Lean Production

Was ist 'Lean Production'?

Aufgrund steigender Kundenanforderungen sind Industriebetriebe gezwungen, an den Kundenbedürfnissen ausgerichtete Produkte beziehungsweise eine grosse Anzahl an unterschiedlichen Produktvarianten anzubieten. Zusätzlich ist eine hohe Produktivität für Unternehmen notwendig, um wettbewerbsfähig zu sein.

Lean Production (schlanke Produktion) bezeichnet die ursprünglich bei japanischen Automobilherstellern eingeführte systematische Produktionsorganisation. Diese zielt darauf ab, Produktionsfaktoren wie Betriebsmittel, Personal und Werkstoffe sparsam und effizient einzusetzen sowie die Produktqualität zu optimieren.

Verbesserung der Produktivität und Qualität

Die Produktivität kann unter anderem dadurch verbessert werden, dass Herstellungsverfahren optimiert und Durchlaufzeiten verkürzt sowie nicht ausgelastete Personalkapazitäten abgebaut werden. Im Rahmen der Lean Production werden Lagerbestände soweit wie möglich abgebaut - Rohstoffe und Zwischenprodukte werden nur in einer Menge bevorratet, in der sie schnell und effizient verwendet werden können. Notwendig sind dafür häufig Just-in-time-Lieferungen.

Eine verbesserte Qualität der hergestellten Produkte wird zum einen durch optimierte Herstellungsverfahren und zum anderen durch eine verbesserte Qualitätskontrolle sowie einen effizienteren Umgang mit Ausschuss und Produktfehlern erreicht.

Hohe Flexibilität und Kundenorientierung

Schliesslich ist die Lean Production durch eine vergleichsweise hohe Flexibilität der Produktionsfaktoren, der Produktionsmengen und der Produktvarianten gekennzeichnet. Diese Flexibilität ermöglicht eine schnelle Reaktion auf unerwartete Schwankungen bei Zulieferern, in der eigenen Produktion oder auf dem Markt.

Gestaltungsprinzipien der Lean Production

Jedoch kann ein schlankes Produktionssystem nur dann erfolgreich sein, wenn das Gesamtsystem am Kundennutzen orientiert ist. Die Ausrichtung des Produktionssystems unter Anwendung der Lean Production unterscheidet zwischen acht Gestaltungsprinzipien:

1. Vermeidung von Verschwendung
2. Kontinuierliche Verbesserung (Kaizen)
3. Standardisierung
4. Null-Fehler-Prinzip (Poka-Yoke)
5. Fliessprinzip
6. Pull-Prinzip
7. Mitarbeiterorientierung und zielorientierte Führung
8. Visuelles Management

Zentraler Bestandteil der Lean Production ist das Auffinden und Eliminieren von Verschwendung. Als Verschwendung werden alle Aufwendungen betrachtet, die nicht der Wertschöpfung dienen und die nicht zum Kundennutzen beitragen. Ausserdem bedeuten Fehler, dass bereits geschaffener Kundennutzen vernichtet wird.

Ziel des Null-Fehlerprinzips ist es daher, entstandene Fehler nicht an nachfolgende Prozessschritte weiterzugeben und so die Produkt- und Prozessqualität zu erhöhen. Um unbeabsichtigte Fehler zu vermeiden, setzt beispielsweise das Poka-Yoke-Prinzip meist auf technische Hilfsmittel.

Begründet mit dem Streben nach Perfektion ist es das Ziel, bestehende Prozesse und Systeme ständig zu verbessern. Denn mit jeder Verbesserung werden Fehler, Probleme und Verschwendungen entdeckt und eliminiert. Voraussetzung ist dabei die Einbeziehung aller Mitarbeiter, beispielsweise in Form eines internen Ideenmanagements. Auch eine zielorientierte Führung soll helfen, Mitarbeiter stärker in Unternehmensprozesse einzubinden und die kontinuierliche Verbesserung voranzutreiben.

Mit einer Standardisierung sollen nicht-wertschöpfende Tätigkeiten vermieden werden. Dafür werden Handlungsschritte für sich wiederholende Prozesse, Arbeitsabläufe und Fertigungsschritte festgelegt.

