Aufbau und Umsetzung einer Lernfabrik
Produktionsnahe Lean-Weiterbildung in der Prozess- und Pharmaindustrie

Stefan Doch, Sara Merker, ITCL GmbH, Berlin, Frank Straube und Daniel Roy, TU Berlin

Für eine nachhaltige Realisierung effizienter Prozesse bedarf es einer Organisationskultur, durch die eine fortwährende Optimierung sichergestellt wird. Zur Erreichung dieser operativen Exzellenz sind die Fähigkeiten der Mitarbeiter im Hinblick auf die Identifizierung und aktive Förderung von Verbesserungen zu entwickeln. Die Ideen und Methoden des Lean Managements müssen dazu auf allen Hierarchieebenen verinnerlicht werden (Lean Thinking). Als geeignete Plattform für die Unterstützung dieses Transformationsprozesses haben sich vielfach Lernfabriken erwiesen. Für den Standort Deutschland wurde nun erstmalig dieses Konzept auf die Prozessindustrie mit ihren besonderen Anforderungen übertragen und in einem Pharmaunternehmen realisiert. Die Schritte zur Planung und Umsetzung dieser industriespezifischen Lernfabrik werden mit den identifizierten Erfolgsfaktoren im vorliegenden Beitrag dargestellt.

Lernfabriken sind erlebnisorientierte Lernumgebungen, die reale Betriebsabläufe in vereinfachter, abstrahierter Form – einschließlich der Produkte, Prozesse und Ressourcen, wie Betriebsmittel und Produktionsanlagen – enthalten [1]. Durch die Verbindung von didaktischen Konzepten mit praktischen Elementen [2] wird eine umfassende Informationsaufnahme der Lernteilnehmer gewährleistet und die Erinnerungsrate erhöht. Das Erlernte wird hierbei von der abstrahierten Lernumgebung auf die realen Bedingungen transferiert und bei zukünftigen Arbeitshandlungen umgesetzt. Lernfabriken bieten demnach eine hohe Effektivität, Effizienz und Nachhaltigkeit bei der Vermittlung von Wissen, Kompetenzen und Qualifikationen [3]. 

Die vorhandenen Lernfabriken differieren in ihren Themenschwerpunkten und Zielstellungen. Grundsätzlich ist eine Unterscheidung in Lernfabriken zur Ausprägung manueller Fähigkeiten und zur Entwicklung spezifischer Soft Skills möglich. Letztgenanntes inkludiert das Training von Mitarbeitern zur permanenten Optimierung von Prozessen mit dem Ziel der Realisierung einer Operational Excellence (OE). Obgleich im Rahmen dieses Themenfelds eine interindustrielle Übertragung von Lehrinhalten möglich ist, besteht bei den Unternehmen die Nachfrage zur Berücksichtigung ihrer Branchenspezifika in der Lernumgebung [4]. Die zumeist auf die Automobilindustrie und die Optimierung von Montageprozessen ausgerichteten Lernfabriken können die Bedürfnisse und Anforderungen anderer Industriebereiche dabei nicht adäquat abbilden [5]. 

 


Bild 1: Konzept einer Lernfabrik.
 

Für die Unternehmen der Prozessindustrie, wie Lebensmittelhersteller, Pharma- und Chemieunternehmen, bestehen bisher in Deutschland keine maßgeschneiderten Lernkonzepte dieser Art. Aufgrund des anhaltenden Wettbewerbsdrucks forcieren jedoch Unternehmen dieses Industriebereiches vermehrt Maßnahmen zur Effizienzsteigerung. Bedeutende Stellhebel sind hierbei die Produktionskosten, die einerseits einen hohen Anteil an den Gesamtkosten und andererseits ein hohes Einsparpotenzial in der Prozessindustrie aufweisen. Dieses Potenzial wird für die Pharmaindustrie auf durchschnittlich 16 % beziffert [6]. 

