Value Stream Mapping (VSM)

Ziel

Die Wertstromanalyse verschafft einem funktionsübergreifenden Team ein gemeinsames, belegtes Bild eines Ende-zu-Ende-Flusses, damit es sieht, wo Zeit und Wert verloren gehen, sich über die Verschwendung einigt und einen schlankeren Soll-Zustand entwirft, dessen Gewinne sich planen und messen lassen. Sie beantwortet eine Frage, die lokale Messungen offenlassen: Warum braucht eine einfache Anfrage Tage bis zum Abschluss, während die eigentliche Arbeit in wenige Minuten passt. Der Befund ergibt sich aus dem Vergleich zwischen der Zeit, die darauf verwendet wird, die Anfrage voranzubringen, und der Zeit, die sie zwischen den Schritten wartend verbringt.

Das Ergebnis ist ein Satz aus zwei Karten und einer Liste. Die Karte des Ist-Zustands zeichnet den Fluss, wie er tatsächlich läuft, mit seinen erhobenen Dauern. Die Karte des Soll-Zustands leitet sich daraus ab, nachdem die vermeidbare Verschwendung entfernt wurde, und wird zum Ziel der Verbesserungsinitiative. Zwischen beiden werden die zu bearbeitenden Bereiche auf der Ist-Karte als Kaizen-Blitze markiert, jeder mit einer Verbesserungsmassnahme versehen, und diese Liste bringt den Arbeitsplan in Gang.

Einsatz

Wann einsetzen

• Die Ende-zu-Ende-Durchlaufzeit beherrscht das Problem: Der Fluss durchquert mehrere Rollen oder Einheiten, und es ist die Gesamtzeit, die kostet.
• Bestehender, wiederholbarer Prozess: einen Fluss verbessern, dessen Ist-Zustand sich an realen Fällen beobachten oder schätzen lässt.
• Team auf die Verschwendung ausrichten: eine gemeinsame visuelle Sprache für Fach- und Technikteams schaffen, bevor die Lösung entworfen wird.
• Ist- und Soll-Zustand vergleichen: die Lücke zwischen dem laufenden Prozess und seinem schlankeren Ziel beziffern, um eine Initiative zu begründen.
• Entwicklungsfluss verkürzen: den Weg von der Entdeckung einer Lösung bis zu ihrer Produktivsetzung abbilden, um die Lieferzeit zu verkürzen.

Wann nicht einsetzen

• Wissensbasierte oder nicht wiederholbare Arbeit (Forschung, Kreation, Entscheidung): Der Fluss wiederholt sich nicht und die Karte lügt, besser eine qualitative Ursachenanalyse.
• Ein einzelner, lokal begrenzter Schritt ist schuld: den ganzen Fluss abzubilden kostet zu viel, den Schritt mit einer Ursachenanalyse ins Visier nehmen.
• Kontinuierliche, inkrementelle Verbesserung gesucht: die punktuelle Neugestaltung des VSM passt schlecht zum kontinuierlichen Pull, besser Flusskennzahlen und ein Kanban-Board.

Beschreibung

Die Wertstromanalyse ist eine der Methoden der Prozessanalyse, neben dem SIPOC, das den Überblick auf einer Seite liefert. Der BABOK (§10.34) reiht sie unter die Lean-Methoden zur Analyse eines Flusses ein, geerbt aus Werkstatt und Lieferkette, wo man ein Produkt von Lieferant zu Lieferant verfolgt und an jedem Schritt die Wartezeit der Bearbeitungszeit gegenüberstellt. Die Agile Extension (§7.23) hebt dieselbe Karte auf eine höhere Ebene: Dort ist der Wertstrom der Kreislauf von Material und Information, der nötig ist, um eine Lösung zum Kunden zu bringen, der Wert liest sich über die gesamte Kundenerfahrung, und die Verschwendung, die zählt, ist die Verzögerung zwischen den Schritten und zwischen den Initiativen. Es ist dieselbe Technik, angewandt einmal auf eine Werkstatt, einmal auf eine Software-Lieferkette.

Der Wertstrom und die zwei Karten

Eine Analyse verläuft stets in zwei Zügen, und ihre Reihenfolge ist die zentrale Disziplin der Technik. Man zeichnet zuerst die Karte des Ist-Zustands, den Fluss, wie er funktioniert, denn verbessern lässt sich nur, was man zuerst gesehen hat. Daraus leitet man dann die Karte des Soll-Zustands ab, denselben Fluss, befreit von vermeidbarer Verschwendung, der das Ziel festlegt. Die Ist-Karte ist der Gegenstand der Analyse, die Soll-Karte ist das Ergebnis des Entwurfs, und beide zu verwechseln, das Ziel zu zeichnen, bevor die Wirklichkeit erhoben ist, ist der Fehler, der die Übung ihres Sinns beraubt.

