Umgang mit Variabilität - Die QRM Systemdynamik

Die Systemdynamik spielt eine wesentliche Rolle, wie bei High-Mix / Low Volume Unternehmen Variabilität beherrscht werden kann. Sie zeigt in mathematischen Modellen die Auswirkungen von Kapazitätsauslatung, Kosten und Durchlaufzeiten. Sie gibt Informationen, um passgenaue Maßnahmen zur Steuerung der Produktion vorzunehmen. 

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Quick Response Manufacturing (QRM)

Strategie für Geschwindigkeit, Flexibilität und Führung  - gleich Wachstum

QRM besteht im Kern aus vier Säulen
 

1.     Die Bedeutung der Zeit

2.     Die Organisationsstruktur

3.     Die Systemdynamik

4.     Die Unternehmensweite Umsetzung

 
Schauen wir und die dritte Säule an.

Die Systemdynamik

Fluss statt Auslastung

Die Systemdynamik spielt eine wesentliche Rolle, wie bei High-Mix / Low Volume Unternehmen Variabilität beherrscht werden kann. Der Umfang der Variabilität und der Umgang damit entscheidet, wie die Ergebnisse bzgl. Durchlaufzeit, Kosten und Marge, und am Ende der Kundenzufriedenheit in Ihrem Unternehmen aussehen.

3.1         Die Variabilität

Bevor wir uns mit der eigentlichen Systemdynamik befassen, sollten wir den Begriff der Variabilität im Kontext zu QRM betrachten. QRM definiert die Variabilität als die Unterschiedlichkeit von 

• Märkten
• Kunden
• Lieferanten
• Produkten
• Prozessen

und die jeweiligen Schwankungen und Veränderungen innerhalb eines bestimmten Zeitraums darin.

Die Einflussmöglichkeiten auf die oben beschriebenen Bereiche sind ebenso unterschiedlich. So ist es schwieriger, Einfluss auf die externe Variabilität, zu der u.a. Kunden und Lieferanten gehören, als auf die interne Variabilität mit Produkten und Prozessen, zu nehmen.

Mein französischer Kollege Dominique Andreux beschreibt es so: „Finden Sie das ´Black Beast´ in ihrer Variabilität“ um zu entscheiden, wie Sie damit umgehen".

Sie haben nämlich die Wahl: machen Sie das ´Black Beast´ zu einer strategischen Variabilität oder zu einer dysfunktionalen Variabilität.

• Die dysfunktionale Variabilität gilt es zu eliminieren
• Die strategische Variabilität ist Ihr Wettbewerbsvorteil, wenn Sie sie zu nutzen wissen

3.2                 Fluss statt Auslastung

Ein zentrales Missverständnis in klassischen Produktionssystemen besteht in der Annahme, dass maximale Auslastung automatisch zu maximaler Effizienz führt. QRM stellt dieses Paradigma grundlegend in Frage.
Traditionelle Kennzahlen wie OEE und Stückkosten verleiten zu großen Losgrößen und zu einer zu hohen Auslastung der Fertigung, was die Durchlaufzeiten massiv verlängert. 

QRM kehrt dieses Denken um: Kleine Losgrößen, und gezielte Kapazitätsreserven ermöglichen einen kontinuierlichen Materialfluss, kürzere Zykluszeiten und reduzieren den WIP deutlich. Die Systemdynamik lässt sich mithilfe mathematischer Modelle wie Little’s Law und der Kingman Formel fundiert analysieren.

Little’s Law

1961 bewies John D.C. Little die Gesetzmäßigkeit von Little´s Law in der Warteschlangentheorie in seinem 1954 geschriebenen Aufsatz.

Die durchschnittliche Durchlaufzeit ergibt sich aus dem Verhältnis von Bestand zu Ausbringung. Wer also einen hohen WIP (Work in Progress) zulässt, verlängert automatisch die Wartezeit, mit allen negativen Folgen für Durchlaufzeiten, Liefertreue, Qualität und Reaktionsgeschwindigkeit. 

DLZ = WIP / Prozesszeit

Kingman Formel 

Die Kingman Formel berücksichtigt innerhalb der Warteschlangentheorie die Variabilität. Sie beschreibt in dem  1961 von John Kingman veröffentlichten Aufsatz, “The Single Server Queue in Heavy Traffic” (VUT-Gleichung), eine Näherung für die mittlere Wartezeit in einer sogenannten G/G/1-Warteschlange, einem System mit nur einer Bedienungseinheit.

Die Kingman Formel macht deutlich:

Variabilität ist ein maßgeblicher Treiber von langen Durchlaufzeiten

QRM hält mit der Systemdynamik, unter Berücksichtigung der mathematischen Formeln von Little und Kingman, das Berechnungsmodell für die Auswirkung von geplanter Auslastung zu Durchlaufzeit zur Steuerung einer High Mix / Low Volume Produktion bereit. Die Ergebnisse sind im Allgemeinen sehr genau, insbesondere für Systeme nahe der Sättigung.

Bereits bei einer geplanten Auslastung von über 80 % steigen die Durchlaufzeiten in einem System in einer High Mix / Low Volume Produktion überproportional stark an.

Das bedeutet: je stärker ein System „gefüllt“ wird, desto länger werden die Durchlaufzeiten, selbst wenn Maschinen und Mitarbeitende theoretisch verfügbar wären.

QRM nutzt diese Zusammenhänge gezielt: Statt auf maximale Maschinenauslastung setzt es auf kontinuierlichen Fluss, geringe Bestände und gezielte Kapazitätsreserven. Diese sogenannte Spare Capacity ist kein ineffizienter Leerlauf, sondern ein strategisches Mittel zur Flexibilisierung. 

Nur wer bewusst Reservekapazitäten in kritischen Bereichen schafft, kann schnell reagieren, Engpässe vermeiden und kurze MCTs ermöglichen. In der Praxis führt dieses Denken zu kleineren Losgrößen, einfacheren Planungen und weniger unvorhergesehenen Störungen. Es führt zu einem System, das nicht maximal ausgelastet ist, aber maximal leistungsfähig bleibt.

Offenburg, 22.05.2025

Dieter Hahn

Literatur:                               https://qrm-institut.odoo.com/literatur

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