Zur Unterstützung der Unternehmen aus der Prozessindustrie bei der nachhaltigen Umsetzung ihrer OE-Strategie und der damit einhergehenden Kostenreduktion wurde erstmalig in Deutschland eine Lernfabrik für diesen Industriebereich entwickelt. Dieses Vorhaben wurde unter Beteiligung mehrerer Fachgebiete der Technischen Universität Berlin (Montagetechnik und Fabrikbetrieb, Qualitätswissenschaft sowie Logistik) und der aus der TU Berlin heraus entstandenen International Transfer Center for Logistics (ITCL) GmbH in Kooperation mit einem führenden Pharmaunternehmen realisiert. In der Lernfabrik finden Weiterbildungen zum Lean Management unter der Berücksichtigung industrie- und unternehmensspezifischer Faktoren mit Fokus auf die Pharmaindustrie statt.


Nutzen industriespezifischer Lernfabriken

Die individuellen Anforderungen der Prozessindustrie ergeben sich in erster Linie aus den einzuhaltenden Vorschriften. Wesentliche Richtlinien für die pharmazeutischen Unternehmen sind die Good Manufacturing Practice (GMP), in welcher Vorgaben zur Herstellung der Arzneimittel und Wirkstoffe festgelegt sind, sowie die Good Distribution Practice (GDP) [7, 8]. 

Neben der Berücksichtigung dieser regulatorischen Vorgaben stellt das Lernen und Experimentieren in einem realitätsnahen, industriespezifischen Umfeld besonders für den Transformationsprozess vom Training zur Umsetzung am eigenen Arbeitsplatz einen erfolgskritischen Faktor dar. Der Wiedererkennungswert der eigenen, pharmaspezifischen Umgebung und Prozesse ist in der Lernfabrik sehr ausgeprägt, wodurch ein stärkerer Bezug zum eigenen Arbeitsplatz hergestellt wird. 

Lernfabriken zur Vermittlung von Lean-Kompetenzen leisten einen wesentlichen Beitrag zur Umsetzung des Change-Prozesses in Unternehmen hin zu einer Kultur der Operational Excellence. Die teilnehmenden Mitarbeiter verinnerlichen hierbei den Gedanken der kontinuierlichen Verbesserung. Durch die industriebereichsspezifische Gestaltung erhalten sie einen umfassenden Einblick in die Gesamtheit der Unternehmensprozesse, sodass die Motivation zur Erarbeitung ganzheitlicher Optimierungen gesteigert wird.

Neben diesen strategischen Effekten liegen die Vorteile einer Lernfabrik auch auf operativer Ebene. Besonders vorteilhaft bei der Nutzung dieses Weiterbildungskonzepts ist das praxisnahe, erlebnisorientierte Lernen. Durch die praktischen Fallbeispiele werden theoretische Schulungen optimal ergänzt. Die Mitarbeiter lernen in Prozessen und Zusammenhängen zu denken, können die Anwendung der erlernten Werkzeuge und Methoden in der realitätsnahen Produktionsumgebung erproben und direkt die Auswirkungen ihres Handelns erleben. Durch diese aktive Teil- und Einflussnahme wird das Mitdenken der Mitarbeiter gefördert und die Erinnerungsrate des Erlernten im Vergleich zur Aneignung von Wissen mittels Bücher oder Präsentationen erheblich gesteigert. 

 


Bild 2: Entwicklungsschritte zum Aufbau einer Lernfabrik.
 


Vorgehen zum Aufbau einer Lernfabrik 

Der Aufbau einer Lernfabrik vollzieht sich in den drei Entwicklungsschritten „Bedarfsanalyse“, „Konzeption“ sowie „Ausgestaltung und Umsetzung“. Die Ausprägung dieser Schritte ist für die Realisierung einer industriespezifischen Lernfabrik im Folgenden beschrieben.