Den Ist-Zustand zeichnen

Die Vorbereitung versammelt ein funktionsübergreifendes Team: die Fachexperten des Flusses und die technischen Rollen, die er einbezieht, Entwicklung, Test, Betrieb, Architektur, Lieferant, wobei ein Business Analyst in der Regel die Moderation übernimmt. Man bestimmt einen Verantwortlichen für den Wertstrom, der den laufenden Prozess kennt, man wählt ein Produkt, eine Produktfamilie oder eine Dienstleistung und legt den Umfang der Karte fest, dann benennt man den Wert für den Kunden, den der Fluss erzeugen soll. Eine Karte passt auf eine Familie und auf eine Seite, andernfalls wird sie unlesbar, was der häufigste Vorwurf gegen die Technik ist: Wer alles erfassen will, erhält eine Zeichnung, die niemand liest.

Anschliessend zeichnet man den Fluss, vom Kunden aus rückwärts, indem man den realen Weg beobachtet oder simuliert. Die Prozesskästen reihen sich von links nach rechts. Unter jedem trägt ein Datenkasten seine Messwerte: die Bearbeitungszeit, die Rüstzeit, die Verfügbarkeitsrate, die Zahl der Bearbeiter. Der Informationsfluss wird oben auf der Karte gezeichnet und zeigt, was jeden Schritt auslöst, die Aufträge und die Planungen. Zwischen den Kästen tragen Bestands- oder Warteschlangendreiecke die wartende Arbeit. In einem Dienstleistungsfluss tragen diese Dreiecke gestapelte Anfragen in einem Eingangskorb oder einer Warteschlange, und dort verbirgt sich meist der grösste Teil der Durchlaufzeit.

Dann füllt man jeden Datenkasten aus. Die Bearbeitungszeit wird gemessen oder geschätzt, und eine Schätzung ist besser als eine leere Zelle: Je feiner die Erhebung, desto leichter lässt sich die Verbesserung ansteuern. An jeder Warteschlange erhebt man die Wartezeit. Die Standardnotation, die diese Objekte trägt, die Symbole für einen Prozess, einen Bestand, einen Schub-Fluss, stammt von Rother und Shook, und eine für alle lesbare Karte hängt ebenso von ihr ab wie von den Zahlen, die sie trägt.

Die Zeitleiste und die Prozesszykluseffizienz

Drei Dauern sind auseinanderzuhalten, und die Literatur wie beide Bodies of Knowledge verwechseln sie oft. Die Bearbeitungszeit ist die effektive Arbeitszeit an einem Schritt, jene Zeit, in der die Anfrage zum Kunden hin vorankommt, in der Lean-Tradition mitunter Zykluszeit genannt. Die Wartezeit ist die in einer Warteschlange vor einem Schritt verbrachte Zeit, ohne dass etwas vorankommt. Die Durchlaufzeit (lead time) ist die Summe der beiden über den ganzen Fluss, die Uhr, die der Kunde sieht. Die Zykluszeit eines Schritts mit der Durchlaufzeit des Flusses zu verwechseln verfälscht die ganze darauf aufbauende Analyse.

Die Zeitleiste wird am unteren Rand der Karte gezeichnet, sägezahnförmig: Die oberen Segmente tragen die Wartezeiten, die unteren die Bearbeitungszeiten. Man summiert sie getrennt. Die Summe der Bearbeitungszeiten ist die wertschöpfende Zeit. Die Summe aller Zeiten, Bearbeitung und Warten, ist die Durchlaufzeit. Die Prozesszykluseffizienz (process cycle efficiency) setzt die erste ins Verhältnis zur zweiten. In einem administrativen oder Dienstleistungsfluss fällt sie oft auf wenige Prozent, was zeigt, dass der Hebel die Warteschlange ist. Diese Zeitleiste ist es, die das VSM von einem blossen Flussdiagramm trennt, das die Abfolge zeigt, ohne je zu sagen, wie lange die Anfrage untätig verbringt.

