Zwei Perspektiven auf dieselbe Produktion
Wertstromdesign und Materialflussanalyse werden häufig gegeneinandergestellt, obwohl sie unterschiedliche Fragen beantworten. Der Unterschied lässt sich in zwei Sätzen fassen:
Der Wertstrom betrachtet die Produktion über die Zeit: Wie lange dauert der Durchlauf, wo stehen Bestände, wie wird gesteuert?
Der Materialfluss betrachtet die Produktion über den Raum: Welche Mengen bewegen sich über welche Wege, und welche Anordnung macht diese Wege kurz?
Beide Methoden sind komplementär, nicht konkurrierend. Ein Wertstrom ohne Fläche lässt sich nicht bauen; ein Layout ohne Soll-Prozess optimiert möglicherweise einen Ablauf, den es künftig gar nicht mehr geben soll.
Wertstromanalyse und Wertstromdesign
Die Wertstromanalyse (Value Stream Mapping) stammt aus dem Lean-Umfeld und wurde durch Mike Rother und John Shook mit „Learning to See“ verbreitet. Sie nimmt eine Produktfamilie (Produkte mit ähnlicher Prozessfolge) und zeichnet deren Weg vom Rohmaterial bis zum Kunden auf: Prozessschritte, Bestände dazwischen, Materialfluss, Informationsfluss und die Steuerlogik.
Typische Kennzahlen
- Kundentakt: verfügbare Arbeitszeit je Periode geteilt durch den Kundenbedarf derselben Periode. Der Takt, in dem die Produktion liefern muss.
- Zykluszeit je Prozessschritt und der Vergleich mit dem Kundentakt (Engpassbestimmung).
- Durchlaufzeit: Zeit vom Eintritt bis zum Austritt, dominiert von Liege- und Wartezeiten an Beständen.
- Bestände zwischen den Prozessen, üblicherweise in Reichweite (Tagen) ausgedrückt.
- Flussgrad: Anteil der wertschöpfenden Bearbeitungszeit an der Durchlaufzeit. In gewachsenen Prozessen oft im einstelligen Prozentbereich.
- Rüstzeiten, Losgrößen, Erstdurchlaufquote als Treiber von Bestand und Durchlaufzeit.
Vom Ist- zum Soll-Wertstrom
Das Wertstromdesign (Value Stream Design) entwirft aus der Analyse einen Soll-Zustand nach bekannten Gestaltungsprinzipien: Produktion im Kundentakt, kontinuierlicher Fluss wo möglich, Pull-Steuerung über definierte Puffer wo nicht, ein Schrittmacherprozess, nivellierte Programme und kurze Rüstzeiten. Ergebnis ist ein Soll-Wertstrombild mit Maßnahmenplan.
Wichtig für die Abgrenzung: Das Wertstrombild ist nicht maßstäblich. Es enthält keine Flächen, keine Wege und keine Geometrie. Transport erscheint darin als Tätigkeit, nicht als Distanz.
Materialflussanalyse
Die Materialflussanalyse fragt nicht nach Zeit, sondern nach Bewegung im Raum. Grundlage ist die Von-Nach-Matrix: alle Transportbeziehungen zwischen Bereichen mit ihren Mengen im Bezugszeitraum. Multipliziert mit den Weglängen im Layout entstehen Transportintensität je Relation und Transportleistung der gesamten Fabrik.
Charakteristisch sind drei Eigenschaften:
- Vollständigkeit statt Produktfamilie. Betrachtet werden alle Flüsse, auch Leergut, Nacharbeit, Hilfsstoffe und Querverkehre, die in einer Produktfamilien-Betrachtung herausfallen.
- Geometriebezug. Das Ergebnis hängt von der Anordnung ab; dieselbe Matrix liefert je Layoutvariante eine andere Transportleistung.
- Variantenvergleich als Ziel. Die Kennzahl existiert, um Anordnungen gegeneinander zu bewerten, nicht als absoluter Zielwert.
Den Rechenweg samt Datenaufbereitung beschreibt der Leitfaden Materialflussanalyse mit der Von-Nach-Matrix.
