Der Begriff Verschwendung oder Muda nach dem Lean Management gehört fast schon zum Standardwortschatz eines Prozessmanagers. Im Zeitalter der Digitalisierung sollte ergänzend dazu auch die digitale Verschwendung betrachtet werden.
Der Beitrag beschreibt zwei konkrete Methoden wie Digitale Verschwendung in Prozessen analysiert werden kann:
- Die Werstromanalyse 4.0 fokussiert sich zunächst auf die Analyse von Digitaler Verschwendung in Produktions- und Logistikprozessen. Hier werden auch die digitalen Verschwendungsarten beschrieben.
- In einem zweiten Teil wird eine einfache Workshop-Methode vorgestellt, wie Digitale Verschwendung ganz allgemein in Prozessen analysiert werden kann.
Wertstromanalyse 4.0
Die Wertstromanalyse ist ein Standardinstrument zur Analyse von (klassischer) Verschwendung (Muda) in Produktionsprozessen. Darauf aufbauend ermöglicht die logistische Wertstromanalyse Logistikprozesse nach Lean-Konzepten zu beschreiben und zu verbessern. Aktuelle Herausforderungen im Zusammenhang mit der Umsetzung von Industrie 4.0 sind die Vernetzung von Produktionsprozessen und die Nutzung von darin generierten Daten. Die Wertstromanalyse 4.0 baut nun auf diesen bewährten und bekannten Instrumenten auf. Geichzeitig soll sie eine Lösung für die neuen Herausforderungen anbieten.
Ziele der Wertstromanalyse 4.0 sind daher die Verschwendung im Umgang mit Informationen zu vermeiden und erhobene Informationen speziell zur Prozessverbesserung oder zur Steigerung des Kundennutzens bestmöglich zu nutzen. Um den Kundennutzen ganzheitlich zu verbessern, erweitert sie den Fokus von der Produktion auf die gesamte Auftragsabwicklung. Die in diesem Beitrag vorgestellte Vorgehensweise zur Erstellung der Wertstromanalyse 4.0 orientiert sich an der Methodik des Instituts für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen der TU Darmstadt und des Kompetenzzentrum Mittelstand 4.0. An dieser Stelle sei auch auf die Bücher von Tobias Meudt, Joachim Metternich und Lukas Hartmann verwiesen.
Der Beitrag beschreibt diese Methodik an einem eigenen Beispiel. Dabei erfolgt in einem ersten Schritt die Erstellung einer klassischen Wertstromanalyse mit Logistikelementen. Anschließend wird diese um Analysen zur Datenerhebung, -verwendung und -nutzung als Wertstromanalyse 4.0 ergänzt.
Klassische Wertstromanalyse
Als Beispiel dient ein fiktives Burger-Restaurants, das jeden Tag über Mittag geöffnet ist und zwei Burger-Varianten (z. B. Hamburger und Cheeseburger) anbietet. Dazu gibt es im Menü auch ein Getränk und eine Beilage. Um die Analyse übersichtlich zu halten, konzentriert sich die Analyse auf die Fleischpatties, die ein Metzger einmal wöchentlich anliefert.
Kundenanforderungen ermitteln
Der erste Schritt besteht darin die Kundenanforderungen zu ermitteln. Wichtige Informationen sind der Bedarf pro Zeitperiode. Denn daraus kann man den Kundentakt ermitteln, woran sich die vorgelagerten Prozessschritte ausrichten müssen. In unserem Beispiel ist die Annahme, dass im Durchschnitt jede Minute ein Kunde kommt.