Vom Ist-Zustand zum Soll-Zustand

Die Analyse des Ist-Zustands trennt die wertschöpfenden Schritte von den nicht wertschöpfenden und teilt Letztere zwischen der notwendigen Verschwendung, die eine regulatorische Kontrolle oder eine gesetzliche Frist auferlegt und die sich nicht entfernen lässt, und der überflüssigen Verschwendung, dem übermässigen Papierkram oder den zu langen Warteschlangen, die sich beseitigen lassen. Die Agile Extension leitet diese Analyse über die Ursachenanalyse, um zu verstehen, warum sich eine Warteschlange bildet, bevor man sie zu beseitigen versucht. Man markiert die zu bearbeitenden Bereiche mit Kaizen-Blitzen auf der Ist-Karte, legt für jeden eine Verbesserungsmassnahme fest und zeichnet dann die Soll-Karte, die überflüssige Verschwendung entfernt. Diese Karte wird zum Zielzustand der Initiative.

Es bleibt, die Verbesserung zu planen, indem man erhebt, was sie trägt: Informationssysteme, Schulung, Rüstvorgänge. An dieser Stelle fügt der agile Rahmen hinzu, was das Werkstatt-Lean nicht vorsieht: Die Änderungen an der unterstützenden Technologie werden zu Backlog-Items, die eine agile Initiative speisen. Einmal umgesetzt, wird der Soll-Zustand zum neuen Ist-Zustand, und die Schleife beginnt von Neuem, ein Zyklus kontinuierlicher Verbesserung. Die Agile Extension anerkennt überdies als eigenständigen Gegenstand der Abbildung den Entwicklungswertstrom selbst, von der Business-Analyse bis zur Produktivsetzung über Planung, Design, Bau und Test, wobei jeder Schritt seine Wartezeit und seine Bearbeitungszeit trägt: Man bildet dann die Verzögerung ab, die von der Entdeckung einer Lösung bis zu ihrer Lieferung reicht, um sie zu verkürzen.

Zwei Fallen lauern bei der Ausführung, unterschieden von den Gegenanzeigen, weil ihr Mittel weiterhin das VSM selbst ist. Die Analyse-Lähmung besteht darin, die Ist-Karte zu perfektionieren, statt zur Verbesserung überzugehen: Man begrenzt die Zeit für den Ist-Zustand, eine hinreichend genaue Karte ist besser als eine perfekte, der nie eine Tat folgt. Die Überladung droht, sobald man alles erfassen will: Die Karte wird zu einem unlesbaren Inventar, und das Mittel ist die Disziplin von einer Familie und einer Seite. In einem agilen Rahmen geht diese Sparsamkeit so weit, die Karte am Whiteboard, aus freier Hand zu zeichnen, was sie lebendig und im Stehen korrigierbar hält.

KI-Überlegungen

Zwei Verwendungen sind tragfähig und eine dritte ist zu meiden. Die erste ist die Speisung mit realen Daten: Wo jeder Schritt einen Zeitstempel in einem Verwaltungssystem hinterlässt, wertet ein Modell die Ereignisprotokolle aus, um die beobachteten Warte- und Bearbeitungszeiten zu ermitteln, Warteschlange für Warteschlange. Dafür eignet sich das Modell am besten, denn die reale Wartezeit unterschätzen die Beteiligten aus dem Gedächtnis, und eine automatische Erhebung gibt sie ohne Beschönigung wieder. Die zweite ist die Berechnung und Simulation: die Dauern summieren, die Prozesszykluseffizienz bei jeder Änderung aktuell halten und mehrere Soll-Zustände durchspielen, diese Warteschlange streichen, jene Schritte zusammenfassen, um den Gewinn zu beziffern, bevor man entscheidet.

Was dem menschlichen Urteil vorbehalten bleiben muss, ist das Lesen der Verschwendung. Zu entscheiden, dass eine Wartezeit notwendig ist, weil eine regulatorische Kontrolle oder eine gesetzliche Frist sie auferlegt, oder im Gegenteil überflüssig, steht nicht in den Daten: Es ist eine fachliche Lesart. Die Karte muss den realen Fluss abbilden, den man im Feld beobachtet. Das System selbst zeichnet den idealen Weg auf, dem es zu folgen glaubt, sodass ein allein mit Protokollen gespeistes Modell die blinden Flecken des Werkzeugs reproduziert. Und die Einigung des Teams über die zu beseitigende Verschwendung ist ein kollektiver Akt, den kein Modell an seiner Stelle unterschreibt.

