Lean Construction Management

Lean methods in the planning and on the construction site!

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Lean Construction Management hilft gegen steigende Komplexität

Durch verschiedene Herausforderungen nimmt die Komplexität in Bauprojekten heute kontinuierlich zu. Die Gründe hierfür können beispielsweise viele unterschiedliche Projektbeteiligte oder der zunehmende Kosten- und Zeitdruck und der hohe Individualisierungsgrad jedes Bauprojekts sein. Zusätzlich haben Vielfalt und Anforderungen an Sicherheit und Nachhaltigkeit zugenommen. Diese Hürden haben zur Folge, dass es zunehmend komplizierter wird, Bauvorhaben zu steuern und Ziele in Bezug auf Qualität, Kosten und Termine zu erreichen.

Auf Basis dieser Herausforderungen hat sich Lean Construction auf Basis von Methoden des Lean Managements entwickelt. Lean Construction Management bedeutet, dass Sie alle Phasen eines Bauprojekts optimieren und so organisieren, dass Ihre Prozesse «lean» (aus dem Englischen: schlank und effektiv) werden.

Lean Construction ist eine Managementmethode und entsammt dem Toyota Production System. Folglich adaptierte man diese Methoden für die Baubranche. Dabei wurden die grundlegenden Prinzipien und Gedanken von Lean Management übernommen und so angepasst, bzw. Methoden entwickelt, um die Prinzipien auf die Baubranche anwenden zu können.

Where does “Lean” come from

Taiichi Ōno Portrait

„Lean“ wurde von Toyota für die Automobilbranche entwickelt. Der Entwickler des Produktionssystems, welches wir heute als TPS kennen, war Taichi Ohno. Er erkannte, dass der Prozess der Automobilproduktion, vom Bestellungseingang, über die Produktion bis hin zur Auslieferung und Rechnungsstellung viel zu lang dauerte und viel nicht wertschöpfende Arbeit getan wurde. Der Sohn der Unternehmens Gründers, Toyoda, hatte bereits während den Kriegszeiten Mitte des Jahrhunderts begonnen den Herstellungsprozess zu „verschlanken“ und durch „Just-in-time“-Lieferung mit den schwierigen Bedingungen zurecht zu kommen.

Taichi Ohno entwickelte diese Ideen nach dem 2. Weltkrieg weiter. Seine Inspiration bekam er aus den USA und der Fließband-Produktion von Ford. Schließlich erkannte er den Mehrwert dieser Produktionsart, sah aber auch, dass das dort verwendete „Push“-Prinzip nicht besonders gut geeignet war. Mit diesen Voraussetzungen und Einflüssen im Kopf entwickelte und perfektionierte er über Jahre das TPS, welches Toyota zum größten Automobilhersteller der Welt machte.

What does “Lean” mean?

The actual term “lean” did not emerge until the 90s. For the two American economists James P. Womack and Daniel T. Jones examined the superior TPS and worked on the principles scientifically. As a result of this reappraisal of the TPS, the term “lean” and the implementation developed in practice through “lean production.”

As lean production has spread in the automotive industry, other sectors of the economy have also addressed the issue and made their processes and workflows “lean.” Consequently, “lean management” developed an overarching management philosophy, which is now used in all sectors of the economy.

The book “Lean Thinking” by Womack & Jones has coined not only the term lean, but also the 5 principles behind lean. Although different sources and works have often expanded the 5 Lean principles, in general only these 5 principles for lean are defined:

Five Lean Principles

Kundenmehrwert

Was möchte der Kunde wirklich haben und für was ist er auch wirklich bereit Geld zu zahlen? Diese Frage sollte man sich wieder und wieder stellen, um immer kundenzentriert und bedarfsgerecht auf die Bedürfnisse des Kunden ausgerichtet arbeiten zu können.

Prozessoptimierung

Wenn man den Kundenmehrwert definiert hat, wird im nächsten Schritt der zu Grunde liegende Prozess analysiert und optimiert. Hierzu unterteilt man die Tätigkeiten in drei Kategorien „wertschöpfend“, „notwendig“ und „Verschwendung“. Dabei zielt die Prozessoptimierung auf die Maximierung der wertschöpfenden Arbeit, die Minimierung der notwendigen Tätigkeiten und die Eliminierung von Verschwendung.

Flusseeffizienz

Der optimierte Prozess sollte in einem kontinuierlichen Fluss gehalten werden und für einen geglätteten Ablauf sorgen. Dabei sollte man Puffer und Zwischenlagerungen vermeiden, ebenso ungleiche Auslastungsgrade.