Prozessschritte erheben, Prozessdaten sammeln und Bestände erfassen
Anschließend sind die Prozessschritte einzuzeichnen und die dafür relevanten Prozessdaten zu erheben. In unserem Beispiel bestehen die Prozessschritte sowohl aus den wertschöpfenden Prozessschritten Patties braten, Burger zubereiten (bzw. im Logistiksprech: montieren) und das Menü zusammenstellen (im Logistiksprech: kommissionieren). Daneben sind auch Logistikfunktionen enthalten, die sich neben einem kleineren Transportprozess auf die Puffer zwischen den Arbeitsstationen und das Eingangslager konzentrieren. Zu den Prozessen sind die für den jeweiligen Prozess relevanten Daten zu sammeln. Wichtige Daten für die wertschöpfenden Prozesse sind die Zykluszeit, die Durchlauf- bzw. Bearbeitungszeit sowie qualitätsrelevante Kennzahlen wie die Fehlerrate. Für die Logistikprozesse sind die Bestände und die Reichweiten relevant. Zu den Prozessdaten kann man an dieser Stelle bereits präzisieren, in welcher Frequenz die Daten benötigt werden und ob die Erhebung manuell oder automatisiert erfolgt.
Eine im Lean Management besonders wichtige Information sind Bestände und der damit verbundene Organisationstyp. Mögliche Organisationstypen sind unkontrollierte Bestände. Darstellungssymbole sind ein Dreieck (im Beispiel das Eingangslager bzw. der Puffer zwischen dem Braten und dem Burger zusammenstellen) oder ein angedeutetes Regal. Letzteres zeigt an, dass daraus die beiden Burgervarianten kontrolliert entnommen werden (im Beispiel der Entnahmepuffer der Burger). Die Bestandshöhe und -reichweite sind als Prozessdaten in den Logistikfunktionen enthalten.
Nach den beschriebenen Schritten ergibt sich das folgende Bild.
Externe und interne Material- und Informationsflüsse analysieren
Dieser Schritt analysiert die externen und internen Material- und Informationsflüsse. Das umfasst Informationen, die von den externen Partnern (Kunden und Lieferanten) an das Unternehmen gehen und welche Impulse die Prozessschritte ansteuern bzw. die Schritte miteinander verbunden sind. Als grundsätzliche Möglichkeiten stehen eine planbasierte Push-Steuerung oder eine verbrauchsbasierte Pull-Steuerung (z. B. auf Basis eines Auftrags oder über eine Kanban-Steuerung) zur Auswahl. Weiterhin muss geprüft werden, ob die Informationen elektronisch (z. B. per Mail oder EDI) oder manuell (z. B. telefonisch oder persönlich) übermittelt werden. Eine elektronische Registrierkasse analysiert den Bedarf. Das PPS-System erstellt daraufhin einen Bestellvorschlag für den Lieferanten. Und der Restaurantleiter gibt diesen frei.
Die Analyse der Materialflüsse umfasst die Transportmodi, mit denen die Zulieferteile vom Lieferanten ankommen und wie die Endprodukte zum Kunden gesendet werden. In unserem Beispiel bestellen die Kunden die Produkte persönlich an der Theke im Restaurant bestellt und holen sie dort ab. LKWs liefern die Patties an. Nach der Analyse der Material und Informationsflüsse ergibt sich folgendes Bild.
Durchlauf- und Bearbeitungszeiten messen
Ein wesentliches Ziel der Wertstromanalyse ist es den Anteil der Bearbeitungszeit an der gesamten Durchlaufzeit zu bestimmen. Hierzu werden die beiden Komponenten in der Zeitleiste dargestellt. Die Bearbeitungszeiten der jeweiligen wertschöpfenden Prozesse sind unmittelbar aus den Prozessdaten ersichtlich. Eine Multiplikation des Kundentakts mit der Teileanzahl, die sich im Bestand zwischen den jeweiligen Schritten befinden, ergibt die Liegezeit. Denn das ist die Zeit, die es dauert, bis alle Teile theoretisch beim Kunden angelangt sind.
