Einsatz von Lean-Prinzipien, um Kosten in modernen Rohrwerken zu senken

Identifizierung und Beseitigung von Verschwendungen in modernen Rohrfabriken

Die 8 Verschwendungen in der Rohrproduktion und ihre Auswirkungen auf die Kosten

Rohrmühlen finden heutzutage Möglichkeiten, ihre Produktionskosten um 15 bis 30 Prozent zu senken, indem sie jene lästigen Verschwendungen bekämpfen, über die heutzutage alle sprechen. Menschen erinnern sich daran, dass sie dieses praktische Akronym DOWNTIME verwenden, das für Fehler, Überproduktion, Wartezeiten, Nichtausschöpfung des Potenzials qualifizierter Arbeitskräfte, Transportprobleme, Lagerbestandsprobleme, unnötige Bewegungen und übermäßige Bearbeitung steht. Wenn zu viel Material herumliegt, weil zu viel produziert wurde, müssen Unternehmen zusätzliche Kosten für Lagerraum tragen und haben erhebliche Probleme, falls Produkte veralten, bevor sie überhaupt verkauft werden. Außerdem kann das unnötige Bewegen von Materialien die Abläufe tatsächlich um bis zu 20 % verlangsamen. Eine aktuelle Betrachtung der Branche im Jahr 2024 zeigte zudem etwas Interessantes: Mühlen, die gründlich untersuchen, warum Fehler auftreten, und diese Ursachen beheben, verzeichnen tendenziell einen Rückgang der Ausschusskosten um etwa 12 % bereits ein halbes Jahr nach Einführung der Maßnahmen.

Wertstromabbildung zur Eliminierung von Verschwendung in Produktionsprozessen

Wenn Hersteller die Wertstromabbildung (VSM) auf ihre Rohrproduktionslinien anwenden, stoßen sie oft auf mehrere Problempunkte. Material bleibt zwischen den Prozessen zu lange liegen, und es finden einfach zu viele Qualitätsprüfungen immer wieder statt. Die Betrachtung des Flusses von den großen Stahlcoils bis hin zu den versandten Rohren zeigt, wo Zeit verloren geht. Einige Studien deuten darauf hin, dass diese unnötigen Schritte zwischen einem Viertel und fast der Hälfte der gesamten Produktionsdauer ausmachen können. Nehmen wir ein Werk, mit dem wir kürzlich zusammengearbeitet haben – nach der Einführung geeigneter VSM-Methoden gelang es ihnen, ihre gesamte Durchlaufzeit um etwa 18 % zu verkürzen. Dies erreichten sie hauptsächlich durch eine Neuanordnung der Arbeitsstationen und eine bessere Abstimmung zwischen Maschinenlaufzeiten und den tatsächlichen Versandzeiten.

Wie Stillstandszeiten zu nicht wertschöpfenden Verlusten beitragen

Wenn Geräte ausfallen oder Materialien nicht pünktlich eintreffen, verursacht ungeplante Stillstandszeit Rohrwerken Kosten in Höhe von 9 % bis 14 % ihrer jährlichen Betriebsausgaben. Betrachten Sie, was passiert, wenn es allein bei einer dieser Spiralnahtschweißlinien zu einer zweistündigen Betriebsunterbrechung kommt – dies führt oft zu mehr als acht zusätzlichen Arbeitsstunden in nachgeschalteten Prozessen. Solche Effekte summieren sich schnell. Intelligente Hersteller setzen zunehmend auf Maßnahmen wie regelmäßige Wartungsprüfungen basierend auf tatsächlichen Nutzungsmustern statt festgelegten Zeitplänen sowie auf umfangreichere Lagerbestände kritischer Komponenten. Solche proaktiven Schritte sorgen dafür, dass der Materialfluss auch bei instabilen Lieferketten aufrechterhalten bleibt, wodurch frustrierende Folgeverzögerungen reduziert werden, die viel Zeit und Geld verschwenden.