Pull-Prinzip

Die Produktion sollte bedarfsgerecht und auf Abruf erfolgen! Das bedeutet, dass der Informationsfluss entgegen dem Produktionsfluss läuft und die letzte „Station“ somit die Leistung der vorherigen anfordert.

Kaizen

Kaizen ist japanisch und bedeutet „kontinuierliche, nie endende Verbesserung“. Denn es ist nichts so gut, dass es nicht noch weiter verbessert werden könnte. Dieses Prinzip sollte man nach Lean auf alles anwenden. So sollte man auch die vier vorangegangenen Lean-Prinzipien immer wieder durchgehen und hinterfragen.

Hier finden Sie alle Details rund um die fünf Lean Prinzipien.

What is Lean Construction?

Lean Construction is “a way of designing production systems in such a way that material, time, and workload are minimized to generate the greatest possible value” (Koskela et al, 2002).

Lauri Koskela, Gregory Howell and Glenn Ballard are seen as developers and minds behind Lean Construction. Because they have converted the aforementioned lean methods and principles to the construction industry and thus embarked on a new, innovative path away from the classic project management. Lean Construction has become more and more present. owever, like lean management in general, LC’s origins go back to the 1990s. Glenn Ballard noted that the international cut for weekly commitments is just over 50%. This means that you often need twice the time of what was actually planned for the completion of a project, which also reflected the status quo of the construction industry. Lean Construction is the result of the fact that the classic project management methods do not meet the benefits needed to deliver construction projects within a predetermined budget, at the agreed time and in agreed quality.

In order to solve this challenge, Lean Construction represents the collaborative collaboration of the project participants at the beginning of each project. Construction companies, users, builders and project managers should work together throughout the development process and work towards the common project goal.

Lean Construction Methods

How does the Last Planner System work?

Last Planner System

Das Last Planner System (LPS) ist eine Methode zur kollaborativen Planung von Prozessen, bei dem Gewerken und Fachplaner (die „letzten Planer“) den Terminplan kollaborativ tagesscharf erstellen. Glenn Ballard und Greg Howell entwickelten es bereits in den 90er Jahren. Das LPS unterteilt Planung des Bauprozesses in fünf unterschiedliche Detailierungsebenen.

Einer der wichtigsten Punkte bei der Implementierung eines funktionierenden Last Planer Systems ist, dass alle Elemente dieses Systems auch tatsächlich implementiert werden. Es sollten nicht nur einzelne Bestandteile wie zum Beispiel eine 6-Wochenvorschau eingeführt werden, denn die Bausteine und das gesamte System baut inhaltlich auf einander auf.

Hier finden Sie alle Details zum Last Planner System.

Takt Time Planning

Takt Time Planning is another method of process planning on the construction site. The focus is on the flow of processes, which can be developed by creating a related trade sequence. This “flows” through the structure in a fixed order. The building is divided into various parts suitable for the trade sequence. These sub-areas are called zones or takt sections.

First, repetitive zones are set, which can be edited in a fixed order of trades.

Takt time planning

At the beginning, the overall process is analyzed similar to the Last Planner System. The aim is to identify the zones and visualize their process. Through experience, the zones are divided into equally large work packages. If necessary, several trades will be grouped together in one package. In residential or hotel construction, for example, the takt section could be a level. In road & civil engineering, a completed distance is usually used as a takt section.

Following the identification of the takt sections, all workflows, dependencies, and interfaces within the process are planned. Finally, the takt time, that is, the speed of repetition, is set. This is usually already the result of the previous planning. So that a trade begins after completion of the work in the first takt section with the work in the second section.

Target Value Design (TVD)

Target Value Design is a collaborative planning process in which planners, builders, suppliers and all other stakeholders work together to create a design that delivers the greatest added value to the owner. The budget, that is, the target value, is a design criterion. To do this, the team jointly designs the budget without the traditional process, which estimates the cost of the design and then constantly redesigns it to avoid budget overruns. The TVD process uses responsibility-based project planning and relies on lean systems that all team members apply.

In summary, TVD is based on 5 fundamental criteria:

Set the budget for planning

Working structure

Collaboration

Independent planning

Co-location/gathered in one place

5S Methode

Die 5S-Methode ist eine systematische Vorgehensweise, um den eigenen Arbeitsplatz und die Arbeitsumgebung so zu gestalten, dass man sich optimal auf die wertschöpfenden Tätigkeiten konzentrieren kann. Dabei wird Verschwendung in diesem Zuge eliminiert oder reduziert.

Im 5S-Zyklus durchläuft man insgesamt fünf Einzelschritte, deren Bezeichnungen jeweils mit dem Buchstaben “S” beginnen.5 S Methode Lean Construction

Sortieren

Durch Aussortieren entsteht mehr Platz für tatsächlich benötigte Arbeitsmittel und Materialien. Die Übersichtlichkeit am Arbeitsplatz und die Effizienz bei der Aufgabenabarbeitung nimmt zu.

