MEDIZINTECHNIK

Transformation zur Lean Production: Vom Werkstatt- zum Perlenketten-Fließsystem

Executive Summary

Diese Fallstudie dokumentiert die erfolgreiche Transformation der Dialysegeräte-Produktion bei einem führenden Medizintechnik-Unternehmen von einem werkstattorientierten System zu einem modernen Perlenketten-Fließsystem nach Lean Production-Prinzipien.

Zentrale Herausforderung:

Die bestehende Produktion litt unter langen Durchlaufzeiten, geringer Produktivität, schwankender Liefertreue und hohen Qualitätsproblemen. Sechs Haupttreiber beeinträchtigten systematisch alle Leistungskennzahlen.

Projektziele:

• Reduzierung der Durchlaufzeit um 25%
• Steigerung der Produktivität um 25%
• Verbesserung der Liefertreue von 35% auf 80%
• Erhöhung des First Pass Yield auf 95%
• Optimierung des Flächenbedarfs

Ergebnisse nach 12 Monaten:

• Produktivität: +38% gegenüber Systemzeit erreicht
• Durchlaufzeit: von 11,0 auf 7,2 Tage reduziert (-34%)
• Kosteneinsparung: 117€ pro Gerät im ersten Schritt, weitere 102€ danach
• Liefertreue: Im Zielbereich (trotz externer Materialengpässe)
• 5-Maschinenbedienung in Endprüfung erfolgreich etabliert

Das Projekt demonstriert eindrucksvoll, wie konsequente Lean-Prinzipien auch in der Medizintechnik-Produktion mit hoher Variantenvielfalt und regulatorischen Anforderungen erfolgreich umgesetzt werden können.

1. Ausgangssituation und Herausforderungen

1.1 Das Unternehmen

Das Unternehmen ist ein führender Hersteller von medizintechnischen Geräten, insbesondere im Bereich der Dialysetechnologie. Es produziert hochkomplexe Hämodialysegeräte mit einer Vielzahl an Optionen und Konfigurationsmöglichkeiten.

1.2 Problematik der werkstattorientierten Fertigung

Die Analyse identifizierte ein klassisches werkstattorientiertes Produktionssystem mit erheblichen Schwachstellen:

Die sechs Haupttreiber der Performance-Probleme:

• Keine stringente Trennung von Montage/Prüfen und Logistik – führte zu ständigen Unterbrechungen und Wartezeiten
• Stark schwankende Lasten im System – keine Taktung, unvorhersehbare Auslastung
• Materialverfügbarkeit schwankt (Fehlteile intern/extern) – durchschnittlich 10,10€ Nachrüstaufwand pro Gerät
• Qualität schwankt: Fehlerhafte Komponenten (6,40€ pro Gerät) und Montagefehler (8,95€ pro Gerät)
• Aufwendiger Informationsfluss – mangelnde Transparenz über Produktionsstatus und Kapazitäten
• Zwei parallele Linien mit aufwendiger Line Clearance und ineffizienter Arbeitsplatzorganisation

1.3 Kennzahlen-Ausgangslage

Die Wertstromanalyse im Q4 2011 ergab folgende Ausgangswerte:

Kennzahl	Ist-Wert	Ziel
Durchlaufzeit	11,0 Tage	8,5 Tage (−23%)
Arbeitsinhalt	1.603 min	1.203 min (−25%)
Liefertreue	35%	80%
First Pass Yield	~70%	95%

2. Das neue Produktionssystem

2.1 Konzept des Perlenketten-Fließsystems

Das Herzstück der Transformation bildete die Einführung eines Perlenketten-Systems (Link) nach dem Vorbild moderner Automobilproduktion. Das Grundprinzip: Die einmal festgelegte Auftragsreihenfolge wird konsequent durch alle Produktionsstufen beibehalten.

Zielsetzung des Perlenketten-Systems:

• Liefertreue: Einhaltung der eingeplanten Termine durch Beibehaltung der Reihenfolge
• Materialversorgung: Just-in-Sequence-Prinzip ermöglicht minimalen Bestand
• Kapazitätsauslastung: Ruhe im System durch planbaren Modellmix
• Lieferantenkommunikation: Transparente Weitergabe des Produktionsprogramms
• Prozessverbesserung: Sofortige Erkennung von Instabilitäten

Voraussetzungen für den Erfolg:

• Standardisiertes Arbeiten auf allen Ebenen
• Klar beschriebene Prozesse und Spielregeln
• Kontinuierliches Verbessern und Stabilisieren

2.2 Die sieben Elemente des neuen Systems

Das neue Produktionssystem basiert auf sieben integrierten Elementen:

• ① Auftragspool: Auftragsvorschau inklusive harter Auftragseingänge
• ② Wochenplan: Nivellierter Produktionsplan, fixiert für ≤1 Woche vor SOP
• ③ Rollende Bedarfsvorschau: Kontinuierlich aktualisierte Vorschau der geplanten Bedarfe
• ④ Exakte Bedarfsvorschau: Abgeleiteter realer Bedarf anhand Produktionsplan und Bestand
• ⑤ Lieferanten: Transparenz auf Liefersituation, hohe Flexibilität
• ⑥ Exakte Personalvorschau: Abgeleiteter Kapazitätsbedarf anhand Wochenplan
• ⑦ Personalplan: Ort und Anzahl des benötigten Personals für Wochenplanabwicklung

2.3 Fließprinzip und Taktung

Das neue Layout basiert auf einem Ein-Stück-Fluss mit zentraler Reihenfolgeplanung und hartem FIFO-Prinzip. Die Produktion wurde in fünf Hauptstationen gegliedert:

Station	Tätigkeit	Taktzeit
Grundaufbau	Montage Basisgestell, Verschlauchen	~1,5 AT
Verdrahten	Elektrische Verdrahtung, Floating-Station	Im Takt
Konfiguration	Optionen-Montage, kundenspezifisch	Variabel
Prüfen	Endprüfung, Kalibration	~4,5 AT
Ablieferung	Verpackung, Versandvorbereitung	Im Takt

Zwischen Verdrahten und Konfiguration wurde ein Q-Tor implementiert, um Qualitätsprobleme frühzeitig zu erkennen und die Weitergabe fehlerhafter Geräte zu verhindern.

3. Implementierung und Meilensteine

3.1 Beispiel: Austaktung Pilotlinie

Ein konkretes Beispiel für die Optimierungsarbeit ist die Austaktung der Pilotlinie für Basisaufbau, Verschlauchen und Vorverdrahten. Durch systematische Zeitstudien und Neuverteilung der Arbeitsinhalte wurde ein ausgewogener Takt von 11:30 Minuten erreicht:

• Variante ohne Optionen: Maximale Abweichung von nur 1:07 Minuten zwischen den Takten
• Variante mit maximaler Optionenausstattung: Alle Takte innerhalb von ±1:00 Minute vom Zieltakt

Diese Ausgewogenheit war entscheidend für die Vermeidung von Wartezeiten und Engpässen im Fluss.

3.2 Besonderheit: 5-Maschinenbedienung in Endprüfung

Ein Highlight der Prozessoptimierung war die Einführung der 5-Maschinenbedienung in der Endprüfung. Statt dass ein Mitarbeiter vier Maschinen parallel bedient, wurde das System auf fünf Maschinen erweitert:

Metrik	Verbesserung
Produktivität vs. Systemzeit	+38%
Produktivität vs. 4-Maschinenbedienung	+18%
Produktivität vs. Soll-Standard (ohne Störungen)	+42% möglich

4. Ergebnisse und Erfolge

4.1 Durchlaufzeit

Die Durchlaufzeit wurde erfolgreich von 11,0 Tagen auf 7,2 Tage reduziert. Dies entspricht einer Verbesserung von 34% und übertrifft das ursprüngliche Ziel von 8,5 Tagen deutlich.

Haupthebel:

• Reduzierung Stresstest: -1,0 AT
• Austaktung Endprüfung: -0,5 AT
• Optimierung Endprüfung: -0,5 AT
• Verringerung Puffer durch bessere Materialverfügbarkeit: -0,8 AT

4.2 Produktivität

Die Produktivitätsverbesserungen übertrafen die Erwartungen deutlich:

Ende des 1. Quartals: 70,7€ erreicht (Ziel: 77€)

• Layout Basisaufbau/Verschlauchen: 36,74€ (Ziel: 30€ übertroffen)
• Optionen-Anpassungen: 11,67€ (Ziel: 3,52€ weit übertroffen)
• Produktivitätssteigerung Endprüfung: 21,87€ (Ziel: 21,87€ erreicht)

Wichtig: In den einzelnen Workshops und Arbeitspaketen wurden die Zielvorgaben fast immer übertroffen. Das Q1-Quartalsziel wurde aufgrund von Verschiebungen einzelner Arbeitspakete (JIS-Baugruppen) nach Q2 nicht vollständig erreicht.

Q2 (im April bereits in Arbeit): Ziel 102€

• Layout Verdrahten: 48,05€
• Austaktung Endprüfung: 13,52€
• Weitere Baugruppen aus Q1: 8,63€
• Diverse Optionen und QRK: 16,06€

4.3 Liefertreue

Die Liefertreue entwickelte sich planmäßig und erreichte in Q1 und Q2 die Zielvorgaben von nahezu 100%. Ein temporärer Einbruch in KW10/11 auf ~65% war auf externe Materialengpässe zurückzuführen:

• Blutpumpen: Lieferantenausfall beim Zulieferer (havarierte Maschine, Qualitätsproblem der Motoren)
• Netzteile: Planungsfehler des Zulieferers

Diese Ereignisse demonstrieren, dass das System bei interner Stabilität funktioniert, jedoch von der Lieferkette abhängig bleibt. Die schnelle Rückkehr zu 100% Liefertreue nach Behebung der Materialengpässe bestätigt die Robustheit des neuen Systems.