In der Bedarfsanalyse werden zunächst die Wertschöpfungsprozesse einschließlich der Produkt- bzw. Produktionsvarianten in dem betreffenden Industriebereich untersucht. Es erfolgt eine Determinierung des Betrachtungsumfangs, welcher ebenfalls Logistik- und Informationsprozesse sowie weitere Schnittstellen umfassen kann. Auf Grundlage dieser Ergebnisse wird der gewählte Wertschöpfungsprozess abstrahiert und eine vereinfachte Form als repräsentativer Industrieprozess zur Darstellung in der Lernfabrik abgeleitet. Hierbei sollen Praxisbeispiele als Grundlage für die theoretische Auseinandersetzung dienen und unbewusst ablaufende Prozesse aus der täglichen Arbeit mittels systematischer Aufbereitungsphasen bewusst gemacht werden. Anschließend werden die Weiterbildungsziele der Lernfabrik definiert sowie die mit ihnen verbundenen und zu vermittelnden Kompetenzen abgeleitet. Im Falle des Aufbaus einer unternehmensindividuellen Lernfabrik erfolgt eine Zuordnung der abgeleiteten Kompetenzen zu den von der Fachabteilung des betreffenden Unternehmens bereitgestellten Job-Profilen und Qualifikationsmatrizen. Die dargestellten Job-Profile ermöglichen so die Konkretisierung der Zielgruppen der Lernfabrik. Aus den festgelegten Weiterbildungszielen und Kompetenzen sowie dem repräsentativen Wertschöpfungsprozess kann die zur Abbildung benötigte Infrastruktur für die Lernfabrik abgeleitet werden. Als Abschluss der Bedarfsanalyse erfolgen Überlegungen zum grundlegenden Aufbau und Zuschnitt der Trainingsmodule. 

In der an die Bedarfsanalyse anschließenden Konzeptionsphase werden die festgelegten Trainingsmodule inhaltlich konzipiert. Auf Basis des Modulzuschnitts erfolgt zudem die Bestimmung der Lehrmethoden. Dabei sollte ein sinnvoller Mix didaktischer Konzepte entsprechend der zu vermittelnden Inhalte Anwendung finden, welcher die Erreichung der Weiterbildungsziele bestmöglich unterstützt. Neben Basismethoden, wie Frontalunterricht, sollten besonders interaktive Methoden, wie Beobachtungen, Simulationen und Rollenspiele, genutzt werden. Die getroffenen Entscheidungen zu den Trainingsmodulen werden in standardisierten Modulsteckbriefen festgehalten, die als Grundlage für die Ausgestaltung bzw. Durchführung der Trainings dienen. Wesentliche Inhalte der Modulsteckbriefe sind die Beschreibung des inhaltlichen Aufbaus und der zu nutzenden Lehrmethoden, die Zielgruppe und die angesprochenen Kompetenzen sowie die Qualifikationsanforderungen an Trainer und Referenten. 

Der dritte Schritt des Vorgehens umfasst die Ausgestaltung und Umsetzung der Trainings in der Lernfabrik. Zunächst wird auf Basis der erarbeiteten Modulsteckbriefe die Konkretisierung der Trainingsmodule vorgenommen, d. h. es werden die Tagesabläufe, Schulungsunterlagen und Übungsabläufe (z. B. Regieanweisungen bei interaktiven Übungen) erarbeitet. Die konzipierten Trainings werden anschließend einem internen Review unterzogen und gegebenenfalls mit Anpassungen versehen und freigegeben. Anschließend sollte ein Pretest mit ausgewählten Fachexperten des Industriebereichs respektive Unternehmens erfolgen, um weitere inhaltliche und didaktische Änderungsbedarfe einzuarbeiten. Für den Übergang in den Trainingsbetrieb müssen zudem Festlegungen zur Durchführung der Trainings getroffen werden. Dabei sind unterschiedliche Trainerkonstellationen denkbar: von einer internen Durchführung durch eigene Trainer über kooperative Durchführungen von Unternehmen und Wissenschaft bis hin zu einer externen Durchführung durch externe Trainer. Im anschließenden Betrieb sollten weitere Bewertungen durch die Teilnehmer stattfinden (z. B. mithilfe von Feedback-Bögen), um die Trainings weiter optimieren zu können.


Umsetzung einer Lernfabrik in der Pharmaindustrie 

Die von den Wissenschaftspartnern aus Qualität, Produktion und Logistik, der ITCL GmbH sowie dem Unternehmen der Pharmaindustrie entwickelte Lernfabrik wurde in den Räumlichkeiten des Unternehmens realisiert. Das gemeinsam ausgearbeitete Trainingskonzept sieht eine Weiterbildung der Mitarbeiter über mehrere Hierarchieebenen im Bereich Lean Management vor. 

