Die Durchsatzregel bei mehreren Engpässen: die Praxis

Gastbeitrag von Rudolf Burkhard

Im ersten Teil haben wir die Regel „Durchsatz pro Engpasseinheit“ vorgestellt sowie das P-Q Gedankenexperiment, mit dem Eli Goldratt sie stets erklärte.
Alan Barnard stellte in seinem Vortrag 2006 die Frage, ob diese simple Regel immer gültig ist. Er brachte einen zweiten Engpass ins Spiel, um zu sehen, wie viel nun produziert werden kann. Funktioniert die Regel immer noch? Falls nicht, können wir sie so anpassen, dass (Vertriebs)-Manager weiterhin eine einfache Formel haben, um den besten Produktmix zu errechnen? Spielen wir also das P-Q Experiment mit zwei Engpässen erneut durch.

Das P-Q Gedankenexperiment mit 2 Engpässen

Die einzige Änderung in unserem Diagramm ist der Zeitaufwand bei Maschine D, um 1 P zu produzieren. Das sind nun 25 anstatt 15 Minuten.

Hier ist die Tabelle, die zeigt, wie viele Minuten bei jeder Ressource nötig wären, um die gesamte Nachfrage an P und Q zu produzieren. Hier gibt es ganz klar zwei Flaschenhälse.

Unsere simple Regel „Durchsatz pro Engpasseinheit“ hat ein Problem: wir haben zwei Engpässe. Doch B ist weiterhin der am meisten einschränkende Faktor, also lassen Sie uns die Regel trotzdem ausprobieren. Hier das Resultat:

Unsere Regel scheint nicht mehr zu funktionieren. Aber wir haben ja eine noch wichtigere Regel: zu entscheiden, wie der Engpass auszunutzen ist (in unserem Fall B, der „einschränkendere“ Engpass). Doch um all die kostbaren B-Minuten ausnutzen zu können, brauchen wir zusätzliche D-Kapazitäten. Wir sollten also einige P-Umsätze opfern, um die notwendige D-Kapazität freizulegen und so mehr Qs produzieren zu können und die Kapazitäten des Hauptengpasses (B) voll auszunutzen. B hat 960 Minuten Kapazität frei – genug für 32 Qs. Um die zu produzieren, brauche ich 960 B-Minuten; ich muss dafür 7 Ps aufgeben. ABER: dies legt wiederum 15 zusätzliche B-Minuten frei – die ich aber nicht benutzen kann, denn ich brauche mindestens 30 B-Minuten, um 1 weiteres Q zu produzieren.

Lassen Sie uns also 8 Ps opfern und 36 Qs produzieren, um die gesamten Kapazitäten von B auszunutzen – machen wir so mehr Gewinn? Unser Zweit-Engpass (D) hat nun noch 20 Minuten ungenutzter Kapazitäten, nachdem die 36 Qs produziert wurden.

Das sieht gut aus, aber uns bleiben noch 20 Minuten D-Kapazitäten, mit denen wir bis zu 4 Qs produzieren könnten. Lassen Sie uns also 1 zusätzliches Q produzieren; dafür müssen wir 2 Ps opfern.

Das sieht nicht so gut aus. 1 zusätzliches Q liefert €60 mehr Durchsatz, während 2 Ps weniger uns €90 Durchsatz kosten – ein Nettoverlust von €30 mit jedem zusätzlich produzierten Q. Das ist also nicht der richtige Weg. Probieren wir es andersrum – wir produzieren ein P mehr.

Auch nicht viel besser. Wir gewinnen zwar (im Vergleich zu der Option mit 36 Qs) €45 vom zusätzlichen P, verlieren aber €60 vom fehlenden Q (€15 Nettoverlust); UND uns bleiben 15 Minuten ungenutzter B-Kapazitäten. Die würden ausreichen für ein weiteres P. Aber dafür brauchen wir wiederum 10 D-Minuten, die uns fehlen. Sieht aus, als hätten wir unseren Maximalgewinn gefunden: €120/Woche.

