Bachelorarbeit, 2009
41 Seiten, Note: 1,7
1 Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Zielsetzung
1.3 Struktur der Arbeit
2 Grundsätze des Toyota Produktionssystems
2.1 Grundverständnis des TPS
2.2 Historische Entwicklung
2.3 Prinzipien
2.4 Muda, Muri und Mura: Das Konzept der 3 M
3 Heijunka
3.1 Das Prinzip der Nivellierung
3.2 Methoden
3.2.1 Goal-Chasing Methode
3.2.2 Lösungsansätze nach Miltenberg
3.2.3 Time Spread
3.3 Variabilität
3.3.1 Quantifizierbarkeit der Varibilität
3.3.2 Einfluss der Variabilität
4 Die Nivellierung im Vergleich
4.1 Ausgangssituation
4.2 Periodisches Losgrößenverfahren
4.3 Nivellierte Auflegungsreihenfolge
4.4 Evaluation der Auflegungsreihenfolge
4.5 Schlussbemerkung
5 Fazit
Die vorliegende Arbeit untersucht das Konzept der Nivellierung (Heijunka) innerhalb des Toyota Produktionssystems (TPS). Ziel ist es, die Auswirkungen der Nivellierung auf Unternehmen zu analysieren und deren Vorteile gegenüber klassischen Produktionsverfahren, insbesondere hinsichtlich Bestandsoptimierung und Variabilitätsreduktion, durch einen systematischen Vergleich aufzuzeigen.
3.1 Das Prinzip der Nivellierung
Die Nivellierung (japanisch: Heijunka) ist eine Produktionsharmonisierung, in welcher die gesamte Produktionsmenge aller Produkte an einer Produktionslinie über einen bestimmten Zeitraum in gleichmäßige Teilmengen eingeteilt und gemäß dieser Einteilung produziert wird. In der Regel wird dabei die gesamte Monatsproduktion in Tagesmengen aufgegliedert. Eine weitere Untergliederung dieser Tagesmengen in Teilmengen wird in der Literatur als Glättung bezeichnet. Das Ziel dieses Konzeptes ist es, Produktionsmengenabweichungen der Produktvarianten über verschiedene Zeiträume weitestgehend zu minimieren, um somit die Variabilität der Produktionsrate so gering wie möglich zu halten und dadurch eine stabile Nachfrage für alle flussaufwärts gelagerten Prozesse zu erzeugen und dabei das Auftreten von Mura und Muri zu vermeiden. Eine wesentliche Reduktion der Verschwendung kann dabei durch die Verringerung des Work-In-Process (WIP) Bestandes herbeigeführt werden. Aufgrund der Verknüpfung und Synchronisation aller Prozesse entlang der gesamten Wertschöpfungskette innerhalb des TPS durch ein Pull System und Kanban-Regelkreise wird am Ende der Prozesskette mit der Abstimmung auf diesen einheitlichen Produktionsplan begonnen. Die Auswirkungen einer nivellierten Produktion beeinflussen somit sämtliche vorgelagerten Prozesse; beginnend bei den Zulieferern bis hin zur Endmontage, wobei eine positive Korrelation zwischen Prozessentfernung und Auswirkung besteht.
Zur Illustration stellt Tabelle 1 einen vereinfachten Produktionsplan eines Motorenwerkes dar, in welchem drei verschieden große Motoren gefertigt werden: klein (K), mittel (M) und groß (G). Die zweite Spalte weist dabei ein traditionelles Produktionsschema auf und in der dritten Spalte ist eine beispielhaft nivellierte Produktion abgebildet.
1 Einleitung: Diese Einleitung führt in die Wettbewerbslage der Automobilindustrie ein, benennt das TPS als Best-Practice-Ansatz und definiert die Nivellierung als dessen zentralen Bestandteil.
2 Grundsätze des Toyota Produktionssystems: Dieses Kapitel erläutert die Philosophie, die historische Genese und die zentralen Störungstypen (Muda, Muri, Mura) des Toyota Produktionssystems.
3 Heijunka: Hier werden das theoretische Fundament der Nivellierung, quantitative Planungsalgorithmen und der Zusammenhang zwischen Variabilität und Durchlaufzeit detailliert beschrieben.
4 Die Nivellierung im Vergleich: Dieses Kapitel vergleicht an einem konkreten Modell die Nivellierung nach der Goal-Chasing Methode mit einem periodischen Losgrößenverfahren und evaluiert die Ergebnisse.
5 Fazit: Das Fazit fasst zusammen, dass die Nivellierung eine essenzielle Komponente des TPS ist, um durch Bestandsreduktion und Flussstabilisierung eine hochwertige Produktion zu gewährleisten.
Toyota Produktionssystem, TPS, Nivellierung, Heijunka, Lean Production, Goal-Chasing Methode, Variabilität, Bestandsmanagement, Work-In-Process, WIP, Rüstzeitoptimierung, SMED, Produktionsreihenfolge, Prozessstabilität, Verschwendung
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Analyse und kritischen Würdigung des Nivellierungskonzepts (Heijunka) innerhalb des Toyota Produktionssystems.
Die Schwerpunkte liegen auf den Prinzipien des TPS, den mathematischen Methoden zur Produktionsglättung und dem Einfluss von Variabilität auf das Bestandsniveau.
Das Ziel ist es, die Auswirkungen der Nivellierung zu untersuchen und anhand eines Vergleichs nivellierter versus periodischer Produktionsreihenfolgen die Vorteile für Unternehmen aufzuzeigen.
Es wird ein quantitativer Ansatz gewählt, der theoretische Algorithmen (Goal-Chasing, Miltenberg) in einem Modellvergleich anwendet, um die Wirksamkeit der Nivellierung mathematisch zu belegen.
Im Hauptteil werden zunächst das TPS-Haus und die 3 M-Konzepte erläutert, gefolgt von einer detaillierten mathematischen Herleitung der Nivellierungsmethoden und deren Anwendung im Modellvergleich.
Zu den Kernbegriffen zählen Toyota Produktionssystem, Nivellierung, Heijunka, Variabilität, Goal-Chasing und Bestandsoptimierung.
Während klassische Verfahren auf Skaleneffekte und große Lose setzen, zielt die Goal-Chasing Methode auf eine kontinuierliche Produktion in kleinen Losen, um Variabilität und Bestände zu minimieren.
Die VUT-Gleichung verdeutlicht den quantitativen Zusammenhang zwischen Variabilität, Auslastung und Prozesszeit, womit die direkte Auswirkung von Nivellierung auf die Reduktion von Beständen begründet wird.
Hohe Variabilität führt zu ungeplanten Schwankungen (Mura) und Überlastung (Muri), was wiederum höhere WIP-Bestände erfordert, um die Stabilität der nachgelagerten Prozesse zu gewährleisten.
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