Optimierung von Fluss und Standardisierung für betriebliche Effizienz

Schaffung eines kontinuierlichen Flusses zur Reduzierung von Engpässen und Zykluszeiten

Walzwerke, die auf Effizienz setzen, erstellen oft Anlagenlayouts, bei denen Engpässe verschwinden und die Produktion kontinuierlich entsprechend dem Bedarf jeder einzelnen Phase abläuft. Als ein Werk im vergangenen Jahr seine Schweißstationen direkt neben die Profiliermaschinen verlegte, verzeichnete es laut einer aktuellen Studie eine beeindruckende Verringerung der Taktzeiten um 18 %. Die Betrachtung des gesamten Prozesses mittels Wertstromanalyse offenbart zahlreiche unnötige Bewegungen, beispielsweise dann, wenn Materialien zwischen den einzelnen Arbeitsstufen unnötig hin- und herbewegt werden. Werke, die solche Verbesserungen umsetzen, erreichen in der Regel eine tägliche Maschinennutzung, die etwa 12 bis 15 Prozent höher liegt als bei Betrieben, die weiterhin veraltete Chargenfertigungsmethoden anwenden. Bei Herstellern, die Produktivität maximieren und Stillstandszeiten minimieren möchten, summieren sich diese Unterschiede im Laufe der Zeit.

Implementierung von Standardarbeitsanweisungen in modernen Rohrwalzwerken

Wenn Unternehmen standardisierte Verfahren einführen, zeigt sich tendenziell eine bessere Konsistenz zwischen den verschiedenen Schichten. Die Schwankungen bei der Wanddicke können um etwa 30 % sinken, was sich deutlich auf die Produktionsqualität auswirkt. Bei wichtigen Prozessen wie der Spiralrohrfertigung haben die meisten Betriebe genau festgehalten, was zu geschehen hat. Diese Dokumente behandeln in der Regel Themen wie den Zeitpunkt der Werkzeugkalibrierung, die Häufigkeit von Qualitätsprüfungen und welches Maß an Walzenverschleiß noch als akzeptabel gilt. Laut Daten aus dem Stahlherstellungsindustriiebericht 2024 konnten Hersteller, die diese strukturierten Ansätze eingeführt haben, ihre Einarbeitungszeiten um nahezu die Hälfte verkürzen. Zudem stiegen die Erstprüfabnahmeraten deutlich an, was insgesamt weniger Ausschuss und weniger verschwendete Materialien bedeutet.

Ausbalancieren von Standardisierung und Flexibilität in der Hochmix-Rohrfertigung

Führende Hersteller verwenden modulare Werkzeugsysteme, die die Standardisierung beibehalten und gleichzeitig unterschiedliche Durchmesser ermöglichen. Ein Werk, das über 200 Rohrspezifikationen verwaltet, reduzierte Rüstzeiten von 90 auf 28 Minuten durch den Einsatz verstellbarer Spannkerne und Schnellspann-Flanschsysteme. Dieser hybride Ansatz unterstützt die Just-in-Time-(JIT-)Produktion, ohne die Maßhaltigkeit zu beeinträchtigen.

Wertstromanalyse als Grundlage für die Prozessoptimierung

Durch die Abbildung der Material- und Informationsflüsse von der Rohrolle bis zum Endprodukt entdecken Werke verborgene Ineffizienzen wie doppelte Inspektionen. Ein interdisziplinäres Team eines europäischen Herstellers eliminierte mithilfe der Wertstromanalyse (VSM) 23 % der nicht notwendigen Prozessschritte, während die Einhaltung der API 5L-Normen gewahrt blieb.

Kernige Lean-Instrumente zur Kostensenkung in modernen Rohrwalzwerken

5S für die Arbeitsplatzorganisation und Effizienzsteigerung

Die 5S-Methode (Sortieren, Ordnung schaffen, Sauberkeit, Standardisierung, Disziplin) reduziert die Materialsuchzeiten in modernen Rohrwerken um 18–25 %, indem Unordnung und falsch platzierte Werkzeuge beseitigt werden. Organisierte Arbeitsplätze verbessern die Sichtbarkeit und den Ablauf der Arbeitsabläufe und verringern Prüfverzögerungen um 30 % durch standardisierte Stationseinrichtungen.

SMED: Reduzierung der Rüstzeiten zur Maximierung der Anlagenauslastung

Der Wechsel der Werkzeuge in einer Minute (SMED) minimiert Rüstverschwendung, indem interne Rüstaufgaben in externe Vorbereitungen verlagert werden. Werke, die SMED-Prinzipien anwenden, berichten von 50–80 % schnelleren Rüstzeiten, was kleinere Losgrößen und eine bessere Abstimmung mit den JIT-Produktionsanforderungen ermöglicht.