Kommt beim P-Q Experiment ein zweiter Engpass ins Spiel, dann reduziert sich der maximale Gewinn um mehr als 50%.
Unsere Regeln waren:
1.    Identifiziere den Engpass (den am ⁄ einschränkenden).
2.    Entscheide, wie der Engpass optimal ausgenutzt werden soll.
3.    Ordne alles andere der Engpassnutzung unter.

Wenn wir diese strikt befolgen, sollten wir immer einen Weg finden, den besten Produktmix zu finden, um unseren Gewinn zu maximieren. Zumindest geben sie uns die Lösungsrichtung vor.

Interaktive Engpässe (wie Maschinen B und D in unserem Beispiel)
Wie wir gerade erkennen mussten, verringern interaktive Engpässe in meinem hypothetischen P-Q Werk den maximal möglichen Gewinn von €300 pro Woche auf nur €120 pro Woche (eine Reduzierung um 60%!). Das ist der potentielle Effekt interaktiver Engpässe auf Ihr Unternehmen – sie beeinträchtigen Ihre Fähigkeit, aus Ihrer am meisten einschränkenden Ressource das Maximum herauszuholen.

Kosten- und Effizienzdruck verleitet viele Unternehmen dazu, die Kapazitäten ihrer Ressourcen ausgleichen zu wollen – damit alle Ressourcen in etwa die gleiche Leistung haben. Das bringt aber einen weiteren Engpass – potentiell sogar mehrere – ins System ein. Für die meisten Unternehmen führt das zu einem – für sie – überraschenden Kollaps der Kapazitäten – nun liegen sie sogar unter der ursprünglichen Engpasskapazität! Umsatz und Gewinn leiden. Nicht nur, dass sie die Nachfrage im Markt nicht mehr bedienen können: Kunden wandern aufgrund schlechter Liefertreue zur Konkurrenz ab. Dies führt zu langfristigen Verlusten und Schäden, die kaum wieder gutzumachen sind.
Um Gewinn und Rentabilität zu maximieren, müssen die meisten Ressourcen eine ausreichende Schutz- (oder Puffer-)Kapazität haben, damit Kapazitätsengpässe nicht zusammenspielen können, um die Leistung Ihrer am meisten einschränkenden Ressource zu beeinträchtigen. Schon ein Flaschenhals ist einer zu viel! Denn, unabhängig von der Lieferkette – wenn die Nachfrage plötzlich rasant ansteigt, muss das Unternehmen entweder auf den zusätzlichen Umsatz dieses Spitzenbedarfs verzichten, oder es muss Lieferzeiten versprechen, die es nicht einhalten kann. Wenn ein Unternehmen Dinge verspricht, die es nicht halten kann, dann wird der langfristige Schaden verlorener Kunden früher oder später unvermeidbar sein.

„Ausgleich der Kapazitäten“ ist eine Unternehmensregel (oder einfach die Arbeitsweise eines Unternehmens). Diese Regel ist auch eine Art (künstlicher) Engpass, denn sie beschränkt, wie viel das Unternehmen einnehmen kann. In solchen Fällen, wo eine Regel der Engpass ist, gilt es NICHT zu entscheiden, wie dieser (künstliche) Engpass ausgenutzt werden kann (der 2. der Fünf-Fokus-Schritte). Die schädliche Regel muss geändert werden, mitsamt der falschen Annahme, die das Unternehmen dazu gebracht hat, Kapazitäten ausgleichen zu wollen. Ändern Sie die versteckte (implizite) Annahme, dass Ressourcen unabhängig (isoliert) arbeiten und daher keinen Einfluss auf andere (Produktions-)Ressourcen haben. Eine weitere häufige Annahme (die im P-Q-Experiment nicht direkt erkennbar ist) ist, dass Ressourcen nicht der Variabilität unterworfen sind. Variabilität verstärkt die negativen Effekte interaktiver Engpässe – fällt eine Ressource aus, kann dem Engpass leicht die Arbeit ausgehen.