Entsprechend des beschriebenen Vorgehens zum Aufbau einer industriespezifischen Lernfabrik wurden die Entwicklungsschritte um unternehmensbezogene Anforderungen ergänzt. Im ersten Schritt erfolgten die Aufnahme der Varianten des Wertschöpfungsprozesses in dem betreffenden Unternehmen und die Evaluierung hinsichtlich ihrer Eignung für die Darstellung in der Lernfabrik. Als repräsentativer Prozess wurde die Tablettenfertigung (Solida) gewählt und entsprechend abstrahiert. Der Prozessumfang wurde vom Einwiegen der Wirkstoffe bis zum Verpacken der Tabletten abgegrenzt. Die einzelnen Produktionsschritte des abstrahierten Prozesses wurden mit entsprechenden Anlagen zur Schaffung einer realitätsnahen Trainingsumgebung in der Lernfabrik umgesetzt. Um die sinnvolle Integration des Konzepts in die Weiterbildungsstrategie des Pharmaunternehmens zu gewährleisten, erfolgte ein Abgleich der festgelegten Weiterbildungsziele mit der OE-Strategie. Beim Festlegen der Trainingsmodule wurden mit Produktionsmitarbeitern, dem Linienmanagement und dem betrieblichen Management drei Zielgruppen identifiziert, die jeweils entsprechend der Hierarchieebene unterschiedliche Lernziele verfolgen. 

 


Bild 3: Ermittelte Erfolgsfaktoren beim Aufbau
und bei der Umsetzung einer Lernfabrik.

Die von den Projektpartnern konzeptionierte Lernfabrik sieht ein interaktives Lean-Training mit einer Kombination von Theorie- und Praxiselementen vor. Das didaktische Konzept ist so aufgebaut, dass zu jedem Themengebiet zunächst die Beobachtung einer verbesserungswürdigen Situation in der Lernfabrik stattfindet. Statisten stellen hierbei Prozesse und Tätigkeiten dar, die die Teilnehmer beobachten und bewerten sollen. Anschließend erfolgt eine prägnante Vermittlung der Theorie zu einem auf die Situation bezogenen Themengebiet im Seminarraum. In der folgenden unternehmensspezifischen Praxisübung haben die Teilnehmer die Möglichkeit, das zuvor im Theorieblock erlernte Wissen anzuwenden, indem sie die vorher beobachtete Situation optimieren. Durch die aktive Beteiligung der Teilnehmer wird deren Motivation gesteigert und erste Selbsterkenntnisse stellen sich ein. Die direkte Anwendung der erlernten Theorie erleichtert das Verständnis, erlaubt eine Vertiefung der erlernten Inhalte und ermöglicht somit den leichteren Transfer in das eigene Arbeitsumfeld. 

Für das Trainingsangebot wurden sieben Themengebiete mit Bezug zum Lean Management identifiziert, die in 2,5 Tagen mit dem genannten didaktischen Konzept vermittelt werden. Für jedes Themengebiet wurde die jeweils sinnvollste interaktive Lehrmethode zur Durchführung der praktischen Übung gewählt. Demnach erfolgen beispielsweise die Übungen zur Durchführung von Performance Dialogen im Rahmen von Rollenspielen unter Zuhilfenahme von Teamboards, welche in dieser Form ebenfalls im realen Arbeitsumfeld genutzt werden. Dabei nimmt ein Teilnehmer die Rolle des Meisters ein und soll eine Konfliktsituation mit seinem Team, das durch Rollenkarten instruiert wird, konstruktiv lösen. Das Training wurde in einem Pretest mit den OE-Beauftragten und Lean-Experten des Unternehmens getestet und entsprechend der unternehmensseitigen Anregungen adaptiert. Im regulären Betrieb wird das Lean-Training von zwei Trainern durchgeführt – ein Mitarbeiter der OE-Abteilung des Pharmaunternehmens sowie ein Mitglied des Projektteams. Durch dieses Trainer-Tandem wird sichergestellt, dass einerseits der Bezug zum alltäglichen Geschäft des Unternehmens hergestellt wird und andererseits neue, unternehmensunabhängige Einflüsse sowie interessante Beispiele aus anderen Branchen eingebracht werden. Die Gruppengröße bewegt sich zwischen 10 bis 20 Teilnehmern, wobei es sich um interdisziplinär gemischte Gruppen handelt. Zur Bewertung der Nachhaltigkeit der Trainings ist die Einführung eines Wissenstests geplant. Des Weiteren soll die Umsetzung von Lean Projekten am eigenen Arbeitsplatz durch die Teilnehmer erfolgen.