Direkter Vergleich
| Kriterium | Wertstromdesign | Materialflussanalyse |
|---|---|---|
| Leitfrage | Wie fließt das Produkt zeitlich und wie wird gesteuert? | Welche Anordnung macht die Transportwege kurz? |
| Betrachtungsumfang | Eine Produktfamilie, Tür zu Tür | Alle Transportbeziehungen des betrachteten Bereichs |
| Datenbasis | Zyklus- und Rüstzeiten, Bestände, Kundenbedarf, Steuerung | Transportmengen bzw. Fahrten, Ladungsträger, Weglängen |
| Kennzahlen | Kundentakt, Durchlaufzeit, Bestandsreichweite, Flussgrad | Transportintensität, Transportleistung, Flächenbilanz |
| Darstellung | Wertstrombild, nicht maßstäblich | Layout mit Flussbild, maßstäblich; Sankey-Diagramm |
| Ergebnis | Soll-Wertstrom mit Maßnahmenplan | Bewertete Layoutvarianten mit Anordnungsempfehlung |
| Typische Phase | Prozessgestaltung, Verbesserungsprogramme | Konzept- und Detailplanung, Umzüge, Erweiterungen |
| Blinder Fleck | Flächen, Wege, Geometrie, Nebenflüsse | Zeiten, Bestände, Steuerungslogik, Informationsfluss |
Wie beide zusammenspielen
In Planungsprojekten greifen die Methoden in einer festen Reihenfolge ineinander, mit einer Rückkopplung:
- Soll-Wertstrom festlegen. Welche Prozessschritte gibt es künftig, wie sind sie verkettet, wo liegen definierte Puffer, was ist der Schrittmacher?
- Flächenbedarf je Prozessschritt ableiten. Puffergrößen aus dem Soll-Wertstrom sind direkt Flächenbedarf. Hier wird aus Zeit Fläche.
- Transportbeziehungen aus dem Soll-Prozess bilden. Die Verkettung des Soll-Wertstroms ergibt die Relationen; Mengen kommen aus dem Programm, ergänzt um die Nebenflüsse, die der Wertstrom nicht abbildet.
- Layoutvarianten bewerten. Transportleistung und Flächenbilanz je Variante ermitteln und prüfen, ob die geplante Verkettung räumlich überhaupt umsetzbar ist.
- Rückkopplung. Lässt sich ein kontinuierlicher Fluss räumlich nicht herstellen, etwa weil ein Schwerlastbereich nicht verschiebbar ist, muss der Soll-Wertstrom angepasst werden, nicht das Layout erzwungen werden.
Der häufigste Bruch in dieser Kette liegt zwischen Schritt eins und drei: Der Soll-Wertstrom entsteht im Workshop, die Layoutplanung beginnt Monate später mit anderen Daten und bewertet dann den alten Prozess auf neuer Fläche.
Welche Methode wann?
| Ausgangslage | Vorgehen |
|---|---|
| Lange Durchlaufzeiten, hohe Bestände, unklare Steuerung | Wertstromanalyse und -design zuerst |
| Umzug, Erweiterung, Flächenengpass bei stabilem Prozess | Materialflussanalyse und Layoutvarianten |
| Neues Produkt, neue Linie, Neubau | Beides: Soll-Wertstrom, daraus Flächenbedarf und Relationen |
| Viele Staplerfahrten, Suchzeiten, Querverkehre | Materialflussanalyse, ergänzt um Wege der Beschäftigten |
| Durchsatz unsicher, Puffer und Störungen entscheidend | Zusätzlich ereignisdiskrete Simulation des kritischen Abschnitts |
matflow deckt die räumliche Seite ab: Layoutplanung, Materialflussanalyse auf Basis einer importierten Von-Nach-Matrix und Kennzahlen je Variante. Die Wertstromarbeit selbst mit Zeitaufnahmen, Takt- und Bestandsauslegung und Steuerungskonzept findet außerhalb statt; ihre Ergebnisse gehen als Prozessstruktur, Flächenbedarf und Relationen in die Layoutplanung ein.
Häufige Fehler
- Das Wertstrombild als Layout lesen. Die Reihenfolge im Wertstrombild ist eine Prozessfolge, keine Anordnungsempfehlung. „U-Linie“ im Bild heißt nicht „U-Linie“ auf der Fläche.
- Nur eine Produktfamilie betrachten. Das Layout muss alle Familien tragen. Eine für Familie A flussoptimale Anordnung kann Familie B deutlich verschlechtern.
- Nebenflüsse ausblenden. Leergut, Nacharbeit, Werkzeuge, Abfall und Hilfsstoffe erscheinen im Wertstrom selten, belasten das Wegenetz aber real.
- Bestände ohne Fläche planen. Jeder definierte Puffer braucht Stellfläche mit Zugang. Puffer, die im Soll-Wertstrom stehen, aber im Layout fehlen, entstehen später im Gang.
- Zeit- und Raumkennzahlen gegeneinander ausspielen. Kurze Durchlaufzeit und geringe Transportleistung sind meist verträglich, aber nicht identisch. Beide Kennzahlen gehören in dieselbe Entscheidungsvorlage.
- Methodenstreit statt Reihenfolge. Die Frage ist nicht „Wertstrom oder Materialfluss“, sondern „in welcher Reihenfolge und mit welchen gemeinsamen Daten“.