Schwachstellen mit Kaizen-Blitzen
Durch die detaillierte Analyse hat man ein umfassendes Bild über den Prozess vor dem Hintergrund der Verschwendungsarten und deren Ursachen gewonnen. Somit können abschließend identifizierte Schwachstellen in als sogenannte Kaizen-Blitze in die Wertstromanalyse eingetragen werden. Auf dieser Basis kann die Erarbeitung eines Zielwertstroms erfolgen. Der Zielwertstrom solle wo es geht am Kundentakt ausgerichtet sein und das Fließ- oder Pull-Prinzip so oft es geht berücksichtigen. Die Definition eines (einzigen) sogenannten Pacemaker-Prozesses ist eine weitere Gestaltungsleitlinie. Dieser eine Prozessschritt sollte dann die ggf. geglätteten (Vermeidung unausgewogener Auslastung) Bedarfe des Kunden empfangen. Ein weiterer wichtiger Punkt bei der Gestaltung des Zielzustands ist die Fähigkeit in möglichst jedem Prozessschritt kleine Lose mit allen verschiedenen Produktvarianten zu verarbeiten. Denn so kann der Produktionsprozess möglichst genau der Kundenbedarf abbilden.
Das finale Bild nach Durchführung der klassischen Wertstromanalyse stellt sich wie folgt dar.
Ergänzung Wertstromanalyse 4.0 und digitale Verschwendung
Die Wertstromanalyse 4.0 setzt nun auf dem erarbeiteten Stand auf und ergänzt diesen um die Analyse der für das Prozess nötigen bzw. genutzten Daten und soll Verschwendung im Umgang mit Daten aufdecken. Bereits die klassische Wertstromanalyse betrachtet Informationsflüsse. In der Wertstromanalyse 4.0 liegt der Fokus jedoch auf dem gesamten Auftragsabwicklungsprozess. Damit betrachtet sie auch nicht unmittelbar benötigte Informationen. Denn auch erhobene aber nicht benötigte Daten verursachen Aufwände und wären im Sinne der Lean-Philosophie Verschwendung.
Einzeichnen von Swimlanes mit Speichermedien und Datennutzung
Die Prozessbeteiligten können Auskunft über die genutzten Daten sowohl hinsichtlich des Mediums als auch deren Verwendungszweck geben. So wird deutlich, welche Systeme im Rahmen des Prozesses angesprochen werden und welche Zwecke die Beteiligten mit den Daten verfolgen. Neben den klassischen ERP-Systeme können auch Papier, die Office-Programme oder auch Mitarbeiter solche „Speichermedien“ sein. Beispiele für Nutzungszwecke können z. B. die Vorbereitung von Shopfloor-Runden sowie Kapazitäts-/Mitarbeiterplanung oder Qualitätsmanagement sein. Diese Informationen werden als Swimlanes unter den jeweiligen Prozessschritten eingezeichnet.
Für unser Beispiel sind dort die Medien Mitarbeiter, Papier und ERP-System eingetragen. Als Nutzungszwecke werden die Bereiche Prozessregelung und Bestellvorschau genannt. Unter dem Bereich Prozessregelung hat sich bei angenommenen fiktiven Interviews herausgestellt, dass der Restaurantleiter die Planung und Steuerung des Mitarbeitereinsatzes vornehmen muss als auch die Prozessqualität überwachen möchte. Die Bestellvorschau umfasst die Information des Kunden über den Stand der Bestellung. Das ist insbesondere uch bei Sonderbestellungen notwendig. Darüber hinaus umfasst das auch die Vorbereitung der Bestellung an den Metzger.
Nach diesem ersten Schritt ergibt sich folgendes Bild.
Detailanalyse der Prozessinformationen und Informationsflüsse
Die Präzisierung der im vorangegangenen Schritt eingezeichneten Platzhalter erfolgt nun durch eine Detailanalyse. Zunächst können neben den bereits erhobenen Kennzahlen weitere Informationen, die für die jeweiligen Prozessschritte benötigt werden, in die leeren Datenfelder eingetragen werden. Anschließend werden alle Informationen den jeweiligen Speichermedien (durchgezogene Linie) und den Nutzungszwecken (gestrichelte Linie) zugeordnet und die Informationsflussrichtung angegeben (sind die Informationen Ergebnis des Schrittes oder werden die Informationen für die Durchführung dieses Schrittes benötigt?).
