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Blog · Mirko Peters

Echtzeit-Wertstromüberwachung mit ERP- und MES-Daten

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Ein Echtzeit-Wertstrom zeigt Durchlaufzeit, Warteschlangen und Work in Process (WIP) auf Basis von Live-Daten aus ERP und MES. Erfahren Sie, welche Daten jedes System liefert, wie aktuell sie sein müssen und wie Sie einen solchen Wertstrom aufbauen.

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Ein Echtzeit-Wertstrom ist eine Wertstromkarte, deren Kennzahlen wie Durchlaufzeit, Warteschlangen und Work in Process aus Live-Daten von ERP und MES stammen, statt aus einer einmaligen Begehung mit der Stoppuhr. Dieser Artikel richtet sich an Werkleiter, die den aktuellen Zustand einer Produktfamilie sehen wollen, ohne auf den nächsten Mapping-Workshop zu warten. Er erklärt, welches System welche Daten liefert, wie aktuell die Daten sein müssen, wie Sie die erste Version aufbauen, und zeigt ein Beispiel mit erfundenen Zeitstempeln.

Die wichtigsten Punkte

  • Ein Echtzeit-Wertstrom aktualisiert Durchlaufzeit, Wartezeit und Work in Process aus Live-Systemdaten. Die Karte veraltet damit nicht mehr an der Wand.
  • ERP liefert Aufträge, Arbeitspläne, Bestände und Kosten auf Auftragsebene. MES liefert, was an jedem Arbeitsgang passiert, mit Zeitstempeln, Mengen und Stillständen.
  • Wie aktuell die Daten sein müssen, hängt von der Entscheidung ab: Minuten für die Steuerung, täglich für das Review, wöchentlich für den Trend.
  • Zeitstempel bei Freigabe, Start und Ende jedes Arbeitsgangs reichen aus, um Wartezeit, Bearbeitungszeit und Durchlaufzeit je Auftrag zu berechnen.
  • Verspätete oder manuelle Buchungen machen eine Live-Karte falsch. Prüfen Sie die Daten am Shopfloor, bevor Sie den Zahlen vertrauen.

Was ist ein Echtzeit-Wertstrom?

Das Lean Enterprise Institute (LEI) definiert Wertstromanalyse als Methode, den Fluss von Material und Information zu erkennen und zu verstehen, während ein Produkt den Wertstrom durchläuft. Eine Papierkarte ist eine Momentaufnahme. Sie gilt am Tag ihrer Erstellung, danach ändern sich die Durchlaufzeiten.

Ein Echtzeit-Wertstrom, manchmal auch Live-Wertstromkarte oder wertstromübergreifende Sicht genannt, hält dasselbe Bild aktuell. Die Kästchen und der Zeitstrahl werden aus Produktionsdaten gefüllt, sodass Sie sehen, wie Warteschlangen wachsen, Aufträge altern und Bestände sich bewegen. Die Daten müssen nicht im Millisekundentakt eintreffen. Sie müssen aktuell genug sein für die Entscheidung, die Sie damit treffen wollen.

Das ist ein datengetriebener Wertstrom: Die Karte bleibt das Lean-Werkzeug, und die Daten ersetzen die Stoppuhr. Sie ersetzen nicht das Team. Menschen gehen den Fluss weiterhin ab, fragen nach dem Warum und entscheiden, was sich ändern soll.

Worin unterscheidet er sich von einer klassischen Ist-Analyse?

Eine klassische Ist-Wertstromkarte entsteht in einem Workshop, den ein bereichsübergreifendes Team durchführt. Das Team geht die Prozessschritte ab, erfasst Zykluszeit, Durchlaufzeit und Bestände von Hand und zeichnet das Diagramm des Material- und Informationsflusses. Danach entwirft es die Soll-Karte und plant die Veränderungen. Das ist der Kern des Lean Manufacturing, und das sollte so bleiben, weil es ein gemeinsames Verständnis schafft.

Die Live-Variante ergänzt eine zweite Ebene. Das Team zeichnet weiterhin Ist- und Soll-Zustand, aber die Zahlen auf der Ist-Karte aktualisieren sich aus den Daten. In einer Echtzeitsicht können Sie Wertströme vergleichen, beobachten, wie ein Engpass nach einer Änderung wandert, und zwischen den Workshops Verbesserungspotenziale erkennen. Das unterstützt kontinuierliche Verbesserung, weil sich jede Änderung in den Zahlen zeigt. Es hilft außerdem, den Ablauf Schritt für Schritt zu optimieren, da Sie die Wirkung innerhalb weniger Tage sehen und nicht erst beim nächsten Workshop. Nutzen Sie die Live-Daten, um am Shopfloor bessere Fragen zu stellen, und nicht, um diese Besuche zu ersetzen.

