Materialflussanalyse

Eine Materialflussanalyse erfasst und bewertet die Transport-, Lager- und Handhabungsvorgänge in einem Werk: welches Material zwischen welchen Orten bewegt wird, in welcher Menge, über welche Wege und wie oft. Sie macht sichtbar, was im Betriebsalltag niemand am Stück sieht: Umwege, Kreuzungen, überlastete Gänge, Bereiche, die zu weit auseinanderliegen.

Zwei Größen tragen sie. Die Transportintensität ist die Häufigkeit beziehungsweise Menge der Transporte je Zeiteinheit; die Entfernung sagt, wie weit sie zurückgelegt werden. Das Produkt aus Intensität und Distanz beschreibt den Transportaufwand. Erst der macht ein Layout bewertbar: eine kleine Menge über einen langen Weg kann aufwendiger sein als eine große über einen kurzen. Wird statt der Menge die Masse gerechnet, spricht man von Transportleistung, üblicherweise in Tonnenkilometern.

Sie ist damit keine Momentaufnahme des Betriebs, sondern eine Aussage über seine Struktur: darüber, ob die Anordnung der Bereiche zu dem passt, was tatsächlich zwischen ihnen fließt.

Drei Dinge. Ein Layout mit den Orten, zwischen denen bewegt wird: Wareneingang, Lager, Fertigungsbereiche, Montage, Versand. Ein Wegenetz, also die Gänge und Fahrwege, die tatsächlich befahrbar sind. Und eine Transportmatrix: je Zeile eine Quelle, eine Senke und eine Menge für einen Zeitraum.

Optional, aber lohnend: Material, Ladungsträger, Transportart und die Kapazität je Ladungsträger. Erst damit werden aus Mengen Fahrten. Und Fahrten sind es, die Personal, Stapler und Gangbreite belasten, nicht Stückzahlen.

Der häufigste Stolperstein ist das Wegenetz. Mengen liegen fast immer irgendwo vor; die Wege liegen selten vor. Wer sie weglässt, rechnet mit Luftlinie. Die unterschätzt jede reale Strecke, weil sie durch Wände, Regale und Maschinen hindurchgeht.

1. Abgrenzen. Welcher Bereich, welcher Zeitraum, welche Materialien. Entscheidend ist keine Mindestdauer, sondern ein repräsentativer Zeitraum: einer, der den Normalbetrieb abbildet, ohne Betriebsferien und ohne die Woche vor dem Jahresabschluss.

2. Daten erheben. Bewegungsdaten aus ERP, PPS, BDE, Lagerverwaltung oder Tracking-Systemen; in der Praxis werden mehrere Quellen zusammengeführt. Wo es keine gibt, hilft eine manuelle Erhebung über einen begrenzten Zeitraum. Sie hat den Nachteil, dass sie den Zeitraum abbildet, in dem beobachtet wurde.

3. Layout und Wege aufnehmen. Der Grundriss mit den Orten, dazu das Wegenetz. Beides muss denselben Maßstab haben wie die Wirklichkeit, sonst stimmen alle Meter darunter nicht.

4. Auswerten. Mengen auf Wege legen und ansehen, wo sich etwas häuft. Das ist der Schritt, den dieses Werkzeug übernimmt.

5. Bewerten und ableiten. Eine Auswertung ist noch keine Maßnahme. Der Schritt vom Bild zur Entscheidung, also Bereich verlegen, Weg öffnen oder Prozess ändern, bleibt Ingenieursarbeit und lässt sich nicht rechnen.

Methodische Grundlagen für Materialflussuntersuchungen beschreibt unter anderem die VDI 2689 „Leitfaden für Materialflussuntersuchungen" (Ausgabe 2019-02); für die Materialflussplanung ist zusätzlich VDI 2498 Blatt 1 einschlägig. Beides sind Richtlinien, keine Normen. Das Vorgehen hier folgt ihnen nicht Schritt für Schritt.

Vier Darstellungen sind üblich, und jede beantwortet eine andere Frage. Sie ersetzen einander nicht.

Die Heatmap beantwortet „wo". Sie färbt Orte und Wege nach Belastung und zeigt auf einen Blick, wo sich Umschlag und Verkehr häufen.

Das Spaghetti-Diagramm beantwortet „wie". Jede Transportbeziehung wird zu einer eigenen Linie; Knäuel und Kreuzungen sind dort keine Metapher, sondern das Bild selbst.

Das Sankey-Diagramm beantwortet „wie viel". Die Breite eines Bandes ist die Menge, und damit werden Haupt- und Nebenströme vergleichbar, ohne dass man Zahlen nebeneinanderlegen muss.

Die Routenauswertung beantwortet „wie weit". Sie gibt je Beziehung die tatsächlich gefahrenen Meter aus, die Grundlage für jede Aussage über Aufwand.

Ein nicht repräsentativer Zeitraum. Eine Analyse über zwei Wochen im Sommerloch beschreibt das Sommerloch. Der Zeitraum entscheidet über alles, was danach kommt, und er wird am seltensten begründet.

Luftlinie statt Wegenetz. Der Fehler ist nicht gleichmäßig verteilt: er trifft die Beziehungen am härtesten, die um ein Hindernis herum müssen, und genau die sind die interessanten.

Mengen ohne Ladungsträger. Zehntausend Schrauben und zehntausend Motorblöcke sind dieselbe Zahl und nicht dieselbe Belastung. Ohne Ladungsträger und Kapazität misst man Stückzahlen und nennt es Verkehr.

Zu grobe Orte. „Fertigung" als ein Punkt verbirgt jeden Weg innerhalb der Fertigung. Die Auflösung der Orte ist die Obergrenze dessen, was die Analyse überhaupt zeigen kann.

Vergessene Leerfahrten. In einer aus ERP- oder Materialbuchungsdaten erzeugten Von-Nach-Matrix fehlen sie häufig: wo kein Material bewegt wird, wird auch nichts gebucht. In Telematik-, FTS- oder Fahrzeugsteuerungsdaten stehen sie dagegen oft sehr wohl. Sie sind also ergänzend zu ermitteln, zu beobachten oder, wo solche Daten fehlen, abzuschätzen.

Eine Materialflussanalyse zeigt Struktur, nicht Zeitverhalten. Sie beantwortet, ob die Anordnung zum Fluss passt. Sie beantwortet nicht, ob sich an einer Engstelle um 9:40 Uhr ein Stau bildet, wie groß ein Puffer sein muss oder wie sich eine Störung fortpflanzt. Dafür braucht es eine Ablaufsimulation.

Sie ist außerdem keine Vermessung und keine Freigabe. Die berechneten Meter sind so genau wie der Grundriss, aus dem sie stammen, und ein Ergebnis ersetzt weder eine technische Prüfung noch eine Entscheidung.

Das ist keine Einschränkung, die man kleinreden sollte. Eine Analyse, die mehr verspricht, als sie tragen kann, wird beim ersten Widerspruch aus dem Betrieb verworfen, mitsamt dem, was an ihr richtig war.