In unserem Beispiel kann die Detailanalyse ergeben, dass insbesondere das Qualitätsmanagement neben der Fehlerrate Informationen über die Temperaturen in den Logistikprozessen benötigt. Denn wenn die zubereiteten Patties bzw. der Burger zu kalt sind leidet der Genuss. Und wenn die Lagertemperatur zu hoch ist verdirbt das Fleisch. Außerdem ist für die Einsatz- und Kapazitätsplanung neben den Daten zur Zyklus- bzw. Durchlaufzeit auch die Auslastung der Mitarbeiter bzw. der benötigten Geräte (z. B. Herd) an den jeweiligen wertschöpfenden Prozessschritten interessant. Im Beispiel ist hierzu die OEE (Overall Equipment) angeben.
Für das Qualitätsmanagement ist im Logistikprozess auch die Losgröße interessant. Denn damit kann man prüfen, ob die Patties auch rechtzeitig vor dem Verderb gebraten werden können. Neben den Prozesszeiten im Bedienprozess ist für die technische Ausstattung auch noch relevant, wie viele Zahlungen Kunden mit Karte vornehmen. Für die Bestellvorschau an die Kunden sind insbesondere die Durchlaufzeiten interessant und für die Vorbereitung der Bestellung beim Metzger der Bestand und die Reichweite im Lager.
Das folgende Bild ist Ergebnis dieses Schrittes.
Analyse der Datennutzung und digitaler Verschwendung
Der nächste Schritt ist die Untersuchung der Datennutzung auf mögliche Verschwendungen. Eine Hilfestellung zu einer möglichst umfassenden Prüfung bietet die Checkliste mit den folgenden acht digitalen Verschwendungsarten
Acht digitale bzw. informationslogistische Verschwendungsarten
- Datenauswahl: Bei dieser Verschwendungsart geht es darum, welche Daten der nächste Prozessschritt bzw. ein externer Kunde benötigt und welche Analysen durchgeführt werden. Die Verschwendung kann darin liegen, dass relevante Daten nicht erfasst werden oder dass Daten erfasst werden, die gar nicht benötigt werden.
- Datenqualität: Fragestellungen die zu dieser Verschwendungsart führen sind beispielsweise in welcher Granularität und welchen Zeitabständen Daten erfasst werden bzw. ob Daten in sich konsistent oder redundant sind oder ob Möglichkeit zur Datenmanipulation bestand. Konkrete Verschwendung kann darin liegen, dass Daten aus unterschiedlichen und nicht zusammenpassenden Datenquellen stammen oder gar nicht zugeordnet werden können.
- Datenerfassung: Diese Verschwendungsart bezieht sich darauf, ob Daten z. B. manuell, z. B. über eine Eintragung auf Papier bzw. Listen in den gängigen Office-Programmen oder in (also potenziell fehlerbehaftet und mit zusätzlichem Digitalisierungsaufwand verbunden) oder automatisiert über standardisierte Protokolle stattfindet.
- Datenübertragung: Bei den Verschwendungen, die bei der Datenübertragung passieren können, sind beispielsweise klassische Medienbrüche aber auch Probleme an (IT-)technischen Schnittstellen oder Fehler bei der Datenübertragung durch Störsignale. Zu stellende Fragen sind weiterhin z. B. ob bei der Datenübertragung eigene Standards verwendet werden oder ob Informationen durch mehrere Abteilungen geschickt werden.
- Bestände/Warten: Diese Verschwendungsart fokussiert Probleme bei nicht (rechtzeitig) vorhandenen Daten. So können beispielsweise Verzögerungen durch fehlende bzw. nicht oder zu kurz gespeicherte Informationen entstehen oder es müssen Rückfragen gestellt oder Freigaben eingeholt werden.
- Transport/Bewegung/Suchen: In eine ähnliche Richtung geht diese Verschwendungsart. Hier ist die Frage ob Verzögerungen durch Suche, lange Transportwege bzw. manuelle Verarbeitung oder Verwirrung durch zu viele Daten entsteht.