Vom Lean-Standpunkt aus stellt sich die Frage: ist es sinnvoll, Kapazitäten / Leistung zu reduzieren, um Kapazitäten auszugleichen (laut einer Auslegung von Lean)? Ihren Kunden zu schaden (weil Sie nicht zuverlässig liefern können), ist eine riesige Verschwendung. Sehen Sie Lean als fokussiert auf Maximierung des Durchsatzes (und Gewinns) und nicht vorrangig auf Minimierung der Kosten (Verschwendung). Verlorener Durchsatz ist Teil der Verschwendung, die Sie eliminieren wollen. Das Hindernis hier ist, dass viele Manager verlorenen Durchsatz nicht als Verschwendung ansehen. Sie können für Durchsatzverluste keine feste, definitive Zahl festlegen – es ist ein ungewisser Betrag, der nicht nur von den Entscheidungen des Unternehmens selbst abhängt, sondern auch von der Nachfrage. Dagegen ist eine „Einsparung“ durch die Entlassung einer Ressource leicht zu definieren – Kosten pro Person ist ein fixer Parameter im „System“. (Vergessen Sie nicht die potentiellen Auswirkungen, die eine Entlassung an anderen Stellen im Werk haben kann – denn sie kann zu interaktiven Engpässe führen. Bedenken Sie zudem, wie andere Angestellte auf die Entlassung ihrer Kollegen reagieren werden, nur um „Kapazitäten auszugleichen“. Wie motiviert werden die verbleibenden Angestellten wohl sein, dem Unternehmen künftig dabei zu helfen, sich zu verbessern?)

Untersuchen Sie das Problem auch von einem Agile-Standpunkt. Wir wissen, dass die Nachfrage variabel ist, auf einzelnem Produkt-Niveau oft sogar sehr ungewiss. Stellen Sie sich die Frage: ist es sinnvoll, so nah an der Kapazitätsgrenze zu arbeiten, dass jede kleine Erhöhung der Nachfrage von der Konkurrenz erfüllt werden muss? Oder alternativ, macht es Sinn, dass wir unseren Kunden Dinge versprechen, die wir nicht halten können? Agil sein, das bedeutet, jede Nachfrage bedienen zu können, trotz Ungewissheit und Variabilität. Um dies zu erreichen, müssen wir schnell reagieren können, und Schutzkapazitäten sind Teil der Strategie.

Hier ist eine weitere Frage: ist es sinnvoll, eine gewisse Menge Schutzkapazitäten („freier“ Kapazitäten) zu haben, um bei Bedarf schnell reagieren zu können? Schutzkapazität führt zu einem agileren Unternehmen, schützt den aktuellen Durchsatz und bietet dem Unternehmen eine bessere Chance, den Durchsatz zu erhöhen.

Ihr Unternehmen sollte „Lean“ sein, aber nicht magersüchtig. Lean bedeutet, genug Reserven zu haben, um schnell und korrekt auf Veränderungen in Ihrem Umfeld reagieren zu können. Lean bedeutet, das Durchhaltevermögen zu haben, um den Triathlon gegen Ihre Konkurrenten zu gewinnen. Magersucht ist nicht der richtige Weg.

Dies waren einige Gedanken zu interaktiven Engpässen und Schutzkapazitäten. Auf Eli Schragenheims Blog finden Sie mehr Informationen über die Bedeutung von Kapazitätenpuffern.

Die Realiät
Wie Eli Schragenheim¹ sagte, “Das Problem ist nicht mathematischer Natur; das Problem ist die Annahme, die Realität sei linear.“ Dazu kommt eine weitere Fehlannahme, dass die Realität deterministisch sei.
Die reale Welt ist natürlich nicht ganz so sauber und simpel wie unser Gedankenexperiment. In der wirklichen Welt lassen Kunden sich nicht von ihren Lieferanten vorschreiben, was sie zu kaufen haben. Sie warten nicht ab mit dem Kauf von Q, weil wir erst die Nachfrage nach P vollständig erfüllen wollen (das Original P-Q Experiment). In der realen Welt ist es unwahrscheinlich, dass wir je das hypothetische Optimum erreichen. Dazu kommt vor allem, dass die wenigsten Unternehmen nur 2 Produkte verkaufen, sondern eher Hunderte, wenn nicht Tausende. Sie können also vergessen, tatsächlich je das Optimum zu erreichen.

