Wenn wir an Fertigung denken, kommt uns vielleicht zuerst eine große Fabrik mit optimierten Montagelinien und der Massenproduktion standardisierter Produkte in den Sinn. Es gibt jedoch noch eine andere Seite der Fertigung, die genauso wichtig ist, aber oft übersehen wird: die High-Mix-, Low-Volume-Fertigung.
In diesem Artikel stellen wir High Mix, Low Volume sowie die definierenden Merkmale und Beispiele vor. Anschließend gehen wir tiefer auf die Grenzen der High-Mix-, Low-Volume-Produktion ein und darauf, wie Lean-Manufacturing-Prinzipien diese Herausforderungen adressieren können – obwohl sie traditionell eher in Low-Mix-, High-Volume-Umgebungen eingesetzt wurden.
Quick FAQs to get you up to speed
HMLV-Fertigung umfasst die Herstellung einer großen Produktvielfalt in kleinen Losgrößen und erfordert Flexibilität sowie eine effiziente Produktionsplanung.
Es hilft, Rüstzeiten zu reduzieren, Verschwendung zu beseitigen und die Effizienz von Arbeitsabläufen zu verbessern, sodass die Produktion schneller und kosteneffizienter wird.
- Arbeitsabläufe standardisieren – Schaffen Sie wiederholbare Prozesse, selbst für kundenspezifische Aufträge.
- Quick Changeover (SMED) einsetzen – Reduzieren Sie Rüstzeiten zwischen Produktvarianten.
- Kanban-Systeme einführen – Steuern Sie Bestände effizient mit einer Pull-basierten Produktion.
- Arbeitsanweisungen optimieren – Digitalisieren und vereinfachen Sie Schulungen für schnellere Anpassungsfähigkeit.
- Value Stream Mapping anwenden – Identifizieren Sie Ineffizienzen in kundenspezifischen Produktionsabläufen.
Ja. Lean hilft dabei, Prozesse zu standardisieren, die Dokumentation zu verbessern und die Einhaltung von ISO 9001 sowie anderer Branchenstandards sicherzustellen.
Ohne Lean haben Hersteller mit langen Durchlaufzeiten, hohen Kosten und Ineffizienzen zu kämpfen, was zu geringerer Profitabilität und verpassten Geschäftschancen führt.
- Mit kleinen Lean-Verbesserungen beginnen – Setzen Sie 5S, SMED und visuelles Management ein.
- Flexible Automatisierung nutzen – Investieren Sie in modulare Anlagen und eine intelligente Produktionsplanung.
- Mitarbeitende schulen – Stellen Sie sicher, dass Teams Lean-Prinzipien und Anpassungsfähigkeit verstehen.
- Kontinuierlich verbessern – Nutzen Sie Kaizen, um Prozesse im Zeitverlauf zu optimieren.
Was ist High-Mix, Low-Volume-Fertigung?
High-Mix, Low-Volume-Fertigung ist der Prozess der Herstellung einer vielfältigen Produktpalette in relativ kleinen Mengen. High Mix steht für die große Produktvielfalt, Low Volume für die geringen Produktionsmengen.
High-Mix-, Low-Volume-Produktion wird oft als „Make-to-Order-Fertigung“ bezeichnet. In der Make-to-Order-Fertigung werden Produkte auf Basis spezifischer Kundenaufträge oder Bedarfssignale hergestellt oder angepasst, statt in Erwartung künftiger Verkäufe produziert (Make-to-Stock) oder in großen Mengen für Lagerbestände gefertigt zu werden (Massenproduktion).
Dieser High-Mix-Fertigungsansatz ist aufgrund seiner Flexibilität und Anpassbarkeit in der Regel die erste Wahl für maßgefertigte Artikel, Prototypen, limitierte Editionen oder Nischenprodukte.
