Work in Progress (WIP): Definition & Optimierung

Work in Progress (WIP): Bedeutung

Work in Progress heißt übersetzt „in Arbeit“ oder „in Bearbeitung“ und wird mit WIP abgekürzt. In der Fertigung bezeichnet WIP den Umlaufbestand: Material, Baugruppen und Aufträge, die die Produktion begonnen, aber noch nicht abgeschlossen hat. Sie sind kein Rohmaterial mehr und noch keine Fertigware.

Im Englischen steht dafür auch „work in process“. In der Fertigung ist damit dasselbe gemeint. Die Wendung „in progress“ allein beschreibt dagegen nur einen Zustand. WIP ist in der Produktion eine Bestandsgröße, die man zählen, bewerten und begrenzen kann.

WIP in vier Zusammenhängen

Wer „WIP“ liest, muss zuerst klären, wer schreibt. Dasselbe Kürzel steht für vier verschiedene Dinge, und sie werden in verschiedenen Einheiten gemessen.

Für die Steuerung einer Fertigung zählt die zweite Zeile. Der Euro-Wert aus der Bilanz sagt nicht, an welchem Arbeitsgang das Material liegt, und die Stückzahl je Arbeitsgang sagt nicht, was es kostet. Der Euro-Wert kommt aus dem ERP, die Stückzahl je Arbeitsgang aus den Rückmeldungen der Fertigung.

Warum WIP die Durchlaufzeit bestimmt

Den Zusammenhang zwischen Bestand, Durchsatz und Durchlaufzeit hat John D. C. Little 1961 in der Zeitschrift Operations Research bewiesen. Für ein System mit stabilen Mittelwerten gilt L = λW: L ist die mittlere Anzahl Einheiten im System, λ die mittlere Ankunftsrate und W die mittlere Verweildauer. In der Fertigung schreibt man das meist als Durchlaufzeit = WIP ÷ Durchsatz.

Beispiel: Eine Fertigung hat 500 Bauteile im Umlauf und liefert 100 Bauteile am Tag aus. Die mittlere Durchlaufzeit beträgt 500 ÷ 100 = 5 Tage. Steigt der Umlaufbestand bei gleichem Durchsatz auf 800 Bauteile, sind es 8 Tage. Keine Maschine ist ausgefallen, und trotzdem kommt jeder Auftrag drei Tage später beim Kunden an, und drei Tage mehr Material sind gebunden.

WIP je Arbeitsgang: wo die Tage verloren gehen

Die Summe über die ganze Fertigung zeigt nur, dass es zu viel ist. Wo es zu viel ist, zeigt erst die Aufteilung je Arbeitsgang. Weil in einer Linie im Mittel überall derselbe Durchsatz ankommt, lässt sich Littles Gleichung auf jeden Arbeitsgang einzeln anwenden. Sie liefert die Verweilzeit am Arbeitsgang, also Bearbeitung und Warten zusammen.

Beispiel einer Wellenfertigung mit einem Durchsatz von 50 Wellen am Tag (konstruierte Zahlen):

(Die Anteile sind gerundet.) Mehr als die Hälfte der neun Tage liegt vor und in der Härterei. Wer dort die Losgröße oder die Abholung ändert, verkürzt die Durchlaufzeit stärker als mit jeder Beschleunigung an Drehmaschine oder Montageplatz.

Der Mittelwert verdeckt noch etwas: das Alter der einzelnen Lose. Fünf Tage Verweilzeit im Mittel können heißen, dass alle Lose fünf Tage warten, oder dass die meisten nach einem Tag weiterlaufen und einige Lose seit Wochen stehen, etwa wegen fehlenden Materials, offener Nacharbeit oder einer gesperrten Prüfung. Deshalb lohnt neben der Summe eine Liste der Lose, die länger als die doppelte mittlere Verweilzeit an einem Arbeitsgang stehen. Solche Lose binden Kapital, und sie werden oft erst bei der Inventur gefunden.

