Lean im Flugzeugbau: Was bei geringen Stückzahlen funktioniert

Transparenzhinweis: M365.FM-Host Mirko Peters arbeitet bei der iFAKT GmbH. Diese Seite beschreibt das Unternehmen sachlich; bezahlte Partnerschaften und Links sind als Anzeige gekennzeichnet.

Von Mirko Peters · 2026-11-11

Schlanke Fertigung im Flugzeugbau funktioniert bei geringen Stückzahlen, wenn Sie die Nachfrage glätten, Teilefamilien bilden und die Rüstzeiten verkürzen. Ein praxisnaher Leitfaden für Werkleiter.

Automatisch mit KI aus dem Originalbeitrag übersetzt. Englisches Original lesen

Schlanke Fertigung im Flugzeugbau funktioniert bei geringen Stückzahlen, wenn Sie die Nachfrage glätten, Teilenummern zu Familien zusammenfassen und die Rüstvorgänge so kurz gestalten, dass kleine Lose wirtschaftlich laufen. Dieser Artikel richtet sich an Werkleiter von Flugzeugherstellern und Luftfahrtzulieferern, die gehört haben, dass Lean Manufacturing in Autowerke gehört. Sie erfahren, welche Werkzeuge sich übertragen lassen, was veröffentlichte Fälle zeigen, wie Sie ein einfaches Beispiel berechnen und wie Sie mit einer Teilefamilie beginnen.

Die wichtigsten Punkte

• Lean funktioniert im Flugzeugbau auch bei geringen Stückzahlen, die Werkzeuge müssen jedoch angepasst werden: Die Taktzeit wird in Tagen gemessen, und Teilefamilien ersetzen eine einzelne Produktlinie.
• Every Part, Every Interval (EPEI) ersetzt die Push-Planung durch einen festen Zyklus pro Teilenummer, sodass kleine Lose gleichmäßig durch eine Zelle laufen.
• Kürzere Rüstzeiten machen kleine Lose wirtschaftlich; eine veröffentlichte Maschinenwerkstatt senkte die Rüstzeiten von 30 Minuten auf zwei bis drei Minuten.
• Veröffentlichte Ergebnisse stammen von einzelnen Teilen in einzelnen Werken. Betrachten Sie sie daher als Beispiele für das Machbare und nicht als Versprechen.
• Beginnen Sie mit einer Teilefamilie: Fassen Sie die Teilenummern zusammen, glätten Sie die Nachfrage, legen Sie ein festes Intervall fest und verkürzen Sie die Rüstzeiten.

Was bedeutet schlanke Fertigung im Flugzeugbau bei geringen Stückzahlen?

In einem Autowerk bedeutet Lean oft eine getaktete Linie, die dasselbe Produkt tausendfach fertigt. Flugzeugteile sehen anders aus. Die Branche ist durch strenge Anforderungen an Qualität, Rückverfolgbarkeit und Zertifizierung geprägt, und ein typisches Werk fertigt viele Teilenummern in kleinen Mengen. Die Luftfahrtindustrie spricht daher von einem Umfeld mit hoher Variantenvielfalt und geringen Stückzahlen, und die Produktion im Flugzeugbau passt selten zu einer getakteten Linie.

Eine MIT-Masterarbeit zu Lean in einem Flugzeugwerk in Frankreich mit hoher Variantenvielfalt und geringen Stückzahlen gibt einen nützlichen Hinweis. Das Abstract besagt, dass viele Unternehmen in diesem Umfeld bei der Umsetzung weiterhin Schwierigkeiten haben, und stellt die Relevanz einiger allgemein akzeptierter Lean-Werkzeuge dort infrage. Außerdem kommt die Arbeit zu dem Schluss, dass Lean hier ein unternehmensweiter Prozess ist, der auf einer Lean-Kultur beruht, die das implizite Wissen der Menschen nutzt, die die komplexen Produkte kennen. Siehe den Eintrag der MIT-Arbeit.

Das Ziel ist daher nicht, das Playbook der Automobilindustrie oder das Toyota-Produktionssystem in allen Einzelheiten zu kopieren. Die Lean-Prinzipien bleiben dieselben: Verschwendung reduzieren, den Fluss verbessern und Durchlaufzeiten verkürzen. Was sich ändert, ist die Art, wie Sie diese Lean-Praktiken in Ihrem Produktionssystem anwenden.