Um möglichst kurze Durchlaufzeiten zu erreichen, sollen die Erzeugnisse ohne Zwischenlagerung von einem Prozessschritt zum nächsten gelangen. Das Fliessprinzip hat das Ziel, den Material- und Informationsfluss durchgängig und turbulenzarm zu gestalten. Um dabei den Steuerungsaufwand und die Bestände zu minimieren, orientiert sich das Pull-Prinzip an den Kundenaufträgen und "zieht" diese durch den Produktionsprozess.

Eine visuelle Darstellung der Informationen zu Prozessen und Arbeitsabläufen sorgt für eine höhere Transparenz über Ziele und Leistungen. Kennzahlen, Probleme und Zielabweichungen sind so schneller ersichtlich und es ist eine stärkere Identifikation der Mitarbeiter mit ihren Aufgaben möglich.

Lean Production mit Lehmann Drehtischen

Seit über 40 Jahren baut das Schweizer Unternehmen pL LEHMANN kompakte, hochpräzise CNC-Drehtische. Mit den Produkten bietet es nicht nur eine grosse Vielfalt an Werkstückspannmöglichkeiten, sondern auch beste Ausnutzung von Maschinenraum und Verfahrwegen, sehr kurze Taktzeiten durch ein spezielles Klemmmanagement sowie eine günstige Energiebilanz durch kleinere Motorenabmessungen.

Mit innovativen CNC-Drehtischen, organisiert in einem standardisierten, modularen Baukastensystem, strebt das Unternehmen danach, die internationalen Bedürfnisse nach einer wirtschaftlichen Produktion kleinster bis mittelgrosser Werkstückgrösse in der zerspanenden Fertigungsindustrie mit passenden Kombinationen individuell zu erfüllen.

Mit vier Grundtypen/Baugrössen an Drehtischen kann ein Leistungsbereich abgedeckt werden, wofür andere Produkte die doppelte Anzahl an Grundtypen benötigen. Zudem lassen sich dank des Baukastens eine Vielzahl an Standard-Kombinationen bauen. Das heisst für den Maschinenhersteller und Maschinenhändler (Erstausrüster, OEM), dass er dadurch weniger Typen verwalten und bevorraten muss, von sehr kurzen Lieferfristen profitieren und auf eine hohe Anpassungsfähigkeit zurückgreifen kann. Der Anwender kann neben kurzen Lieferfristen vor allem auch im Ersatzteilgeschäft und Service profitieren.

CNC-Drehtische für eine wirtschaftliche Fertigung

Komplizierte Werkstückgeometrien verlangen vielfältige und flexible Werkstückspannungen und –bewegungen im Maschinenraum. Durch eine hohe Standardisierung bietet pL LEHMANN für die unterschiedlichsten Anwendungen eine passende und rationelle Lösung. Kurze Umrüstzeiten steigern die Produktivität und den Nutzungsgrad. Gleichzeitig steht dem Anwender eine schrittweise Automatisierbarkeit offen: z.B. angefangen mit der manuellen Beladung, über einfache Linearzuführungssysteme bis hin zu einer voll-roboterisierten Produktion. Schnittstellen zu unterschiedlichen Spannsystemen, ergänzt mit den passenden Spannzylindern und Drehdurchführungen bis hin zu Hub- und Drucküberwachung steht hier ein breiter Baukasten zur Verfügung.

Anwendungsbereiche sind:

• Automotive
• Medical / Dental
• Watches / Micro Technology
• Aerospace / Turbines
• Mechanics

Flexibel und rasch umrüstbar

Die Lean Production zeichnet sich durch eine hohe Flexibilität sowie kurze Durchlauf- oder auch Umrüstzeiten aus. pL LEHMANN bietet mit über 20 standardisierten Systemen ein grosses Sortiment an Werkstückspannungen. Gleichzeitig kann mit dem Baukastensystem combiFlex® eine Vielzahl von kundenspezifischen Drehtischlösungen mit Hilfe von Standardelementen erreicht werden. Die standardisierten Schnittstellen, die auf die Kombinationen abgestimmt sind, ermöglichen jederzeit Spezialadaptionen. Die Drehtische sind auch noch nach langer Zeit um- und nachrüstbar. Zwei EA-Drehtische können später zu einem zweiachsigen T-Drehtisch umgebaut werden – oder umgekehrt – kann ein bestehender T-Drehtisch auf eine andere Variante umgebaut werden. Die Systeme ermöglichen durch ihre einfache Handhabung eine sehr schnelle Rüstzeit.