- Datenanalyse: Fragestellungen, die zu dieser Verschwendungsart gehören, sind beispielsweise ob erhobene Daten weiter analysiert oder verknüpft werden müssen und wie die dabei erzeugten Analysen verwendet werden. Die dabei entstehende Verschwendung kann in einer Überforderung durch zu viele nicht benötigte Analysen liegen. Oder darin, dass eine gute Datengrundlage eben nicht dazu dient, weitere Erkenntnisse zu gewinnen.
- Entscheidungsunterstützung: Beispielhafte Fragen in Verbindung mit dieser Verschwendungsart sind ähnlich wie bei der vorherigen Verschwendungsart, ob für zu treffende Entscheidungen die Datengrundlagen verfügbar sind (ob also evidenzbasierte Entscheidungen getroffen werden können) oder ob – anders herum – auf Basis von verfügbaren Daten oder KPIs überhaupt Entscheidungen abgeleitet werden.
Kennzahlen machen die Datenverfügbarkeit und -nutzung auch quantifizierbar. So lässt sich die Datenverfügbarkeit messen, indem für einen Prozess die verfügbaren Daten aus den Datenfeldern durch die vorhandenen Datenfelder geteilt wird. Die Datennutzung ermittelt man indem die tatsächlich genutzten Datenfelder durch die verfügbaren Daten geteilt werden. Für den Transportprozess in unserem Beispiel gibt es Daten zu zwei von drei Datenfeldern wovon wiederum eines genutzt wird. Das bedeutet, dass die Verfügbarkeit bei 66% und die Nutzung bei 50% liegt.
Schließlich lässt sich noch die Digitalisierungsrate messen. Hierzu werden die digital verfügbaren Daten durch alle genutzten Daten des gesamten Wertstroms geteilt werden. In unserem Beispiel werden sechs (Temperatur in vier Prozessen, Durchlaufzeit und Kartenzahlung im letzten Schritt) von achtzehn Datenfeldern automatisiert erhoben. Das ergibt eine Digitalisierungsratek von 33%.
Ableitung und Priorisierung von Kaizen-Aktivitäten
Der letzte Schritt der Wertstromanalyse 4.0 besteht in der Erstellung einer gesammelten Übersicht zu jeden Schritt aus den Kaizen-Punkten. Dabei enthalten die Kästchen Ansatzpunkte aus der klassischen Wertstromanalyse und die zusätzlichen Ansatzpunkte, die aus den digitalen Verschwendungsarten entstehen, gleichermaßen. Ideen bei der Suche nach Ansatzpunkte gibt es hier. Ziel ist es ja einen durchgängig schlanken und digitalen Prozess zu gestalten.
Das Ergebnis dieses Schrittes ist das folgende Bild.
Die Umsetzung der Ansatzpunkte sollte sich auf diese konzentrieren, die ein vorteilhaftes Kosten-Nutzen-Verhältnis haben.
Einordnung und Bewertung Wertstromanalyse 4.0
Gerade vor dem Hintergrund einer zunehmenden Digitalisierung insbesondere von Produktions- und Logistikprozessen spielen Daten eine zunehmend wichtigere Rolle.
Die zunehmende Vernetzung von Produkten, den Entitäten im Produktionsprozess, Kunden oder Lieferanten führt dazu, dass der Fokus der Wertstromanalyse über die Produktion erweitert werden muss. Bei der Wertstromanalyse 4.0 erfolgt dies durch die Aspekte der logistischen Prozesse sowie insbesondere die Datennutzung. Denn die Datennutzung gibt eine Indikation zu übergreifenden Nutzungszwecken (z. B. Rückverfolgbarkeit von Produkten).