Beispiele

Die Technik liest sich am besten an ihrem eigenen Artefakt. Der gewählte Ist-Zustand ist ein in der Schweiz verbreiteter Dienstleistungsfluss: eine Krankenkasse, die eine per Post eingegangene Rechnung für eine ambulante Behandlung zurückerstattet. Der Fluss zählt fünf Bearbeitungsschritte, jedem geht eine Warteschlange voraus.

Die wertschöpfende Arbeit summiert sich auf dreiundzwanzig Minuten. Das kumulierte Warten erreicht zwanzig Stunden. Die vom Versicherten gesehene Durchlaufzeit beträgt somit 20 h 23 min, rund zweieinhalb Arbeitstage, und die Prozesszykluseffizienz liegt bei 23 min von 1'223 min, also 1,9 %. Die Rechnung verbringt fast 98 % ihres Lebens mit Warten. Was die Karte sichtbar macht und eine Tabelle mittlerer Durchlaufzeiten verbirgt, ist, dass die fünf Hebel die Warteschlangen sind: Eine Minute bei einer Prüfung zu gewinnen ändert nichts, eine Warteschlange zu streichen ändert alles.

Ein auf derselben Karte skizzierter Soll-Zustand bestätigt es. Wer die Rechnungen elektronisch entgegennimmt, streicht die Digitalisierung und ihre Wartezeit von drei Stunden. Wer die Vollständigkeitsprüfung und die Leistungsprüfung zu einer einzigen Kontrolle zusammenfasst, tilgt eine zwischengeschaltete Warteschlange von fünf Stunden. Wer Rechnungen, deren Betrag unter einem Schwellenwert bleibt, direkt freigibt, entfernt die dreistündige Wartezeit vor der Validierung. Alle drei Eingriffe betreffen die Warteschlangen: Sie nehmen elf der zwanzig Wartestunden weg, die Durchlaufzeit sinkt von zweieinhalb Tagen auf etwa einen Arbeitstag, und die Prozesszykluseffizienz steigt entsprechend.

Aufwand

Werkzeuge

Die Wertstromanalyse wird zuerst von Hand gezeichnet. In einem agilen Rahmen genügen ein Whiteboard und Haftnotizen für den Workshop: Die Karte bleibt lebendig, das Team korrigiert sie im Stehen. Eine Tabellenkalkulation hält danach die Datenkästen und berechnet die Summen und die Prozesszykluseffizienz ohne weiteres Werkzeug. Für einen breiten Fluss oder eine über die Zeit zu pflegende Karte tragen Diagrammprogramme die Standardnotation, mit den VSM-Symbolbibliotheken von Lucidchart, draw.io oder Visio, oder einem eigens dafür bestimmten Lean-Werkzeug wie eVSM, das die Zeitleiste bei jeder Änderung neu berechnet, während Online-Whiteboards wie Miro oder Mural den Workshop aus der Ferne möglich machen. Wo das Informationssystem jeden Schritt mit einem Zeitstempel versieht, rekonstruiert ein Process-Mining-Werkzeug die realen Wartezeiten aus den Ereignisprotokollen und ersetzt die Schätzung durch die Messung.

Quellen

• IIBA, A Guide to the Business Analysis Body of Knowledge (BABOK Guide) v3, §10.34 Process Analysis: die Definition der Technik, ihr Platz unter den Methoden der Prozessanalyse und die genannten Grenzen ihres Einsatzes.
• IIBA, Agile Extension to the BABOK Guide v2, §7.23 Value Stream Mapping: der Wertstrom als Kreislauf von Material und Information, der eine Lösung zum Kunden bringt, der Ist- und der Soll-Zustand, der Entwicklungswertstrom als Gegenstand der Abbildung und der Übergang der entfernten Verschwendung in Backlog-Items.
• Mike Rother und John Shook, Learning to See: Value Stream Mapping to Add Value and Eliminate Muda, Lean Enterprise Institute, 1999: die Kodifizierung der Technik aus dem Toyota-Produktionssystem, die Standardnotation und die Methode des Ist- und Soll-Zustands.
• James P. Womack und Daniel T. Jones, Lean Thinking: Banish Waste and Create Wealth in Your Corporation, Simon & Schuster, 1996 (rev. 2003): der Wertstrom als zweites Prinzip des Lean, die begriffliche Grundlage, die die Analyse umsetzt.
• Lean Enterprise Institute, Value-Stream Mapping, Lean Lexicon: die öffentliche Referenzdefinition der Technik und ihrer Standardsymbole.