Erfolgsfaktoren 

Die von dem Projektteam anvisierte Industriespezifität der Lernfabrik hat sich als bedeutender Erfolgsfaktor herausgestellt. Aufgrund der Kenntnis über Produkte und Abläufe können sich die Teilnehmer besser mit dieser Umgebung identifizieren als unter industriefremden Rahmenbedingungen. Hierdurch wird der Transfer des Erlernten in den eigenen Arbeitsbereich erheblich erleichtert. Bei der Konzeption der Lernfabrik hat sich zudem gezeigt, dass die Durchführung eines Pretests für die Finalisierung der Trainingsmodule sehr hilfreich ist. Zudem fördert dies die Akzeptanz und Verbreitung der Lernfabrik innerhalb des Unternehmens. Aufgrund der vertikalen und horizontalen Heterogenität der Trainingsgruppen wurde festgestellt, dass vor allem die Verwendung adäquater Lehrmethoden für die jeweiligen Inhalte und Zielgruppen einen wichtigen Faktor darstellt. Infolge der zielgruppenorientierten Individualisierung kann die Effektivität dieses Lernkonzepts für alle Hierarchieebenen sichergestellt werden.

Das Konzept sieht vor, dass die Teilnehmer in der realisierten Lernumgebung nicht direkt in der nachgestellten Produktion mitarbeiten, vielmehr führen Statisten diese Tätigkeiten unter Anleitung aus. Besonders hervorzuheben ist dabei die Bedeutung der interaktiven Durchführung des Trainings. Die aktive Einbindung der Teilnehmer, sowohl in den Theorieeinheiten als auch in den Praxisübungen, ist notwendig, um die Erinnerungsrate zu steigern und stößt bei den Teilnehmern auf positive Resonanz. Ferner besteht hierbei das Ziel, die Teilnehmer als Multiplikatoren für die unternehmensweite Verbreitung des Lean-Gedankens zu gewinnen, um so das Lean Thinking nachhaltig in der Unternehmenskultur zu verankern.

 

 

Schlüsselwörter:

Lernfabrik, Lean Management, Pharmaindustrie, Operational Excellence, Weiterbildung

Literatur:

[1] Wagner, U.; AlGeddawy, T.; ElMaraghy, H.; Müller, E.: The State-of-the-Art and Prospects of Learning Factories. In: Procedia CIRP (2012) 3, S. 109-114.
[2] ElMaraghy, H.; AlGeddawy, T.; Azab, A.; ElMaraghy, W.: Change in Manufacturing – Research and Industrial Challenges. In: ElMaraghy, H. (Hrsg): Enabling Manufacturing Competitiveness and Economic Sustainability. Berlin Heidelberg 2012.
[3] Abele, E.; Tenberg, R.; Wenemer, J.; Cachay, J.: Kompetenzentwicklung in Lernfabriken für die Produktion. In: Zeitschrift für Wirtschaftlichen Fabrikbetrieb ZWF (2010) 10, Band 105, S. 909-913.
[4] Dinkelmann, M.; Siegert, J.; Bauernhansl, T.: Change Management through Learning Factories. In: Zaeh, M. F. (Hrsg): Enabling Manufacturing Competitiveness and Economic Sustainability. München 2014.
[5] Wüst, F.: Operational Excellence (OPEX) in der pharmazeutischen Industrie: Lernfabriken schaffen das ideale Trainingsumfeld. In: Swiss Pharma 33 (2011) 1-2, S. 5-11.
[6] Scheuermann, A.: Messlatte „Lean Production“. In: Pharma+Food (2005) 5, S. 8-10.
[7] European Commission (Hrsg): EudraLex Volume 4 Good manufacturing practice (GMP) Guidelines. URL: http://ec.europa.eu/health/documents/eudralex/vol-4/index_en.htm, Abrufdatum 08.01.2015.
[8] European Commission (Hrsg): Good Distribution Practice. URL: http://ec.europa.eu/health/human-use/good_distribution_practice/index_en..., Abrufdatum 08.01.2015.