Welche Lean-Werkzeuge lassen sich auf geringe Stückzahlen übertragen?

Mehrere Werkzeuge lassen sich übertragen, wenn Sie sie anpassen.

1. Teilefamilien und Zellen. Fassen Sie Teilenummern zusammen, die dieselben Maschinen und ähnliche Arbeitspläne nutzen. Weisen Sie der Familie eigene Maschinen zu, damit die Arbeit einen klaren Platz hat.
2. Geglättete Nachfrage und festes Intervall. Statt große Chargen in die Zelle zu drücken, fertigen Sie jede Teilenummer in einem festen Zyklus. Dies wird als Every Part, Every Interval oder EPEI bezeichnet.
3. Kürzere Rüstzeiten. Kleine Lose lohnen sich nur, wenn die Rüstvorgänge kurz sind. SMED ist dafür die passende Methode: Sie trennt die Arbeiten, die einen stehenden Automaten erfordern, von denen, die während des laufenden Betriebs erledigt werden können, und vereinfacht anschließend beide.
4. FIFO-Spuren statt einer einzigen Warteschlange. Eine Spur pro Teilenummer vor jeder Maschine hält die Reihenfolge übersichtlich und begrenzt die Arbeit im Prozess. Eine Kanban-Karte oder ein einfaches Signal zeigt dem Bediener, was als Nächstes gefertigt werden soll.
5. Standardarbeit. Schriftliche Arbeitsanweisungen helfen einem Bediener, mit weniger Fehlern zwischen Teilenummern zu wechseln.
6. Takt­zeit in Tagen. Die Taktzeit ergibt sich aus der verfügbaren Produktionszeit geteilt durch die Kundennachfrage im selben Zeitraum. Bei einigen hundert Einheiten pro Jahr kann der Takt eine Einheit pro Tag oder sogar pro Woche betragen. Er bleibt trotzdem nützlich, weil er zeigt, wie weit der tatsächliche Rhythmus von der Nachfrage entfernt ist.

Das Wertstrom-Mapping eignet sich gut für den Start. Eine Karte einer Teilefamilie mit ihren Warteschlangen und Übergaben zeigt, wo Durchlaufzeiten verloren gehen und welche Maschine der Engpass ist, noch bevor Sie etwas ändern.

Was zeigen veröffentlichte Fälle?

Zwei Fachartikel beschreiben jeweils in einer kurzen Fallstudie aus der Luftfahrtindustrie Werke, die diese Lean-Manufacturing-Werkzeuge einsetzen. Beide stammen von nur wenigen Werken. Lesen Sie sie daher als Beispiele und nicht als Benchmarks.

Eine Maschinenwerkstatt für Hubschrauber. Das Lean Enterprise Institute beschreibt die Maschinenwerkstatt von Sikorsky in Stratford. Die Werkstatt ersetzte die MRP-Push-Planung, die Lose von bis zu 70 Schmiedeteilen in eine Zelle geschickt hatte, durch EPEI. Sieben Teilenummern für Spindeln und Manschettenteile wurden zu einer Familie zusammengefasst, vier von sechs Fräsmaschinen wurden ihr fest zugeordnet. Jede Teilenummer erhielt eine eigene FIFO-Spur, und die Rüstzeitreduzierung senkte die Umrüstzeiten von 30 Minuten auf zwei bis drei Minuten. Das Intervall begann bei fünf Tagen und sank auf drei und dann zwei Tage, während die Umrüstzeiten kürzer wurden. Für eine Black-Hawk-Spindel meldet der Artikel eine Verkürzung der Durchlaufzeit um 73 Prozent und eine Verkürzung der Umrüstzeit um 90 bis 93 Prozent. Die Zahlen stammen von einer Teilenummer in einem Werk. Siehe den Artikel des Lean Enterprise Institute.

Ein Getriebezulieferer. Das Magazin Assembly beschreibt Aero Gear, einen Hersteller von Nebenaggregatgetrieben für Strahltriebwerke. Das Unternehmen fertigt jedes Getriebe in einer eigenen U-förmigen Zelle, in der Komponenten in Shadow-Boxen bereitgestellt werden. Es ging von Abteilungen zu Maschinen über, die in Prozessreihenfolge aufgestellt sind, mit Kleinserien von etwa 20 Stück. Eine Fließlinie kann etwa 100 Teilenummern bearbeiten. Die Produktion liegt bei einigen hundert Getrieben pro Programm und Jahr, daher unterscheidet sich die Taktzeit deutlich von der in Automobilwerken. Siehe den Artikel im Magazin Assembly.

