Theory of Constraints (TOC) – E. Goldratt


Die “Theory of Constraints” (TOC) von Eliyahu Goldratt dient der Prozessoptimierung der gesamten Wertschöpfungskette. Die Besonderheit von TOC ist, alle Verbesserungsbemühungen auf den Engpass der Wertschöpfungskette zu fokussieren. Ziel ist, diesen Engpass zu optimieren oder zu eliminieren um den Gesamtprozess zu verbessern.

Hintergrund der Theory of Constraints (TOC) – E. Goldratt

Die “Theory of Constraints” ( TOC, Engpasstheorie ) von Eliyahu Goldratt beschreibt eine ganzheitliche Vorgehensweise zur Optimierung der gesamten Wertschöpfungskette. Fokus aller Optimierung und aller Verbesserungsmassnahmen ist der Engpass in der jeweiligen Wertschöpfungskette, denn dieser begrenzt die Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems. E.Goldratt hat seine Theorie nicht nur in zahlreichen Fachbüchern beschrieben, sondern auch sehr anschaulich und unterhaltsam in einigen Romanen wie z.B. “das Ziel” (engl. The Goal) oder in “die kritische Kette” (engl. Critical Chain). Beides sind Leseempfehlungen um sich sehr angenehm mit dem Thema und Gedankenhintergrund von TOC vertraut zu mache.

Ziel der Theory of Constraints (TOC)

Die Ziele von TOC sind ähnlich wie die von Lean Management oder von Six Sigma. Durch eine verbesserte Nutzung der vorhandenen (begrenzten) Ressourcen steigt die Leistungsfähigkeit und Profitabilität des Unternehmens. Letztlich ist das Ziel, Wachstum, Profitabilität und Zukunftsfähigkeit des Unternehmens zu sichern.

Der Unterschied von TOC zu Lean Management und Six Sigma

TOC, Lean Management und Six Sigma sind alle Methoden (bzw. Methodensammlungen) zur Prozessoptimierung. Lean Management und Six Sigma beinhalten jedoch nicht die klare Fokussierung auf den Engpass innerhalb einer Wertschöpfungskette. Beide Methoden versuchen, mit ihren Werkzeugen jeden lokalen Einzelprozess zu verbessern. Ob dies zur Verbesserung des Gesamtprozesses beiträgt und die Gesamtausbringung steigt, wird üblicherweise nicht standardmäßig überprüft.

Aus Sicht von TOC ist das Erreichen eines lokalen Optimums nicht zwangsläufig gleichbedeutend mit dem Erreichen eines Gesamt-Optimums. TOC fokussiert deshalb alle Verbesserungsbemühungen auf den Engpass.

jede Kette ist nur so stark ist wie ihr schwächstes Glied

Der Engpass ist aus Sicht von TOC das schwächstes Glied einer (Wertschöpfungs-) Kette und begrenzt deren Leistungsfähigkeit. Entsprechend findet sich in jeder Wertschöpfungskette immer ein die Gesamtausbringung beschränkender Prozessschritt – der Engpass “bottleneck”. Der Durchsatz und damit die Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems steigt erst nach Engpassbeseitigung (bzw. Verstärkung des Kettenglieds). Typischerweise wird dann das ehemals zweitschwächste Glied zum neuen Engpass.

Man könnte die “Theory of Constraints” (TOC) deshalb vereinfachend als einen ganzheitlichen, engpassfokussierten kontinierlichen Verbesserungsprozess (“Engpass-KVP”) bezeichnen. Was jedoch die Engpasstheorie erheblich von KVP unterscheidet, sind die kritischen Schlußfolgerungen bezüglich der etablierten Kosten- und Deckungsbeitragsrechnung, die durchsatz- und verkaufsorientierte Fertigungssteuerung sowie die daraus resultierenden innovativen Ansätze zur Vertriebs- und Unternehmenstrategie.

Indikatoren eines Engpasses

Typische Indikatoren für das Vorhandensein von Engpässen in einer Fertigung sind hohe Umlaufbestände, lange Durchlauf- und Lieferzeiten, große Fertigungslose und geringe Fertigungsflexibilität. Engpassmaschinen sind häufig daran zu erkennen, daß sich vor ihnen große Bestände zu bearbeitender Teile anhäufen. Die Verschwendungsarten des Lean Managements – Muda – Mura – Muri ( Verschwendung – Unausgeglichenheit – Überlastung) lassen sich i.d.R. alle nacheinander an einer Engpassmaschinen beobachten.

Der Markt als Engpass

Wichtig ist ebenfalls die Feststellung, dass nicht nur Fertigungsprozesse den Engpass darstellen können.  Administrative Prozesse oder auch eine unzureichende Marktnachfrage sind aus Sicht von TOC ebenfalls potentielle Engpässe, die optimiert werden  können.