Wo WIP entsteht und wie man ihn begrenzt

WIP baut sich auf, wenn Arbeitsgänge unterschiedlich schnell sind oder Störungen Puffer erzwingen.

Zwei Verfahren begrenzen den Bestand. Kanban setzt zwischen zwei Arbeitsgängen eine feste Zahl an Karten oder Behältern. Ist sie erreicht, produziert der vorgelagerte Schritt nicht weiter. CONWIP (Constant Work in Process) setzt eine einzige Obergrenze für einen ganzen Bereich: Ein neuer Auftrag wird erst freigegeben, wenn ein fertiger den Bereich verlässt. Bei vielen Varianten ist CONWIP einfacher zu führen, weil keine Karten je Teilenummer gepflegt werden müssen.

Typische Fehler beim WIP-Management in der Fertigung

WIP nur in Euro betrachten. Der Bilanzwert ist für den Abschluss nötig, für die Steuerung aber zu grob. Steuern lässt sich nur, was je Arbeitsgang in Stück und Liegezeit sichtbar ist.

WIP abbauen, ohne den Engpass zu kennen. Der Bestand vor einem Engpass schützt ihn vor Leerlauf. Wer diesen Puffer abbaut, verliert Ausbringung an der teuersten Stelle. Die Reihenfolge ist: Engpass finden, Engpass entlasten, dann die Puffer davor verkleinern.

Puffer aus instabilen Prozessen für ein WIP-Problem halten. Liegt dauerhaft viel Material in der Halle, weil Anlagen unzuverlässig laufen, ist das ein Verfügbarkeits- oder Qualitätsproblem. Wer Verfügbarkeit und Ausschuss je Anlage nicht kennt, kann kein belastbares WIP-Limit setzen.

Das Limit auf einmal zu niedrig setzen. Zu wenig Bestand vor dem Engpass kostet ebenfalls, nämlich Ausbringung am Engpass. Die passende Obergrenze findet man schrittweise: Limit senken, Ausbringung am Engpass messen, erst bei stabilem Ergebnis weiter senken.

WIP in Tagen und in Euro ausdrücken

Für den Vergleich zwischen Werken oder Monaten lässt sich der Bestand in Tage umrechnen: WIP-Wert geteilt durch die mittleren Herstellkosten je Tag. Beispiel: 800.000 Euro WIP bei 100.000 Euro Herstellkosten je Tag ergeben 8 WIP-Tage. Einen seriösen Branchenwert gibt es dafür nicht, weil Fertigungstyp, Losgröße und Variantenzahl zu verschieden sind. Aussagekräftig ist der eigene Wert im Zeitverlauf und der Vergleich zwischen eigenen Werken.

Wie ein MES den Umlaufbestand sichtbar macht

Ohne Rückmeldungen aus der Fertigung bleibt WIP eine Stichtagszahl aus der Inventur. Ein MES erfasst, wann ein Auftrag an welchem Arbeitsgang gestartet, unterbrochen und beendet wird. Damit wird aus der Stichtagszahl eine laufende Größe je Arbeitsgang.

In SYMESTIC kommen Aufträge aus dem ERP oder werden direkt angelegt. Werker starten, pausieren und beenden sie am Arbeitsplatz, und Status und aktueller Arbeitsgang jedes Auftrags sind live sichtbar. So erkennen Sie, welche Aufträge begonnen und nicht abgeschlossen sind und an welchem Arbeitsgang sie stehen. Wie das an Ihrer eigenen Fertigungssteuerung aussieht, zeigt eine kostenlose Live-Demo am eigenen Anwendungsfall.

Quellen

• Little, John D. C.: A Proof for the Queuing Formula: L = λW, Operations Research 9 (3), 1961
• Bundesministerium der Justiz: Handelsgesetzbuch, § 266 Gliederung der Bilanz