Die Wertstromanalyse 4.0 ist eine gute Methodik sich einer ganzheitlichen Digitalisierung zu nähern. Denn in Hochglanzprospekten von Lösungsanbietern wird häufig ein Greenfield-Ansatz unterstellt. Also ein effizient digitalisiert gestaltetes Soll, das sich oft nur mit hohem Aufwand erreichen lässt. Genau das kann manche mittelständisch geprägten Unternehmen abschrecken. Im Gegensatz dazu setzt die Wertstromanalyse 4.0 auf einen Brownfield-Ansatz. Sie analysiert den Ist-Zustand wie er sich aktuell darstellt. Damit eröffnet sie auch kleineren Unternehmen ohne große Digitalisierungsbudgets Möglichkeiten, Ansatzpunkte zur Digitalisierung zu finden und den Auftragsabwicklungsprozess als wesentlichen Teil der Prozesslandschaft ganzheitlich zu verbessern.
Insofern greift die Wertstromanalyse die Entwicklung von Lean-Aktivitäten auf. Danach wird Lean häufig zunächst als Toolbox zur punktuellen Verbesserung genutzt. In der zweiten Ausbaustufe nimmt die Wertstromperspektive Bestände und Durchlaufzeit in den Blick. Die nächste Entwicklungsstufe ist die kulturelle Verankerung von Lean-Leadership. Und schließlich kann die Wertstromanlyse 4.0 schlanke und digitale Flüsse von Materialien und Informationen gestaltet um die Effizienz und Flexibilität gleichzeitig zu erhöhen.
Workshop-Methode zur Analyse digitaler Verschwendung
Die Wertstromanalyse ist natürlich sehr stark auf Produktions- und Logistikprozesse ausgerichtet. Aber man kann die Methodik mit einfachen Anpassungen auch für nicht-Logistikprozesse anwenden. Ein Workshop kann beispielsweise eine Customer Journey unter dem Aspekt der Digitalen Verschwendung beleuchten. Die Vorgehensweise umfasst dann die folgenden drei Schritte.
1. Schritt: Prozess aufnehmen
Im ersten Schritt wird der Prozess aufgenommen. Am besten ist es den zu untersuchenden Prozess in dem idealen Ablauf ohne Fallunterscheidungen und Feedbackschleifen darzustellen; sonst wird er zu komplex. Später kann man den Prozess immer noch detaillierter analysieren. Wichtig ist für den Workshop im ersten Schritt der Überblick und wenn möglich und sinnvoll auch eine End-to-End-Betrachtung. Also nicht nur einen kleinen Ausschnitt eines Prozesses sondern vom (internen) Kunden bis zur Erledigung des Anliegens.
2. Schritt: Daten, Speichermedien und Nutzungszwecke eintragen
Wie in der Wertstromanalyse 4.0 werden jetzt die in den einzelnen Schritten erhobenen oder genutzten Daten eingetragen. Datenelemente können z. B. benötigte Informationen wie Adressen oder auch Kennzahlen wie Durchlaufzeiten oder „Take-Rates“ sein. Analog zur Wertstromanalyse 4.0 werden die Speichermedien und Nutzungszwecke aufgenommen. Denkbar ist auch auch auf den Einsatz eines speziellen Tools zu konzentrieren und dann dieses Tool in den Fokus der Betrachtung zu stellen.
3. Schritt: Digitale Verschwendung analysieren
Zu jeden Prozessschritt werden die einzelnen Arten der digitalen Verschwendung checklistenartig durchgegangen, ob sie vorhanden sind. Meine Erfahrung ist, dass man als Moderator darauf achten sollte, dass die Teilnehmer neben den Einsparpotenzialen insbesondere auch die Wachstumspotenziale betrachten. Also beispielsweise welche weiteren Erkenntnisse könnte ich gewinnen wenn ich gewisse, heute noch nicht vorhandene Daten zur Verfügung hätte. Das ist zwar manchmal ein wenig schwieriger wenn man den Prozess nur so kennt wie er ist. Das erfordert außerhalb der Box zu denken. Aber es lohnt sich!
Abschluss und Ausblick
Am Ende können die Teilnehmer die Verschwendungsarten und eventuelle Ansatzpunkt noch priorisieren. Als Moderator oder Moderatorin sollte man am Ende noch einmal die Arten der Digitalen Verschwendung zusammenfassen und sicherstellen, dass diese deutlich geworden sind.
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