden sind jedoch keine Alternativen sondern ergänzende Prinzipien.

Schon in den 70er Jahren des 19. Jahrhunderts wurde dieses Steuerungskonzept von Unternehmen in den USA und Deutschland adaptiert und eingeführt. Um den Vollen Nutzen von Kanban zu erreichen müssen möglichst alle Elemente des Toyota Produktionssystems eingesetzt werden.

Toyota (Japan, 1950): Erfinder von Kanban

Kanban oder PULL - Wie funktioniert das?

Die Steuerung des Materialflusses erfolgt durch Behälter (Kanban-Behälter) oder durch Kanban-Karte. Kanban-Karten dienen als klassiches Identifikaitonsmittel an der Ware und haben den Vorteil, dass zum Anstoß einer Nachlieferung nur die physische Karte oder die elektronische Information der Karte (eKanban) transportiert werden muss. Sehr beliebt bzw. häufig zu finden ist eine Kanban-Steuerung mit zwei Behältern. Während sich ein Behälter in der Produktion befindet ist der zweite Behälter unterwegs beim Nachfüllen. Es werden drei Varianten unterschieden, je nach dem, ob nur aus einem Lager bereitgestellt und kommissioniert (Lager-Kanban), bestellt (Lieferanten-Kanban) oder nachproduziert (Produktions-Kanban) wird.

Kanban-Regelkreis: Lager-Kanban

Welche Teile eignen sich für Kanban?

Für Kanban - im herkömmlichen Sinne - eignet sich für Produkte mit geringer Variantenanzahl bei relativ konstanter Nachfrage und im klassischen japanischen Kanban-Systemen vor allem für C-Teile. Aus diesem Grund kann in vielen Unternehmen nur ein kleiner Teil der Materialen damit gesteuert werden. Der restliche - meist deutlich größere Teil - der Teile werden über MRP versorgt. Dieses Vorgehen ist jedoch nicht im Sinne T. Ohnos, da die Teile, die nicht über Kanban gesteuert werden regelmäßig zu Versorgungsdefiziten (Materialengpässen) führen. Nach dem Prinzip des TPS sollten immer alle Teile zu einen hohe Versorgungssicherheit aufweisen. Nur dann läst sich ein Bestandsminimum und eine hohe Lieferfähigkeit erreichen. Für eine Steuerung von A und B-Teilen mit Kanban eignet sich die hybride MRP-Kanban Steuerung, die 2000 bei der Voith AG, erstmals in Europa, in großem Umfang realisiert wurde.

Hybrides MRP-Kanban für eine hohe Kanban-Penetration, z.B. bei Variantenvielfalt

Die heutigen Produkte unterscheiden sich vielfach durch höhere Variantenvielfalt, zu den Produkten bei der Entwicklung von Kanban. Trotz der Versuche, die Varianten zu vereinheitlichen und zu reduzieren ist es heute nötig mehrere Varianten auf dem Markt anzubieten, um sich dort zu behaupten - hier sind hybride Kanban-Systeme sinnvoll.

Hybrid bedeutet die Kombination von Kanban mit einem weiteren Steuerungssystem. Durch die Kombination von Prognosen mit Kanban-Informationen (Verbrauchsinformationen) wird es möglich trotz Schwankungen mit Kanban zu steuern und den Vorteil von Kanban für einen Großteil der Teile zu nützen. In der Praxis wird daher heute bei vielen Unternehmen das MRP-System kombiniert zu einem Kanban-System eingesetzt. Durch die Kombination der beiden Verfahren, werden deren Nachteile ausgeglichen und die Kombination der Vorteile genutzt. Ein weiterer entscheidender Vorteil von hybrides MRP-Kanban besteht darin, dass es in Kombination mit Materialfluss-Kaizen möglich wird werthaltige Teile (A und B-Teile) sinnvoll mit den Vorteilen einer Kanban-Steuerung abzuwickeln.