Auch Präzisionsklassen können den Bedürfnissen durch diverse Winkelmesssysteme und zwei Geometrie-Toleranzklassen angepasst werden. Eine Rund- und Planlaufgenauigkeit bis zu 2 μm ist möglich.

Hohe Produktivität, Genauigkeit und geringer Raumbedarf

Die CNC-Drehtische von pL LEHMANN ermöglichen eine hohe Leistungsdichte und bestmögliche Zugänglichkeit – diese ist von oben gegeben. Werkzeug und Werkstück werden kurz gespannt, wodurch die Produktivität und die Genauigkeit erhöht werden und der Maschinenraum optimal genutzt wird. Die kompakten Aussenabmessungen ermöglichen mehr Arbeitsspindeln pro Quadratmeter. Ein kompakter Drehtisch ist leichter und spart durch weniger zu bewegende Masse Energie.

Hohe Drehzahlen - bis 210 pro Minute - und geringe Taktzeiten - 90° ab 0.2 sec - verkürzen die Fertigungszeit der Werkstücke und erhöhen daher die Produktivität.

Vorteile bringt beispielsweise auch eine 3+2-Achsen-Lösung. Gegenüber einer 5-Achsen-Maschine kann die Stellfläche massiv reduziert werden, sodass sich auf gleicher Fläche mehr Maschinen platzieren lassen und Geh- und Fahrwege für Mitarbeiter und Material reduziert werden. Auch hinsichtlich der Flexibilität bietet diese Lösung Vorteile. Zusätzlich sind die Anschaffungskosten gegenüber einer 5-Achsenmaschine meist deutlich niedriger – vorausgesetzt, es wir Gleiches mit Gleichem verglichen.

Automatisierbarkeit

Für eine Automatisierung müssen auch die Spannmittel automatisierbar sein. Auf Basis des ripas-Nullpunktspannsystems lassen sich beliebige Spannvorrichtungen aufbauen. Das System basiert auf einer normierten HSK-Spannung. Dabei sind Mitnehmer-Nocken jedoch präzise geschliffen und können axial einfedern. Ebenso weist das Gegenstück (ripas-Adapter) eine präzise Nute sowie eine Positionierbohrung für den Führungsbolzen auf.

Das Spannsystem lässt sich für die Baureihe 500 ab Edition 2 nachrüsten. Es erzielt eine hohe Repetiergenauigkeit und kann hohe Drehmomente übertragen. Ausserdem ist ein schneller Werkstückwechsel möglich und Werkstücke können laufzeitprallel gerüstet werden.

Bereits Industrie 4.0-tauglich

Die Vermeidung von Fehlern ist einer der zentralen Bestandteile der Lean Production, da Fehler zu Verschwendung von Ressourcen führen. Das hat mit Industrie 4.0 noch gar nichts zu tun, ist aber Voraussetzung dazu.

Eine ultra-schnelle Spindelklemmung sorgt für höhere Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit sowie eine kürzere Amortisationszeit. Das kann nur mittels Sensorik und Elektronik sichergestellt werden. Zudem müssen Produktionsmittel – mannlos – rund um die Uhr betrieben werden können, wobei Ausfälle vermieden und Störungen in kürzester Zeit behoben werden sollen. Für das Abstellen der Ursachen und um zukünftige Ausfälle zu vermeiden, sind Fakten und Daten unerlässlich. Dazu ist ein Datenlogger und eine Data history nötig.

Die pL LEHMANN-Drehtische sind mit einer smartBox und mit einer wasserdichten USB-Buchse ausgerüstet. Mittels handelsüblichen USB-Stick oder über bluetooth können Daten im Störungsfall ausgelesen und per E-Mail an pL LEHMANN oder an eine der Landesvertretungen gesendet werden. Fehlerursachen lassen sich so schneller finden und beheben. Anderseits visualisieren LED-Leuchten jederzeit den Zustand sowie wann z.B. eine Wartung gemacht werden sollte. Weitere Unterstützung bieten eine Ethernet-Schnittstelle, ein Webserver sowie eine PC-Software, womit der geschulte Wartungsdienst autonom Auswertungen und Analysen vornehmen können. So wird auch indirekt die Produktivität gesteigert, die Fehler- und Störungsquote gesenkt. Schnell. Unabhängig. Zielsicher. Lean eben.