World Class Manufacturing

Jidoka oder Autonomation bedeutet „intelligente Automatisierung“ oder „humanisierte Automatisierung“. In der Praxis bedeutet es, dass ein automatisierter Prozess sich seiner selbst ausreichend „bewusst“ ist, so dass er:

  • Prozessstörungen oder Produktfehler erkennt
  • sich selbst stoppt
  • den Bediener warnt

Ein zukünftiges Ziel der Autonomation ist die Selbstkorrektur. Dies ist in der Regel durch aktuelle Kosten-Nutzen-Analysen nicht gerechtfertigt. (1)

Beispiele

Autonomation befasst sich mit Produktfehlern und Prozessfehlern.

Produktfehler: Eine Presse formt ein Stück Metall. Manchmal bricht das Stück unter der Kraft. Bei einer manuellen Prüfung müsste ein Arbeiter jedes Stück betrachten, um zu sehen, ob es gebrochen ist.

Bei einer automatischen Prüfung würde das Ausgangsstück auf eine Vorrichtung mit einer Waage gelegt. Wenn das Teil dann nicht sicher sitzt oder das Gewicht außerhalb der Toleranz liegt, würde die Presse anhalten und ein Alarm würde den Arbeiter alarmieren.

Prozessstörung: Eine Maschine legt Ausgangsstücke auf ein Förderband. Die Teile werden zur weiteren Bearbeitung in eine zweite Maschine – die Presse aus dem ersten Beispiel – befördert. Manchmal bleibt die Presse stehen. Wenn die erste Maschine und das Förderband weiterlaufen, stapeln sich die Teile und laufen irgendwo aus. Bei einer manuellen Kontrolle müsste ein Arbeiter die Presse beobachten und dann sowohl die erste Maschine als auch das Förderband anhalten.

Die Autonomisierung würde ein Signal von der Presse erhalten oder feststellen (vielleicht anhand des Gewichts), dass das vorherige Stück nicht von der Presse aufgenommen wurde. Sowohl das Förderband als auch die erste Maschine würden anhalten, und ein Alarm würde den Arbeiter alarmieren.

Probleme ohne automatische Fehlererkennung

Es ist für Arbeiter schwierig, alle Fehler zu erkennen, selbst wenn sie aufmerksam sind. Dies hängt zum Teil von den Maschinenzykluszeiten und von der Art der erforderlichen Prüfungen ab.

Es ist für die Arbeiter schwierig, eine ganze Schicht lang aufmerksam und engagiert bei der Fehlererkennung zu bleiben. Arbeitnehmer sind im Allgemeinen mit produktiven Aufgaben zufriedener als mit einer Vollzeit-Fehlererkennungsfunktion.

Abhängig von der Zykluszeit einer Maschine oder eines Prozesses kann der Arbeitnehmer möglicherweise nicht schnell genug reagieren, um Schäden zu verhindern.

Wenn ein fehlerhafter Prozess weiterläuft, werden fehlerhafte laufende Produkte in die Produktionslinie geschickt. Die Verarbeitung dieser Produkte verursacht mehr Kosten, die letztendlich verschrottet oder nachgearbeitet werden.

Wenn ein fehlerhafter Prozess weitergeführt wird, können weitere Anlagen beschädigt werden – zum Beispiel können Teile in einer Empfangsmaschine eingeklemmt werden.

Wenn ein fehlerhafter Prozess weitergeführt wird, kann die laufende Produktion beschädigt werden, wenn Teile von einem Förderband fallen, weil die Empfangsmaschine blockiert ist.

Wenn das Hauptaugenmerk des Arbeiters auf der Erfüllung einer Produktionsquote liegt, gibt es wenig Anreiz, Fehler zu entdecken und die Probleme zu beheben. Selbst wenn Qualitätskontrolle und Fehlererkennung belohnt werden, wird der einfache Akt der Arbeit, etwas zu produzieren, einen Teil der Aufmerksamkeit des Arbeiters von der Fehlererkennung ablenken.

Weitere Verbesserungen durch automatisierte Fehlererkennung

Wenn immer mehr Fertigungs- und Fehlererkennungsaufgaben automatisiert werden, wird es für Arbeiter möglich, mehrere Maschinen zu „überwachen“. Dazu wird in der Regel ein Arbeiter in einer Gruppe von Maschinen eingesetzt, so dass der Arbeiter leichten Zugang zu jeder Maschine hat.