Engpasssteuerung mit hybridem Conwip-Kanban

Generell sollte man zu aller erst versuchen Engpässe so schnell als möglich abzustellen. Aber was tun, wenn man eine gewisse Zeit mit dem Engpass leben muss? Hier gilt es, steuerungstechnisch dafür zu sorgen, dass immer das Maximum am an der Engpassstelle produziert wird - dies ist ein typisches Anwendungsgebiet der Constant-Work-in-Process Steuerung (bzw. Con-Wip-Kanban). Con-Wip beschreibt ein simples Verfahren, bei dem einfach nur so viele neue Aufträge in die Engpassstelle gegeben werden, wie fertig wurden. Es ist also auch eine Verbrauchssteuerung (Pull-Prinzip) oder auch Kanban-Steuerung bei der anstelle der Stückzahlen, die Kapazitäten als Steuerungseinheit auf Karten oder in IT den Produkitionsstart anstoßen. Damit wird erreicht, dass keine Staus erzeugt werden. Um dies auch wirklich sicher zu stellen, ist es aber andererseits entscheidend die Materialverfügbarkeit durch die vorgelagerten Prozesse abzusichern, da sonst ebenfalls Produktionsausfall droht. In der Regel werden diese Systeme daher mit klassichen vorgelagerten Kanban-Puffern abgesichert. Dadurch wird immer das Maximum in der Gesamtausbringung erreicht, Krisenmanagement wird reduziert und ein stabiles und einfaches System mit hoher Versorgungssicherheit und geringe Bestände entsteht.

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Kanbandimensionierung

Die Größe bzw. die Anzahl der Kanban-Behälter muss so groß sein, dass sie die Zeit bis zum Befüllen (Wiederbeschaffungszeit u. Durchlaufzeit) überbrückt. Ist der Behälter geleert, wird durch das Versenden der Kanban-Karte automatisch ein neuer Nachschub ausgelöst. Bei Behälter-Kanban wird der Behälter selbst ins Pufferlager zum Auffüllen geschickt. Der Weg des vollen und leeren Behälters oder der Karte beschreibt den Kanban-Kreis. Grundsätzlich muss die Anzahl der Kanban-Karten im System so groß sein, dass ausreichend Material zirkuliert, um die Bedarfsmengen im Wiederbeschaffungszeitraum zu decken. IT-Systeme können hier hilfreich sein. Selbst hochkomplexe Algorithmen oder Simulationsmodelle bieten aber im Vergleich zu Dimensionierungen mit Materialfluss-Kaizen, die umfassendes menschliches Verständnis mit berücksichtigt, nur eine eher grobe Richtlinie.

Einsatz von Materialfluss-Kaizen zur Optimierung der Kanbandimensionierung

Materialfluss-Kaizen ist die kontinuierlich immer wiederkehrende manuelle Optimierung der Logistik-Prozesse und dient der Kanban-Dimensionierung (Berechnung der Anzahl der Kanban-Behälter bzw. der Anzahl der benötigen Teile). Da der Erfolg eines Logistik-Prozesses oder einer Kanban-Dimensionierung überproportional durch die Optimierung der Prozesse drum herum (Elemente des Materialfluss-Kaizen) beeinflusst wird, werden die Kanban-Dimensionierungen in klassischen Systemen sehr trivial manuell vorgenommen. Damit immer eine ausreichende Zahl von Kanban-Karten bzw. Behältern im System vorhanden sind, ermittelt der Kanban-Manager die benötigte Zahl der Karten und passt sie regelmäßig oder bei Veränderung an die neuen Bedürfnisse an. Mit Materialfluss-Kaizen erreicht man in sehr kurzen Zeiträumen einen optimalen Materialfluss und Kanban-Dimensionierung. Die Genauigkeit des Verfahrens ist sehr viel höher, als aus der vermeintlichen hohen Aktualität und Exaktheit von IT-Algorithmen entsteht. Dennoch sind vor allem bei komplexeren Abläufen und sehr umfangreichen Kanban-Umsetzungen, von hunderten Materialien, IT-Systeme notwendig. Die heute übliche Form von Materialfluss-Kaizen, wurde durch P. Dickmann 1995 bis 2000 entwickelt und 2000 erstmals zusammen mit einer hybriden MRP-Kanban Steuerung bei der Voith AG umgesetzt.

Problemstellung der Kanban-Dimensionierung

Typische Schritte zu einer Pull- bzw. Kanban-Einführung

So lassen sich Fehler bei der Kanban-Einführung vermeiden

Weitere Literatur zu pull bzw. Kanban