Merkmale von High Mix, Low Volume
Die folgenden Merkmale definieren die High-Mix-, Low-Volume-Fertigung:
- Variation: Jede Produktvariante innerhalb des High Mix weist eigene Merkmale oder Spezifikationen auf. Die Vielfalt kann von kleinen Abweichungen im Produktdesign bis hin zu völlig unterschiedlichen Produktlinien reichen.
- Individualisierung: Produkte können an spezifische Kundenanforderungen angepasst werden, wodurch kundenspezifische Produkte möglich sind.
- Flexibilität: High-Mix-Fertigungsumgebungen sind auf Flexibilität und schnelle Umrüstungen ausgelegt. Diese Flexibilität bezieht sich nicht nur auf Prozesse, sondern auch auf Materialien, Ressourcen und die Belegschaft.
- Anpassungsfähigkeit: Eng mit Flexibilität verknüpft beschreibt die anpassungsfähige Natur von High Mix, Low Volume die schnelle Reaktion auf Marktschwankungen und sich verändernde Kundenanforderungen.
Diese Merkmale sind häufig mit bestimmten Branchen verbunden, in denen High-Mix-, Low-Volume-Fertigung verbreitet ist.
Beispiele für High-Mix-, Low-Volume-Fertigung
High-Mix-, Low-Volume-Fertigung spielt eine entscheidende Rolle in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie und Pharmazie, in denen Individualisierung und Flexibilität essenziell sind.
Luft- und Raumfahrtindustrie
Die Luft- und Raumfahrtindustrie erzeugt vergleichsweise geringe Stückzahlen, da Flugzeugkomponenten spezialisierte Teile erfordern, die auf unterschiedliche Flugzeugmodelle zugeschnitten sind. Hersteller wie Boeing und Airbus wenden High-Mix-, Low-Volume-Methoden an, um maßgeschneiderte Flugzeugteile, Kabinenausstattungen und spezialisierte Komponenten herzustellen.
Pharmaindustrie
Die Pharmaindustrie produziert spezialisierte medizinische Geräte und Ausrüstungen, die auf die individuellen Gesundheitsbedürfnisse einzelner Patienten zugeschnitten sind. Dazu gehören kundenspezifische Implantate, Prothesen und Herzschrittmacher, die jeweils sorgfältig entwickelt und hergestellt werden, um bestimmte medizinische Zustände zu adressieren und die Behandlungsergebnisse für Patienten zu verbessern.
Automobilindustrie
Wenn Sie an ein Automobilwerk denken, stellen Sie sich vielleicht hocheffiziente Fließbänder vor, die täglich Hunderte Exemplare desselben Standardmodells produzieren. Es gibt jedoch noch eine andere Seite der Automobilfertigung, bei der High-Mix-, Low-Volume-Produktionsmethoden im Mittelpunkt stehen.
Das gilt etwa für Luxusautohersteller, die kundenspezifische Fahrzeuge auf Basis von Kundenpräferenzen, limitierte Modelle für Nischenmärkte oder Showcars produzieren.
High Volume vs. Low Volume
Am anderen Ende des Spektrums steht die Low-Mix-, High-Volume-Fertigung. Das dürfte Ihnen als Massenproduktion bekannt sein, die sich durch die Herstellung einer begrenzten Anzahl standardisierter Produkte in großen Mengen auszeichnet.
Was sind die wichtigsten Unterschiede zwischen hoher und niedriger Stückzahl? Im Gegensatz zur Low-Volume-Fertigung konzentriert sich dieser Massenproduktionsansatz auf einen standardisierten Produktionsprozess mit minimaler Individualisierung oder Produktvielfalt und profitiert von Skaleneffekten, bei denen die Stückkosten mit steigender Produktion sinken.