Zusammenfassung

Autonomisierung:

  • Verbessert die Geschwindigkeit der Fehlererkennung
  • Reduziert die Kosten durch die Verringerung von Schäden an den laufenden Arbeiten und der Ausrüstung sowie durch die Verhinderung der weiteren Bearbeitung von fehlerhaften laufenden Arbeiten
  • Verbessert die Arbeitsmoral des Bedieners,
  • Kann die direkten Arbeitskosten senken, da ein Arbeiter mehrere Maschinen „beaufsichtigen“ kann

Geschichte

Jidoka ist ein japanischer Begriff für Autonomie, der im Toyota-Produktionssystem (TPS), in der schlanken Produktion und in der Total Productive Maintenance (TPM) weit verbreitet ist. Das Konzept besteht darin, den Maschinenbediener zu ermächtigen, im Falle eines Problems am Fließband das Fließband zu stoppen. Defekte Teile werden dann nicht zur nächsten Station weitergeleitet. Dieses Konzept minimiert die Produktion von verschwendeten Defekten, Überproduktion und minimiert Abfälle. Außerdem liegt der Schwerpunkt darauf, die Ursachen von Problemen zu verstehen und dann vorbeugende Maßnahmen zu ergreifen, um sie zu verringern.

Die Geschichte von Jidoka reicht bis in die frühen 1900er Jahre zurück, als der erste Webstuhl wegen eines Fadenbruchs angehalten wurde. Dieser Webstuhl wurde von Toyota entwickelt, und er hört sofort auf zu arbeiten, wenn ein Faden reißt. Taiichi Ohno gilt als der Erfinder dieser Idee und bezeichnete dieses Werkzeug als eine Säule des TPS. Shigeo Shingo bezeichnete es als Vorautomatisierung. (2)

Das Konzept der automatisierten Linie wird eingesetzt, um die Arbeiter zu entlasten und menschliche Fehler zu minimieren. Wenn die Maschine einen Fehler oder ein Problem feststellt, sollte sie sofort anhalten. Die häufigsten Fehlerursachen sind:

  1. Ungeeignete Betriebsverfahren
  2. Übermäßige Schwankungen im Betrieb
  3. Schadhaftes Rohmaterial
  4. Menschliche oder maschinelle Fehler

Das Jidoka-Konzept wurde aus vielen Gründen entwickelt, die häufigsten Gründe sind:

  1. Überproduktion von Waren
  2. Verschwendete Zeit während der Herstellung an der Maschine
  3. Verschwendete Zeit während des Transports von fehlerhaftem Material von einem Ort zum anderen
  4. Verschwendete Zeit während der erneuten Bearbeitung von fehlerhaften Teilen
  5. Verschwendung von Lagerbeständen

Der Zweck der Jidoka-Implementierung ist es, den Fehler sofort zu diagnostizieren und entsprechend zu korrigieren. Dadurch wird die menschliche Beurteilung der Bauteilqualität auf ein Minimum reduziert, und der Arbeiter wird nur dann aufmerksam, wenn die Maschine angehalten wird. Dieses Konzept hilft auch bei der sequentiellen Inspektion von Bauteilen, so dass letztendlich Produkte von guter Qualität hergestellt werden und die Last der Endkontrolle nicht mehr auf den Schultern der Arbeiter lastet. Die Inspektion wird von der Maschine durchgeführt, und wenn die Maschine nicht mehr funktioniert, eilt eine bestimmte Person oder ein Fachmann zur Maschine und versucht, das Problem zu lösen. Jidoka konzentriert sich darauf, die Ursache des Problems zu untersuchen und die notwendigen Vorkehrungen zu treffen, damit dieser Fehler nicht wieder auftritt. Die Fehlervermeidung kann durch die Poka-Yoke-Technik erreicht werden.

Jidoka wird im Rahmen von TPM und Lean Manufacturing effektiv eingesetzt und bietet den Unternehmen erhebliche Vorteile. Gemeinsame Vorteile, die durch seine Implementierung erzielt werden, sind:

  1. Hilft bei der Erkennung von Problemen in früheren Stadien
  2. Es hilft dabei, ein Unternehmen von Weltklasse zu werden
  3. Menschliche Intelligenz wird in automatisierte Maschinen integriert
  4. Fehlerfreie Produkte werden hergestellt
  5. Erhöht die Produktivität des Unternehmens erheblich

Bei der Anwendung der Jidoka-Philosophie, hatte Taiichi Ohno einige spezifische Ziele dieses Werkzeugs im Sinn. Aber mit der Erweiterung seines Anwendungsbereichs werden die folgenden Ziele durch seine Anwendung erreicht:

  1. Effektive Nutzung der Arbeitskräfte
  2. Das hergestellte Produkt wird von höchster Qualität sein
  3. Kürzere Lieferzeiten der Produkte
  4. Verringerung der Ausfallrate der Anlagen
  5. Verbesserung der Kundenzufriedenheit
  6. Erhöhung der Qualität des Endprodukts
  7. Senkung der Kosten (interne, externe und Beurteilungskosten usw.)

Von Oskar Olofsson

Michel Baudin: Working with Machines: Das A und O der schlanken Betriebsführung mit Jidoka