ABER das bedeutet nicht, dass Sie Ihre Produktion nicht doch auf eine bessere Engpassausnutzung umstellen können.

In einem realen Beispiel entlastet ein Unternehmen z.B. seinen Techniker-Engpass, indem es die Herstellung standardisierter Produkte bevorzugt, die keine Technikerkapazität brauchen. Danach werden Produkte bevorzugt, die nur sehr wenig Techniker-Ressourcen benötigen. Der jährliche Umsatz war schon immer – und ist auch weiterhin – durch das Techniker-Team beschränkt. Doch dadurch, dass sie ihren Vertriebsschwerpunkt verlegt haben, konnten sie den maximal möglichen jährlichen Umsatz erhöhen und sind entsprechend rentabler geworden. Zusätzliche Umsätze können ohne zusätzliche Betriebskosten oder Technikerkapazitäten erzielt werden. Das einzige, was sich geändert hat, sind bedeutend höhere Umsätze jener Produkte, die den Engpass nicht oder kaum beanspruchen – ohne einen neuen (interaktiven) Engpass zu schaffen.
Ein weiteres Beispiel, wo „Durchsatz pro Engpasseinheit“ mithalf, zu entscheiden, was verkauft werden sollte, ist das Aramidfaser-Geschäft (Beispiele sind Kevlar^®, Twaron^®, Technora^®). Es gibt eine breite Palette an Aramidfasern mit unterschiedlichen Strukturen und Faserstärken (Decitex oder Gewicht pro 10.000 Meter). Nicht nur, dass es viele unterschiedliche Fasern gibt, sie werden zudem in sehr verschiedenen Anwendungen eingesetzt, wie Segeltuch, Seile, Filter, Reifen, Bremsen, Schutzkleidung (schusssichere Westen) usw. Die Preise der verschiedenen Anwendungen variieren, und natürlich ändert der Preis pro Gewichtseinheit je nach dem Decitex des Produktes. Da die diversen Anwendungen so unterschiedlich sind, sind die Vertriebs- und Marketing-Bereiche in Profitcenter unterteilt, die untereinander um Material konkurrieren. Dies ist alles kein Problem – bis das Werk ausverkauft ist und das Produkt den einzelnen Kunden (und Profitcentern) zugeteilt werden muss.

Nun kann ein Unternehmen „fair“ verteilen – jeder Bereich erhält die gleiche relative Menge „weniger“, als es Nachfrage hat; doch Kunden kommen dem schnell auf die Schliche und bestellen entsprechend mehr, um ihr eigenes Geschäft zu schützen. Der Aramid-Produzent kann sich auch seine Produktlinie ansehen und die Produkte mit dem höchsten Durchsatz pro Engpasseinheit bevorzugen. (Es kann gut sein, dass die vorteil- und nachteilhaftesten Produkte nicht die mit den höchsten oder niedrigsten Margen sind – sondern die, die die Maschinen am effektivsten ausnutzen.) Das Unternehmen kann die Situation auch ausnutzen, um den Kunden, die den niedrigsten Preis (in Durchsatz pro Engpasseinheit) bezahlen, die Preise zu erhöhen; dies wird entweder die Nachfrage mindern oder der Kunde erkennt, dass der höhere Preis gerechtfertigt ist.

In jedem Fall muss der Vertrieb die Situation in Bezug auf Durchsatz pro Engpasseinheit im Auge haben. Sie können nicht ganz so einfach einen Markt oder Kunden aufgeben oder Preise erhöhen, wie ich das hier beschrieben habe, doch haben sie ein Tool, um ihnen zu helfen, eine Entscheidung zu treffen: wohin sie ihren Vertrieb und ihre Preislegung fokussieren sollen, um den höchstmöglichen Gewinn für ihr Unternehmen herauszuschlagen.