Welche Daten stammen aus ERP und welche aus MES?

Meist liegen die Daten in zwei Arten von Systemen. Ein unabhängiger Fachbeitrag von ReliaMag, MES versus ERP, sagt, dass ERP auf Geschäftsebene arbeitet und beantwortet, was wann zu welchen Kosten produziert werden soll, in Stunden, Tagen, Wochen und Monaten, mit Daten auf Auftrags- und Arbeitsauftragsebene. Das MES (Manufacturing Execution System) beantwortet, ob das Geplante tatsächlich korrekt gefertigt wird, in Sekunden und Minuten, mit Daten auf Arbeitsgang-, Zyklus- und Stückebene. ERP gibt Arbeitsaufträge an das MES weiter, und das MES meldet die Istwerte zurück.

Eine Seite von Fabrico zu ISA-95 eines MES-Anbieters beschreibt dieselbe Aufteilung in Ebenen: Geschäftsplanung mit ERP auf Ebene 4, Fertigungsabläufe mit MES auf Ebene 3. Außerdem heißt es, dass die Geschäftsebene eine Zusammenfassung erhalten sollte und keine Flut von Sensorpunkten.

Für einen Wertstrom ist die Aufteilung praktisch:

  • Aus ERP: Aufträge, Liefertermine, Arbeitspläne, Stücklisten, Lagerwerte, Kundendaten und Kosten.
  • Aus MES: Start und Ende jedes Arbeitsgangs, Gutmenge, Ausschuss, Nacharbeit, Stillstandsgründe, an einem Arbeitsplatz verbrauchtes Material und der aktuelle Standort des Auftrags.
  • Aus Qualitätsaufzeichnungen: Prüfergebnisse und Retouren.
  • Aus dem Lager: Wareneingangs- und Warenausgangsereignisse.

Ein Manufacturing Execution System ist Software für die Fertigungsebene, die Produktionsaktivitäten zu Arbeitsaufträgen und Arbeitsgängen erfasst. Ohne sie werden Bearbeitungszeiten oft von Hand, verspätet oder gesammelt erfasst. Das macht die Karte nicht wertlos, begrenzt aber, wie sehr Sie ihr vertrauen können.

Was lässt sich aus Zeitstempeln berechnen?

Vier Zeitstempel pro Arbeitsgang reichen für die meisten Flusskennzahlen aus: Freigabe des Auftrags, Start des Arbeitsgangs, Ende des Arbeitsgangs und Versand. Daraus können Sie berechnen:

  • Durchlaufzeit pro Auftrag: von der Freigabe bis zum Versand.
  • Bearbeitungszeit pro Arbeitsgang: von Start bis Ende.
  • Wartezeit vor einem Arbeitsgang: vom Ende des vorherigen bis zum Start des nächsten Arbeitsgangs.
  • Work in Process: die Anzahl der freigegebenen, aber noch nicht versandten Aufträge, nach Arbeitsgang.
  • Wertschöpfender Anteil: Bearbeitungszeit geteilt durch Durchlaufzeit, als Näherungswert.

Mengen und Ausschuss aus dem MES ergeben die Erstausbeute je Schritt. Bestände aus dem ERP ergeben die Lagerreichweite in Tagen.

Wie aktuell müssen die Daten sein?

Die Aktualisierungsrate richtet sich nach der Entscheidung. Dies ist meine eigene Faustregel, kein Standard:

  • Minuten: Steuerung und Reaktion im Shopfloor, zum Beispiel bei einer stehenden Maschine.
  • Jede Schicht oder jeden Tag: das Tagesboard und die Tier-Besprechung, die den Fluss des Vortags betrachten.
  • Wöchentlich: das Wertstrom-Review, das den Trend von Durchlaufzeit, Termintreue und Bestand betrachtet.
  • Monatlich oder quartalsweise: die Neuzeichnung der Karte und der Jahresplan.

Stellen Sie nicht jeden Ihrer Wertströme auf die schnellste Rate um. Schnellere Daten kosten mehr im Aufbau und in der Pflege, und eine wöchentliche Entscheidung braucht keinen minutengenauen Datenstrom.

Wie bauen Sie die erste Version auf?