Der gemeinsame Nenner ist nicht die Geschwindigkeit. Es sind ein stabiler Rhythmus, kleine Lose und eine klare Verantwortung für eine Teilefamilie. Diese Fälle ähneln der Zellenfertigung: eine Teilefamilie, fest zugeordnete Maschinen und ein klarer Fluss.

Wo brauchen gängige Lean-Werkzeuge Sorgfalt?

Einige Werkzeuge passen nicht ohne Anpassungen. Die MIT-Abschlussarbeit stellt die Relevanz einiger weithin akzeptierter Werkzeuge in komplexen Umgebungen mit hoher Variantenvielfalt und geringen Stückzahlen infrage, und die Erfahrungen aus den Werken zeigen einige typische Fälle.

• Reine Pull-Systeme. Wenn ein Teil nur etwa alle paar Wochen einmal benötigt wird, lässt sich ein Kanban-Regelkreis schwer dimensionieren. Ein festes Intervall mit definierter Losgröße funktioniert oft besser, und eine Karte kann trotzdem den nächsten Auftrag signalisieren.
• Einstückfluss auf jeder Route. Teile, die sich Maschinen teilen, aber unterschiedenen Arbeitsgängen folgen, können nicht alle in einer geraden Linie fließen. Setzen Sie Spuren und eine klare Reihenfolgeregel ein.
• Null Leerlaufzeit. In einer Zelle mit geringen Stückzahlen akzeptieren Maschinen gewisse Leerlaufzeiten, weil das Intervall Unterschiede in den Zykluszeiten abfängt.
• Das Qualitätssystem auslassen. Änderungen an einem zertifizierten Prozess erfordern die üblichen Freigaben. Planen Sie die Lean-Umstellung zusammen mit der Qualitätssicherung und halten Sie die Rückverfolgbarkeit intakt.

Auch die Lieferkette in der Luftfahrt verdient Aufmerksamkeit. Eine Zelle mit stabilem Rhythmus steht trotzdem still, wenn ein Zulieferer ein Schmiedeteil zu spät liefert. Teilen Sie den Plan mit Ihren Lieferanten und verfolgen Sie deren Liefertreue daran.

Welche Kennzahlen zeigen, dass Lean funktioniert?

Legen Sie vor dem Start einige Kennzahlen fest und messen Sie sie jede Woche auf dieselbe Weise:

• Durchlaufzeiten von der Auftragsfreigabe bis zum fertigen Teil, je Teilefamilie.
• Rüstzeit an der Engpassmaschine.
• Planeinhaltung, also das Verhältnis von tatsächlicher zu geplanter Laufzeit.
• Work in Process vor jeder Maschine.
• Liefertreue gegenüber dem Kunden sowie Erstausbeute.

Diese Kennzahlen halten die Arbeit an kontinuierlicher Verbesserung und operativer Exzellenz ehrlich: Wenn die Durchlaufzeiten nicht sinken, hat die Veränderung noch nicht gewirkt.

Beispiel: Glätten von acht Teilenummern

Dieses Beispiel verwendet angenommene Zahlen.

Eine Zelle fertigt 8 Teilenummern. Der Gesamtbedarf liegt bei 20 Stück pro Tag, also im Schnitt bei 2,5 Stück je Teilenummer. Die durchschnittliche Laufzeit beträgt 12 Minuten je Stück, die verfügbare Zeit 450 Minuten pro Tag.

Laufzeit pro Tag. 20 × 12 = 240 Minuten. Damit bleiben 450 − 240 = 210 Minuten pro Tag für Rüstvorgänge und andere Verluste.

Vorher. Jeder Rüstvorgang dauert 30 Minuten. Läuft jede Teilenummer einmal pro Intervall, benötigt die Zelle 8 × 30 = 240 Minuten Rüstzeit pro Intervall. Über X Tage beträgt die benötigte Zeit 240 × X für die Laufzeit plus 240 für die Rüstvorgänge, die verfügbare Zeit 450 × X. Aus 240 × X + 240 ≤ 450 × X folgt X ≥ 240 ÷ 210 = 1,14, also ist das kürzeste ganzzahlige Intervall 2 Tage. Jede Teilenummer läuft einmal in 2 Tagen mit einer durchschnittlichen Losgröße von 5 Stück.