Ganzheitliche Produktive Instandhaltung (TPM) und OEE-Verbesserungsstrategien

TPM betont die autonome Instandhaltung und reduziert jährlich durch bedienergeführte Schmier- und Kalibrierroutinen ungeplante Ausfallzeiten um 22 %. In Kombination mit der Erfassung der Gesamtanlageneffektivität (OEE), die Verfügbarkeit, Leistung und Qualität misst, erzielen Werke Kapazitätssteigerungen von 6–9 %, indem sie die „Sechs Großen Verluste“ in Walz- und Formprozessen angehen.

Kaizen und kontinuierliche Verbesserung für nachhaltige Kosteneinsparungen

Interdisziplinäre Kaizen-Teams erzielen jährliche Kostensenkungen von 3–8 % durch iterative Verbesserungen, wie beispielsweise die Optimierung von Schweißparametern. Eine Studie aus dem Jahr 2023 zeigte, dass Werke, die monatliche Kaizen-Veranstaltungen durchführen, den Energieverbrauch pro Tonne über 18 Monate hinweg durch schrittweise Verbesserungen um 12 % senkten.

Optimierung von Lagerbestand und Materialfluss mithilfe von Just-in-Time-Prinzipien

Eliminierung von Überproduktion und überschüssigem Lagerbestand durch JIT

Wenn Rohrwerke auf die Just-in-Time-Fertigung umstellen, senken sie ihre Lagerkosten in der Regel um 14 % bis 22 %, was im Vergleich zu traditionellen Lagerhaltungsansätzen erheblich ist. Die Kernidee ist einfach: Hersteller produzieren nur das, was bestellt wurde, sodass keine überschüssigen Produkte entstehen, die Platz beanspruchen. Dadurch verringert sich der Bedarf an Lagerkapazitäten für Roheisen-Spulen und Fertigprodukte erheblich. Ein großes Rohrherstellungsunternehmen beispielsweise konnte jährlich Einsparungen von rund 2 Millionen US-Dollar erzielen, nachdem es die Lieferzeiten seiner Spulen an die tatsächlichen Walzvorgänge angepasst hatte. Der Pufferbestand sank dabei von Material für 30 Tage auf lediglich etwa drei Tagesbedarf. Natürlich setzt dies eine enge Zusammenarbeit mit Lieferanten entlang der gesamten Lieferkette voraus. Die Werke müssen die Lieferungen manchmal bis auf die Minute genau koordinieren, um sicherzustellen, dass die Materialien genau dann eintreffen, wenn sie benötigt werden, ohne große Notfallbestände unterhalten zu müssen, die Lagerfläche und Kapital binden.

Materialfluss durch Workflow-Optimierung an der Nachfrage ausrichten

Die korrekte Umsetzung von JIT hängt stark davon ab, Workflows in Echtzeit synchron zu halten. Heutzutage setzen intelligente Hersteller IoT-Tracking-Systeme ein, die die Rohrgrößen, die vom Band kommen, mit den Anforderungen auf Baustellen in verschiedenen Regionen abgleichen. Ein Stahlwerk verzeichnete während des Testlaufs im Jahr 2024 einen Rückgang der Durchlaufzeiten um fast die Hälfte, nachdem diese Methode eingeführt wurde. Die Planungssoftware, die diese Unternehmen nutzen, kann Produktionspläne automatisch anpassen, sobald neue Projekte hereinkommen, wodurch jene frustrierenden Verzögerungen vermieden werden, die entstehen, wenn Beschichtungen oder Gewinde sich stauen. Branchendaten zeigen zudem etwas Interessantes: Wer Just-in-Time-Methoden mit intelligenten Nachbestellsystemen kombiniert, hält Materialien rund 97 % der Zeit verfügbar, obwohl etwa 35 % weniger Lagerbewegungen im Vergleich zu älteren Ansätzen stattfinden. Eigentlich liegt das auf der Hand.

Erfolg von Lean Production an datengestützten Ergebnissen in modernen Rohrwalzwerken messen

Verfolgung von OEE-Verbesserungen nach der Einführung von TPM (Beispiel einer Fallstudie)