  1. Wählen Sie eine Produktfamilie und fünf Kennzahlen als Prozesskarte des Wertstroms mit seinen Schritten, etwa Durchlaufzeit, Wartezeit je Arbeitsgang, Work in Process, termingerechte Lieferung und Erstausbeute.
  2. Listen Sie die benötigten Ereignisse auf und welches System sie erfasst. Schreiben Sie die Formel für jede Kennzahl auf.
  3. Prüfen Sie die Buchungsdisziplin. Gehen Sie in die Fertigung und vergleichen Sie zehn Aufträge im System mit dem, was tatsächlich passiert ist. Schließen Sie zuerst die größten Lücken.
  4. Extrahieren Sie die Daten. Beginnen Sie mit einer täglichen Datei oder einer Datenbankansicht. Bauen Sie für den ersten Test keine komplexe Schnittstelle.
  5. Zeigen Sie es auf der Karte. Füllen Sie die Prozesskästen und die Zeitleiste mit den Daten und markieren Sie die größte Warteschlange.
  6. Prüfen Sie es wöchentlich. Fragen Sie, ob die Zahlen mit dem übereinstimmen, was das Team sieht. Passen Sie die Regeln an.
  7. Erweitern Sie Schritt für Schritt auf weitere Familien, sobald die erste stabil läuft.

Beispiel: ein Auftrag, erfundene Zeitstempel

Dieses Beispiel ist erfunden. Die Zeiten stammen nicht aus einer realen Fertigung und sind Kalenderstunden, Nächte und Wochenenden eingeschlossen.

Auftrag 1042 wird am Montag um 08:00 freigegeben. Arbeitsgang 10 läuft von Montag 14:00 bis 16:00 Uhr, Arbeitsgang 20 von Mittwoch 08:00 bis 11:00 Uhr, Arbeitsgang 30 von Donnerstag 10:00 bis 12:00 Uhr, und der Auftrag wird am Freitag um 10:00 Uhr versendet.

Die Durchlaufzeit beträgt 98 Stunden. Die Bearbeitungszeit ist 2 plus 3 plus 2, also 7 Stunden. Der wertschöpfende Anteil liegt somit bei 7 geteilt durch 98, etwa 7 %. Die Wartezeiten betragen 6 Stunden vor Arbeitsgang 10, 40 Stunden zwischen den Arbeitsgängen 10 und 20, 23 Stunden zwischen 20 und 30 und 22 Stunden vom Ende von Arbeitsgang 30 bis zum Versand. Zusammen ergeben sie 91 Stunden, die mit den 7 Stunden Bearbeitungszeit 98 Stunden ergeben.

Die größte Warteschlange mit 40 Stunden liegt vor Arbeitsgang 20. Zeigt sich dasselbe Muster über viele Aufträge hinweg, nimmt das Team genau diesen Schritt unter die Lupe: Rüstvorgänge, Losgröße, ein fehlendes Werkzeug oder eine Regel, die Arbeit in Wellen freigibt. Die Live-Karte zeigt den Ort, die Menschen in der Produktion finden die Ursache.

Häufige Fehler

  • Zahlen vertrauen, ohne die Produktion zu prüfen. Verspätete Buchungen machen aus Warteschlangen Fiktion.
  • Echtzeit um ihrer selbst willen verfolgen. Wählen Sie die Aktualisierungsrate nach der Entscheidung, die sie unterstützen soll.
  • Mit allen Wertströmen gleichzeitig beginnen. Ein Wertstrom zeigt die Datenprobleme; mehrere gleichzeitig verdecken sie.
  • Nur Durchschnittswerte messen. Die längsten Aufträge zeigen die eigentlichen Probleme.
  • Die Anzeige vor den Definitionen bauen. Schreiben Sie zuerst Formeln und Verantwortliche fest.
  • Die Routine aufgeben. Ein Live-Bildschirm ersetzt nicht die wöchentliche Besprechung und die Maßnahmenliste.

Wie Software helfen kann

Live-Karten benötigen ein Modell des Wertstroms und eine Anbindung an ERP- und MES-Daten. Mit Tabellenkalkulationen gelingt das für ein Pilotprojekt, für viele Produktfamilien wird es jedoch aufwendig. Polaris VSM von iFAKT ist ein Modul von iFAKT Polaris für die datenbasierte Wertstromanalyse. Es bildet Material- und Informationsflüsse gemeinsam ab und macht Verschwendung und Engpässe sichtbar. Testen Sie die Datenanbindung zunächst an einer Produktfamilie.

Nächster Schritt

Ein Echtzeit-Wertstrom beginnt mit verlässlichen Zeitstempeln für eine Produktfamilie. Vergleichen Sie diese Woche zehn Aufträge in Ihrem ERP oder MES mit dem, was tatsächlich in der Produktion passiert ist, und notieren Sie die größten Abweichungen, bevor Sie etwas aufbauen.

Entitäten in diesem Artikel

Polaris VSM Manufacturing execution system (MES)

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