Nach der Rüstzeitreduzierung. Jeder Rüstvorgang dauert 10 Minuten, das Intervall benötigt also 8 × 10 = 80 Minuten. Nun gilt 240 × X + 80 ≤ 450 × X, also X ≥ 80 ÷ 210 = 0,38, und das Intervall kann 1 Tag betragen. Kontrolle: 240 + 80 = 320 Minuten, und das liegt unter 450. Die durchschnittliche Losgröße sinkt auf 2,5 Stück, und die Arbeit, die vor den Maschinen wartet, halbiert sich annähernd.

Die Zahlen sind frei erfunden, die Logik ist jedoch allgemeingültig: Je kürzer das Rüsten, desto kürzer das Intervall. Die verbleibenden 130 Minuten pro Tag sind eine Reserve für Eilaufträge und Schwankungen.

Wie starten Sie in Ihrem Werk?

1. Wählen Sie eine Teilefamilie mit gemeinsam genutzten Maschinen und stabilem Bedarf, nicht die schwierigste.
2. Erfassen Sie den Wertstrom dieser Familie und notieren Sie die Durchlaufzeit sowie die Stellen, an denen sie anfällt.
3. Glätten Sie den Bedarf. Nehmen Sie die Aufträge der letzten Monate und berechnen Sie den Tagesdurchschnitt je Teilenummer.
4. Widmen Sie die Maschinen zu und richten Sie je Teilenummer eine FIFO-Spur ein.
5. Verkürzen Sie zuerst die Rüstzeiten an der Engpassmaschine, gemeinsam mit den Bedienern, die sie betreiben.
6. Legen Sie ein festes Intervall und eine Losgröße je Teil fest und fahren Sie dies über mehrere Wochen.
7. Schreiben Sie Standardarbeitsanweisungen für die Rüstvorgänge und die wichtigsten Arbeitsschritte.
8. Prüfen Sie regelmäßig. Kontrollieren Sie Bedarf, Losgrößen und Intervall und nutzen Sie die Erkenntnisse für kontinuierliche Verbesserung.

Häufige Fehler

• Das Automotive-Playbook kopieren. Eine Linie, die für Tausende identischer Teile ausgelegt ist, passt nicht zu einem Werk mit Hunderten Teilenummern.
• Werksweit starten. Lean ist eine unternehmensweite Aufgabe, doch die Methode sollten Sie zunächst an einer Teilefamilie belegen.
• Den Bestand zu früh senken. Ohne stabiles Intervall und zuverlässige Rüstvorgänge führt weniger Bestand zu verpassten Lieferungen.
• Die Menschen mit dem impliziten Wissen ignorieren. Rüst- und Zerspanungsexperten kennen die tatsächlichen Engpässe.
• Ein veröffentlichtes Ergebnis als Benchmark behandeln. Eine um 73 Prozent verkürzte Durchlaufzeit bei einem Teil sagt wenig über Ihr Werk aus.
• Qualität und Zertifizierung vergessen. Eine Änderung, die die Rückverfolgbarkeit bricht, ist in keiner Lean-Transformation eine Verbesserung.

Wie Software helfen kann

Werke mit kleinen Stückzahlen haben viele Teilenummern und gemeinsam genutzte Maschinen, daher stoßen Tabellenkalkulationen schnell an ihre Grenzen. iFAKT ist ein Beratungsunternehmen und Softwarespezialist für Industrie 4.0 mit Sitz in Stuttgart, gegründet 2001, das Hersteller bei der Planung und Optimierung von Produktions- und Logistikprozessen unterstützt. Das Unternehmen ist Entwickler der Software Polaris. Wenn Sie Planungswerkzeuge vergleichen, fragen Sie, wie sie gemeinsam genutzte Maschinen, Qualifikationen, Rüstzeiten und Eilaufträge behandeln und wie sie die Wirkung eines neuen Intervalls zeigen, bevor Sie etwas am Shopfloor ändern.

Nächster Schritt

Wählen Sie eine Teilefamilie aus und berechnen Sie Ihr eigenes Intervall anhand der Zahlen der letzten drei Monate. Halten Sie schriftlich fest, was sich ändern müsste, damit die schlanke Luftfahrtfertigung es in der halben Zeit abwickeln kann, und beginnen Sie beim Rüstvorgang an der Engpassmaschine.