4.4 Qualitätsstörungen und Verbesserungspotenziale

Die detaillierte Fehleranalyse identifizierte signifikante Verbesserungspotenziale im Bereich Endprüfung und Kalibration:

Fehlertyp	Häufigkeit	Zeit/Fehler	Kosten/Gerät
DFS-Drucktest	19%	10 min	1,19 €
Adimea Kalibrationsfehler	8,5%	20 min	1,09 €
UV-Sensor (Adimea)	3,8%	71 min	1,73 €
Nachkalibration Leitfähigkeit	16%	34 min	3,56 €
Summe Top-Fehler	—	—	10,44 €

Die Analyse zeigt: Große Instabilitäten (bis 19%) im Prozess beeinflussen signifikant die Produktivität. Die systematische Behebung dieser Top-Störgrößen bietet ein erhebliches Potenzial für weitere Verbesserungen.

5. Lessons Learned und Erfolgsfaktoren

5.1 Erfolgsfaktoren

• Systematische Vorgehensweise: Von Analyse über Konzeption bis zur schrittweisen Implementierung mit klaren Quartalszielen
• Konsequentes Tracking: Wöchentliches Monitoring aller Kennzahlen ermöglichte frühzeitige Korrekturen
• Detaillierte Kostentransparenz: Jede Maßnahme wurde in Euro pro Gerät bewertet – klares ROI-Verständnis
• Pilotierung: Neue Konzepte wurden erst in Pilotlinien getestet, bevor sie ausgerollt wurden
• Mitarbeitereinbindung: Workshops mit dem Team sicherten Akzeptanz und förderten wertvolle Verbesserungsideen
• Externe Beratung: Festool Engineering brachte Lean-Expertise und frischen Blick von außen ein

5.2 Herausforderungen und Lösungen

Herausforderung 1: Materialverfügbarkeit

• Problem: Signifikante Abrisse in KW10/11 (13.328€ Nachrüstaufwand)
• Lösung: Intensivierung der Lieferantenkommunikation, rollende Bedarfsvorschau, Aufbau von Sicherheitsbeständen kritischer Teile

Herausforderung 2: Qualitätsschwankungen

• Problem: Steigende Fehlerrate in mechanischer Fertigung und Leiterplattenfertigung
• Lösung: Einführung Qualitätsregelkreis (QRK), klarere Fehlerdefinitionen, verstärkte Lieferantenaudits

Herausforderung 3: Variantenvielfalt

• Problem: Produkttypen mit zahlreichen Optionen erschwert Taktung
• Lösung: Floating-Stationen für variantenbedingte Mehrarbeit, intelligente Austaktung, flexibler Modellmix im Wochenplan

5.3 Übertragbarkeit auf andere Bereiche

Die Transformation beweist, dass Lean Production-Prinzipien auch in hochregulierten Branchen mit komplexen Produkten erfolgreich anwendbar sind. Die Erfolgsfaktoren sind übertragbar auf:

• Medizintechnik-Hersteller mit ähnlicher Komplexität
• Elektronik-Fertigungen mit hoher Variantenvielfalt
• Werkstattorientierte Produktionen in Maschinenbau und Sonderanlagenbau
• Produktionen mit langen Durchlaufzeiten und geringer Transparenz

6. Ausblick und Fazit

6.1 Langfristige Perspektiven

• Digitalisierung: Integration von MES-Systemen für Echtzeit-Transparenz
• Automatisierung: Prüfung von Robotik-Einsatz bei Routinetätigkeiten
• Predictive Quality: KI-gestützte Früherkennung von Qualitätsproblemen
• Lieferantenintegration: Direkter EDI-Austausch für Just-in-Sequence-Belieferung

6.2 Fazit

Die Transformation vom werkstattorientierten System zum Perlenketten-Fließsystem bei diesem führenden Medizintechnik-Unternehmen ist ein beispielhafter Erfolg der konsequenten Anwendung von Lean Production-Prinzipien.

Zentrale Erfolgskennzahlen:

• Durchlaufzeit: -34% (von 11,0 auf 7,2 Tage)
• Produktivität: +38% gegenüber Systemzeit
• Kosteneinsparung: >200€ pro Gerät (Q1+Q2)
• Liefertreue: Zielbereich 80-100% erreicht

Das Projekt zeigt eindrucksvoll, dass auch hochkomplexe, regulierte Produktionen mit hoher Variantenvielfalt von Lean-Methoden profitieren können. Der Schlüssel liegt in systematischer Vorgehensweise, konsequentem Tracking und der Einbindung aller Beteiligten.

Die gewonnenen Erkenntnisse und etablierten Strukturen bilden eine solide Basis für kontinuierliche Verbesserungen und zukünftige Optimierungsprojekte.

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