Rohrwerke haben heute begonnen, das Total Productive Maintenance (TPM) als Methode zur Überwachung von Verbesserungen bei der Gesamteffizienz der Anlagentechnik (OEE) einzuführen. Nehmen wir beispielsweise ein Werk in Nordamerika aus dem Jahr 2023. Als sie TPM flächendeckend im Betrieb einführten, zeigte sich etwas ziemlich Beeindruckendes: Die ungeplanten Stillstandszeiten gingen um etwa 35 % zurück, während die OEE-Werte innerhalb von nur zwölf Monaten um rund 22 % anstiegen. Laut branchenweiten Daten erzielen Einrichtungen, die vorausschauende Wartung implementieren, jährlich zwischen 18 und 27 % bessere Produktionsleistungen im Vergleich zu Betrieben, die weiterhin auf reaktive Fehlerbehebung setzen. Was macht diesen Ansatz so wertvoll? Bei der Analyse von OEE-Trends über die Zeit entdecken Hersteller oft langjährige Probleme wie wiederholte Werkzeugausrichtungsfehler, die stillschweigend die Produktionsraten minderten und ihnen jährlich zwischen 12 und 15 % an Leistung kosteten, bevor überhaupt jemand bemerkte, was vor sich ging.

Kostenreduzierung durch die Beseitigung von Verschwendungen im Lean-Management

Die Beseitigung lästiger Verschwendungen im Lean-Management führt tatsächlich zu Kosteneinsparungen, wenn sie an Leistungskennzahlen gekoppelt wird. Ein Stahlwerk zum Beispiel sparte jährlich rund 2,8 Millionen US-Dollar, nachdem es alle acht Arten von Verschwendung angegangen war. Die Ausschussrate bei Schweißnähten sank um 40 %, nachdem die Schulung der Bediener standardisiert wurde. Die besonders zukunftsorientierten Werke setzen mittlerweile IoT-Systeme ein, um den Materialfluss in ihren Fabriken zu überwachen. Diese intelligenten Überwachungssysteme helfen ihnen, bereits beim ersten Durchlauf Erfolgsraten zwischen 92 % und 95 % bei der Rohrherstellung zu erreichen. Eine aktuelle Studie aus dem Jahr 2024 bestätigt dies ebenfalls und zeigt, dass Unternehmen, die Daten nutzen, um ihre Lean-Maßnahmen zu steuern, die Produktionskosten in komplexen Fertigungsumgebungen um 18 bis 27 US-Dollar pro Tonne senken konnten. Was diese Verbesserungen aufrechterhält? Echtzeit-Dashboards, die die Kosten pro Meter direkt mit den täglichen Leistungsprüfungen während der Schichten verknüpfen.

FAQ

Was sind die 8 Verschwendungen in der Rohrproduktion?

Die 8 Verschwendungen in der Rohrproduktion sind Fehler, Überproduktion, Wartezeiten, unzureichende Nutzung qualifizierter Arbeitskräfte, Transportprobleme, Lagerbestandsprobleme, unnötige Bewegungen und übermäßige Bearbeitung. All dies kann zu höheren Produktionskosten und Ineffizienzen im Fertigungsprozess beitragen.

Wie kann die Wertstromanalyse dabei helfen, Verschwendung zu eliminieren?

Die Wertstromanalyse (VSM) hilft dabei, Verschwendung zu identifizieren, indem sie den Material- und Informationsfluss im Produktionsprozess visualisiert. Sie macht Ineffizienzen wie Überproduktion, Wartezeiten und doppelte Prüfungen sichtbar und ermöglicht es Herstellern, Prozesse zu optimieren und Durchlaufzeiten zu verkürzen.

Welche Auswirkungen hat Stillstand auf die Rohrproduktion?

Ausfallzeiten bei der Rohrproduktion können erhebliche Kosten verursachen und oft 9 % bis 14 % der jährlichen Betriebskosten ausmachen. Die Reduzierung von Ausfallzeiten durch proaktive Wartung und besseres Bestandsmanagement kann dazu beitragen, den Produktionsfluss ununterbrochen aufrechtzuerhalten.

Was ist Just-in-Time-Fertigung?

Die Just-in-Time-(JIT-)Fertigung ist eine Produktionsstrategie, bei der Materialien und Produkte nur dann hergestellt und geliefert werden, wenn sie benötigt werden. Dadurch werden Lagerkosten gesenkt, die Nutzung von Lagerraum minimiert und die Fertigungsprozesse an die tatsächliche Nachfrage angepasst.

Wie verbessert das Gesamteffektive Instandhaltungssystem (TPM) die Effizienz?

Das Gesamteffektive Instandhaltungssystem (TPM) konzentriert sich auf proaktive und präventive Wartung, um die Anlageneffizienz zu maximieren. Durch die Verringerung ungeplanter Ausfallzeiten und die Sicherstellung, dass Maschinen in optimalem Zustand gehalten werden, verbessert TPM die Gesamtanlageneffektivität (OEE) und steigert die Produktionskapazität des Werks.