Low-Mix-, High-Volume-Fertigung ist typisch für Güter mit hoher Nachfrage. Die meisten Dinge des täglichen Bedarfs in Ihrem Küchenschrank, wie Getränke, verpackte Lebensmittel und Haushaltsprodukte, werden in High-Volume-Fertigungsumgebungen produziert. Diese Fast Moving Consumer Goods (FMCG) haben oft standardisierte Rezepturen, Verpackungen und Merkmale, sodass Hersteller große Mengen erreichen und die Kundennachfrage bedienen können.
Wie bereits erwähnt, setzt die Automobilindustrie hauptsächlich auf High-Volume-Produktionsmethoden, um große Stückzahlen standardisierter Fahrzeuge zu liefern. Beliebte Fahrzeugmodelle wie Limousinen, SUVs und Transporter werden in der Regel auf Hochgeschwindigkeits-Montagelinien mit optimierten Prozessen für maximale Effizienz und Skaleneffekte produziert.
Herausforderungen bei High-Mix, Low-Volume
Auch wenn High-Mix-, Low-Volume-Fertigung Vorteile wie Anpassungsfähigkeit und kundenspezifische Produktion bietet, ist sie nicht ohne Einschränkungen. Das, was High-Mix-Fertigung auszeichnet, begrenzt sie auch bei der Produktionssteuerung, beim Aufbau einer flexiblen Lieferkette und bei der Aufrechterhaltung einer anpassungsfähigen Belegschaft.
Produktionsmanagement
Eine der größten Herausforderungen ist die Planung, Steuerung und das Management in High-Mix-Produktionen, bedingt durch die hohe Nachfragevolatilität und die Unvorhersehbarkeit in der Produktion. Dies erfordert eine sorgfältige Koordination, um Bestandskontrolle, Personalbesetzung, Qualitätskontrolle, Ressourcenzuteilung und Anlagenwartung zu überwachen und aufrechtzuerhalten.
Flexibilität der Lieferkette
Schwankungen bei Nachfrage und Produktmix können die Bestandskontrolle erschweren und es schwierig machen, optimale Lagerbestände und Lieferzeiten aufrechtzuerhalten. Lieferanten müssen schnell auf veränderte Produktionsanforderungen reagieren und kundenspezifische oder spezialisierte Materialien termingerecht und in der richtigen Menge liefern. Die Abstimmung mit mehreren Lieferanten und die Verwaltung eines Lieferantennetzwerks erhöhen die Komplexität des Supply Chain Managements.
Anpassungsfähige Belegschaft
In einem stark variablen Arbeitsumfeld sollten Mitarbeitende nahtlos zwischen unterschiedlichen Produktionsprozessen wechseln können. Wenn eine Arbeitskraft jedoch über längere Zeit nicht an einem bestimmten Arbeitsplatz eingesetzt wurde, kann es schwierig sein, sich an die genauen Schritte zu erinnern, was Fehler oder Verzögerungen im Prozess begünstigt. Ohne gut dokumentierte Verfahren oder angemessene Schulung wird die Steuerung einer flexiblen Belegschaft zur Herausforderung.
Lean-Manufacturing-Prinzipien für High Mix, Low Volume
Lean Manufacturing konzentriert sich darauf, Verschwendung in Fertigungssystemen zu minimieren und gleichzeitig die Produktivität zu maximieren. Der Ansatz hat seinen Ursprung bei Toyota, einem Automobilhersteller, bei dem das Low-Mix-, High-Volume-Produktionsmodell weit verbreitet war.
Verschwendung in High-Volume-, Low-Mix-Fertigung
Das Konzept des Lean Manufacturing besagt, dass alles, was aus Kundensicht keinen Mehrwert schafft, als Verschwendung gilt. Es werden 8 Arten von Verschwendung definiert:
- Fehlerhafte Produkte
- Überbearbeitung
- Überproduktion
- Ungenutzte Ressourcen
- Überbestände
- Transport
- Unnötige Bewegungen
- Nicht genutzte Fähigkeiten
Durch die Beseitigung aller Verschwendung wird Ihr Produktionsprozess lean, was zu höherem Output bei gleichzeitig geringeren Kosten und kürzeren Zeiten führt. Bei einem sich wiederholenden High-Volume-Prozess kann bereits eine kleine Maßnahme einen erheblichen Effekt auf den Output haben.