Durchsatz pro Engpasseinheit ist ein Tool, um bei der Entscheidung zu helfen, was zu tun ist. Selbstverständlich fließen auch andere Aspekte in die Entscheidung ein – wie etwa die Gewichtung bestimmter Kunden. Wenn mehrere Profitcenter involviert sind, kann das Tool dabei helfen, zu entscheiden, welches davon bevorzugt beliefert werden soll.

Eli Schragenheims Bemühungen, ein Entscheidungs-Behelfstool zu entwickeln, sowie sein geplantes Buch zu Durchsatzwirtschaft wird möglicherweise das entscheidende Werkzeug für Geschäftsführer werden (siehe Fußnote).

Schlussfolgerungen

1. Die einfache Regel des Durchsatzes pro Engpasseinheit funktioniert nicht immer. Seien Sie daher sehr vorsichtig (überlegen Sie gut), wann Sie sie benutzen sollten.

2. Die Fünf-Fokus-Schritte sind weiterhin ein sehr guter Leitfaden, um ein Unternehmen zu führen. Die Geschäftsführung hat die Verantwortung, kritisch an Initiativen heranzugehen, um den Umsatz zu erhöhen oder den Betrieb zu verbessern.

3. Viele Unternehmen verschwenden im Endeffekt Geld, wenn sie versuchen, Kapazitäten aus Kostengründen auszugleichen. Die tatsächlich verlorenen Beträge zu bestimmen, ist dabei nicht leicht. Es ist einfacher, zu entscheiden, nur einen Engpass zu haben und wo dieser sein soll. Verlorener Umsatz, Durchsatz und Gewinn aufgrund ausgeglichener Kapazitäten übersteigen oft bei weitem jegliche Kostenersparungen, wenn dadurch ein neuer Engpass oder Flaschenhals im System geschaffen wird.

4. Durchsatz und Entscheidungen diesbezüglich sollten stets Vorrang haben vor Entscheidungen und Maßnahmen, um Bestände und/oder Kosten zu reduzieren. (Ein Unternehmen existiert, um Geld zu verdienen, nicht um Kosten zu sparen. Wenn Sie Kosten sparen wollen, gründen Sie kein Unternehmen!) Aber: auch wenn der Durchsatz Vorrang hat, bedeutet das nicht, dass Bestände und Betriebskosten unwichtig sind.

5. Die Überlegung, was verkauft werden soll (welche Produkte vom Vertrieb bevorzugt werden sollen) ist eine Diskussion, an der der Großteil des Unternehmens teilhaben sollte – angeleitet von Finanz und Controlling, mit dem Vertrieb und der Produktion als weiteren wichtigen Teilnehmern. Die Geschäftsführung sollte ebenfalls involviert sein – immerhin werden bei einer solchen Diskussion wesentliche Entscheidungen getroffen. Dazu müssen Szenarien erstellt werden, die auf Erfahrung, Wissen und Intuition über die einschränkenden Elemente beruhen, sowie die Tendenzen und Gelegenheiten in der Marktnachfrage. Derartige Szenarien können erstellt und miteinander verglichen werden (siehe Eli Schragenheims Arbeit mit seiner DSTOC-Software und Durchsatzwirtschaft).

6. Bislang haben wir Absatz- und Vertriebsplanung in diesem Artikel nicht erwähnt; doch wenn es sie in Ihrem Unternehmen gibt, dann ist dies eine gute Gelegenheit für derartige Diskussionen – sofern die relevanten Teilnehmer dabei sind, wie dies bei korrekter Planung der Fall sein sollte.

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Durchsatz = die Rate, mit der wir Geld verdienen = Umsatz minus total variable Kosten (meist nur Material).
Hier drei Artikel, um mehr über Eli Schragenheims Überlegungen und Arbeit in diesem Bereich zu erfahren:
1.) The Non-Linear Behavior of the Cost of  Capacity
2.) Is it really an  opportunity?
3.) The TOC Key Decisions Support  (DSTOC)