Anwendungsfelder von TOC

TOC wird mit großem Erfolg zur Prozessoptimierung von Fertigungsprozessen, von Logistikprozessen, oder bei administrativen Prozessen z.B. im Vertrieb eingesetzt. Im Projektmanagement sind die Überlegungen von E. Goldratt in Form des Konzepts  der “critical chain” eingeflossen. Dies kann – und sollte – bereichs- und unternehmensübergreifend entlang der Wertschöpfungskette erfolgen.

Vorgehensweise von Theory of Constraints (TOC)

Die Engpassbeseitigung erfolgt bei TOC in 5 Schritten auf Basis einer Prozessanalyse entlang des Wertstroms, bei der die Leistungskennzahlen („key performance indicators“) wie Durchsatz, Bestände, Takt- und Stillstandszeiten etc. ermittelt werden.

1. Engpass identifizieren

In der Regel handelt es sich um das meist wohlbekannte Nadelöhr in der Wertschöpfungskette, dessen fehlende Leistung letztlich eine erfolgreiche Erfüllung des Kundenauftrags verhindern. Die Maschine mit dem geringsten Durchsatz, die mit den meisten offenen Aufträge, die Abteilung mit den größten Rückständen um nur einige Beispiele zun ennen.  Sollte ausnahmsweise der Engpass nicht offensichtlich sein, hilft der Blick in die Ergebnisse der Prozessanalyse.

2. alle Reserven des Engpass vollständig ausnutzen

Ziel ist es, Stillstands- und Rüstzeiten sowie Anlauf- und Abfahrverluste zu minimieren. Die Auslastung und Verfügbarkeit der Maschine sollte maximal sein, Wertschöpfung nur an i.O.-Teilen erfolgen. Für diese Optimierungsarbeiten können die Werkzeuge des TPM sehr wirkungsvoll genutzt werden z.B. die OEE („overall equipment effectiveness“) als Kennzahl für Verfügbarkeit, Ausbringung und Qualitätsverluste. Administrative Prozessschritte lassen sich ebenso mit entsprechenden Begriffen und Kennzahlen charakterisieren.

3. Den Erfordernissen des Engpass entsprechend planen

Die Material-, Personal- und Ressourcenplanung muß so erfolgen, daß der Engpass immer optimal versorgt wird. Z. B. sollte sich die Produktionsplanung bei der Freigabe von Fertigungsaufträgen  immer am tatsächlichen Durchsatz der Engpassmaschine orientiert. Häufig sind zusätzlich Sicherheitsbestände vor der Engpassmaschine erforderlich, um Schwankungen der vorgelagerten Prozessschritte abzupuffern. Die Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems steigt, obwohl es in Nicht-Engpassbereichen durch diese Priorisierung zu Effizienz- und Produktivitätsverlusten kommen kann.

4. Engpass entlasten

Dies ist häufig gleichbedeutend mit einer Kapazitätsausweitung inhouse oder einem Outsourcing z.B. an einen Dienstleister. Auffälligerweise kann eine Kapazitätsausweitung von Engpassmaschinen trotz höherer Stückkosten gesamtwirtschaft sinnvoll sein. Auch die Überlegung, inwieweit der Bearbeitungsschritt im Engpass substituiert oder ganz entfallen kann, führt häufig zu einer Engpassentlastung. Hier empfehlen wir, Elemente aus  TRIZ als untrstützendene Methodik zu verwenden.

5. neuen Engpass identifizieren

Im Sinne des Deming-Zyklus -PDCA – empfiehlt sich, die Nachhaltigkeit der getroffenen Maßnahmen zu überprüfen und die Leistungskennzahlen des Gesamtprozesses und der Einzelprozesse kontinuierlich zu überwachen. Dabei zeigt sich dann, wo sich der neue Engpass befindet und der nächste Verbesserungszyklus starten muß.

TOC in Verbindung mit Lean Management, Six Sigma,TRIZ und Wertanalyse

TOC läßt sich sehr gut mit den Elementen des Lean-Management, mit Six Sigma, TRIZ und Wertanalyse kombinieren. Prozessanalyse und Value Stream Mapping ist der erste Schritt. Die Ergebnisse daraus werden unter TOC-Gesichtspunkten analysiert und bewertet. TRIZ hilft Ideen und Konzepte für Verbesserungsmassnahmen zu entwickeln. Die Massnahmenbewertung und Umsetzung erfolgt nach Gesichtspunkten aus Six Sigma und Wertanalyse.

Prozessoptimierung, Beratung und  Implementierung von Theory of Constraints

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