Da die Stückzahlen jedoch geringer sind, könnten Sie annehmen, dass Verschwendung in der High-Mix-, Low-Volume-Fertigung kein zentrales Thema ist. Das stimmt größtenteils. Verschwendungsarten wie Überproduktion, Überbearbeitung und Überbestände werden nicht typischerweise mit High-Mix-Fertigung in Verbindung gebracht. Das liegt daran, dass die produzierten Mengen geringer und die Produktion gezielter ist als in High-Volume-Fällen.
Fünf Lean-Prinzipien werden üblicherweise umgesetzt, um Verschwendung zu beseitigen und Lean Manufacturing zu erreichen:
- Wert: Identifizieren Sie, was Ihre Kunden an Ihren Produkten wertschätzen.
- Value Stream Mapping: Visualisieren Sie den Ressourcenfluss über den gesamten Lebenszyklus Ihres Produkts.
- Flow: Prüfen Sie, ob eine der folgenden 8 Formen der Verschwendung in Ihrem Wertstrom vorhanden ist.
- Pull: Ein Produkt wird nur dann hergestellt, wenn bereits eine Kundennachfrage dafür besteht.
- Kontinuierliche Verbesserung: Wiederholen Sie die Prinzipien und verbessern Sie sich fortlaufend.
Auch wenn diese Prinzipien möglicherweise nicht wirksam sind, um Verschwendung in der High-Mix-Fertigung zu beseitigen, können sie andere Herausforderungen wirksam angehen, etwa die Steuerung einer anpassungsfähigen Belegschaft und die Sicherstellung von Flexibilität in der Lieferkette, wie zuvor erwähnt.
Pull-System
Das Pull-System im Lean Manufacturing beschreibt das Konzept, dass ein Produkt nur dann hergestellt wird, wenn bereits eine Kundennachfrage besteht. Im Gegensatz dazu steht das Push-System, bei dem ein Produkt ohne konkrete Nachfrage gefertigt wird, in der Regel auf Basis von Marktprognosen oder Lagerbeständen.
Das dürfte für sich sprechen, da High-Mix-, Low-Volume-Produktion bereits kundengesteuert ist. In HMLV-Umgebungen, in denen Produktmix und Auftragsvolumen variieren, ermöglicht ein Pull-System Herstellern, schnell auf Kundenaufträge zu reagieren und Überbestände zu minimieren. Durch die Einführung eines Pull-Systems werden Durchlaufzeiten verkürzt, die Reaktionsfähigkeit verbessert und die Ressourcennutzung optimiert.
Ein Pull-System trägt letztlich zu einer höheren Widerstandsfähigkeit der Lieferkette bei. Durch die Minimierung von Abhängigkeiten von Prognosen und den Abbau von Überbeständen können Unternehmen ihre Resilienz gegenüber Störungen in der Lieferkette und Marktvolatilität erhöhen.
Kontinuierliche Verbesserung (Kaizen)
Kontinuierliche Verbesserung (auch unter der japanischen Bezeichnung kaizen bekannt) konzentriert sich auf fortlaufende Bemühungen, den Betrieb stetig zu verbessern.
Standard Work
Eine der wichtigsten Umsetzungen der kontinuierlichen Verbesserung ist die Standardisierung von Arbeitsverfahren. Standard Work ist ein Satz standardisierter Verfahren, die erforderlich sind, um einen Produktionsprozess abzuschließen. Die Standardisierung von Arbeitsprozessen umfasst die Dokumentation festgelegter Prozesse in klaren, schrittweisen Arbeitsanweisungen, ergänzt durch visuelle Hilfsmittel.
Ohne angemessene Dokumentation, Schulung oder Standardisierung von Arbeitsverfahren kann es für Mitarbeitende schwierig sein, einen effizienten Arbeitsablauf aufrechtzuerhalten, was zu Fehlern und Qualitätsproblemen führt. Das gilt umso mehr in einer Umgebung, in der Beschäftigte häufigen Produktionsänderungen ausgesetzt sind. Für sie sind standardisierte Arbeitsanweisungen kein Nice-to-have, sondern ein Muss.
Ein effizienter Weg, Betriebsverfahren zentral zu verwalten, ist die Digitalisierung von Arbeitsanweisungen und Schulungsdokumenten. Das wird in Umgebungen mit alternder Belegschaft und hoher Fluktuation immer wichtiger, da dort das Risiko steigt, kritisches Wissen darüber zu verlieren, wie effizient gearbeitet wird. Die Digitalisierung von Arbeitsanweisungen und Schulungsdokumenten hilft, institutionelles Wissen zu bewahren und sicherzustellen, dass entscheidende Informationen für alle Mitarbeitenden unabhängig von Erfahrungsstand oder Betriebszugehörigkeit leicht zugänglich sind.
Schulung und Kompetenzentwicklung
Wenn sich Produktionsprozesse und Produktvarianten häufig ändern, benötigen Mitarbeitende nicht nur klare Anweisungen, sondern auch eine kontinuierliche Kompetenzentwicklung. Fortlaufende Schulungen stellen sicher, dass Beschäftigte mit den notwendigen Fähigkeiten und Kenntnissen ausgestattet sind, um sich an veränderte Produktionsanforderungen anzupassen, Störungen zu minimieren und die Produktivität aufrechtzuerhalten.
Eine Möglichkeit, die Stärken und Schwächen einer Arbeitskraft zu messen, besteht darin, ihr Kompetenzniveau auf einer Schwierigkeitsskala von 1 bis 5 zu bewerten und die Zeit zu messen, die die Bedienperson benötigt, um Teile bei einem bestimmten Schwierigkeitsgrad zu bearbeiten. Sobald die Bedienperson eine angemessene Geschwindigkeit gezeigt und ausreichend Zeit an Teilen eines bestimmten Komplexitätsgrads gearbeitet hat, kann sie auf die nächste Schwierigkeitsstufe wechseln. Dieser Ansatz liefert nicht nur Einblicke in die Stärken und Schwächen jeder einzelnen Person, sondern motiviert sie auch, ihre Fähigkeiten weiterzuentwickeln.
Mit Skills-Matrix-Software können Sie Kompetenzen in der gesamten Belegschaft digital messen und nachverfolgen sowie maßgeschneiderte Schulungspläne erstellen. Dieser Prozess fördert kontinuierliches Lernen und Entwicklung innerhalb des Unternehmens und ermöglicht es Mitarbeitenden, ihre Fähigkeiten im Laufe der Zeit auszubauen.
High-Mix-, Low-Volume-Fertigung auf einen Blick
High-Mix-, Low-Volume-Fertigung umfasst die Herstellung einer vielfältigen Produktpalette in relativ kleinen Mengen und ist gekennzeichnet durch Variation, Individualisierung, Flexibilität und Anpassungsfähigkeit. Zu den Herausforderungen in diesem Umfeld zählen Produktionsmanagement, Flexibilität der Lieferkette und die Aufrechterhaltung einer anpassungsfähigen Belegschaft.
Obwohl Lean-Manufacturing-Prinzipien traditionell eher in Low-Mix-, High-Volume-Umgebungen erfolgreich waren, lassen sie sich auch auf High Mix, Low Volume anwenden. Indem Hersteller Lean-Prinzipien übernehmen und an diese Herausforderungen anpassen, können sie die Flexibilität von Arbeitsabläufen erhöhen, Durchlaufzeiten verkürzen und letztlich größeren Mehrwert für Kunden schaffen.
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