Systematisierten

Der Arbeitsplatz sollte so systematisiert werden um Dinge, die man für die Erledigung seiner wertschöpfenden Arbeit benötigt schnell griffbereit zu haben. Die Materialien sollten dabei so angeordnet sein um entsprechend der Verwendungshäufigkeit und/oder der Verwendungsreihenfolge verwendet werden zu können. Um langfristig einen aufgeräumten und übersichtlichen Arbeitsplatz zu haben, sollten Ablageorte und die dazugehörigen Materialien gekennzeichnet werden.

Säubern

Der Arbeitsbereich sollte regelmäßig gesäubert und in Ordnung gehalten werden. Während der Säuberung sollte gleichzeitig eine Inspektion des Arbeitsplatzes stattfinden.

Standardisieren

Arbeitsschritte, die wiederkehrend sind sollte standardisiert werden um schnellstmöglich abgearbeitet werden zu können. Es hilft eine Routine für solche Arbeiten zu entwickeln, um sich auf individuelle und nicht routinierte Arbeiten und Aufgaben besser konzentrieren zu können.

Stetige Verbesserung

Wie das 5. Lean Prinzip gilt auch bei dieser Methode: Hinterfragen Sie sich ständig und überlegen Sie wie Sie ihr System verbessern können. Kann ihr Standardprozess noch vereinfach oder beschleunigt werden?

Lean – Six Sigma

Six Sigma is a process improvement management system. Statistical quality targets are described, measured and analysed. At the same time, Six Sigma is a method of quality management that monitors business processes and their improvement and can be statistically evaluated.

Products and services are the result of previous processes. These processes have a significant impact on quality. Both Lean and Six Sigma regard customer added value as an overarching objective. In practical implementation, both systems result in the production of process stability and the establishment of a continuous improvement process. However, the orientation of the methods is different. Because with Lean, the focus is on doing the right things, Six Sigma’s focus is on doing things right. Of course, however, there is a large amount of intersection.

Six Sigma is related to the tolerance range of the feature in question as part of a so-called capability study. The standard deviation measure (letter σ: Sigma) plays an important role in this. It measures the spread of the feature. This study usually focuses on the quality of the product produced.

Lean primarily determines process stability through simpler metrics. The default measure is the number of commitments received, which is given as a simple percentage. This focuses on the planned process and makes a statement about how good the forecasting capability of the parties for upcoming processes is. It is assumed that a stable process due to a good forecasting ability has a positive effect on quality.

Thus, it becomes apparent that Lean and Six Sigma have very similar goals, but the methods used differ in part. With an intelligent combination of the two systems, they complement each other excellently and thus create efficiency in the spirit of customer added value.

The added value of Lean Construction Management

Bauprojekte werden immer größer und komplizierter. Die Tendenz von Projektvolumen steigt, aber auch die Anzahl der Beteiligten bei solchen Projekten. Von hochspezialisierten Fachplanern über Nachhaltigkeitsbeauftragte bis hin zu Prüfstellen, moderne Hoch- und Tiefbauprojekte haben einen enorm hohen Komplexitätsgrad erreicht. Trotz der vielen Risiken und der hohen Komplexität sind Margen von ca. 4 % in der Baubranche der Normalfall.

McKinsey Studie zu Margen in verschiedenen Branchen

Unique manufacturing and productivity problems

Development of productivity in the construction industry

Another fact that makes construction projects so complicated is that buildings are nothing more than large prototypes. Every new project is unique and with every project you have to overcome new hurdles. These aforementioned reasons mean that it is considered normal when projects blow the time and cost budget and the project does not have the originally envisaged quality. What would be considered unacceptable in other sectors of the economy is unfortunately commonplace for the construction industry. Comparing the labor productivity of manufacturing with the construction industry, the large gap between these has emerged becomes even clearer. While manufacturing has experienced a 100% increase over the past 20 years, the labor productivity of the construction industry has increased only marginally.

Increase in productivity through lean construction

As mentioned above, Lean Construction has emerged as a management method as a result of dissatisfaction with these circumstances. But since the establishment of Lean Construction as a common project management method, there have been a number of major international projects that have been brought to a successful project conclusion by Lean Construction despite their size and complexity. One of the examples to illustrate what is possible with Lean are the London Olympics. The 2012 Games were the first to meet the planned costs and schedule. In addition, the venues were completed in a significantly higher quality, as was the case in the past Olympic Games. The reason for this is the significantly higher communication on and below the various construction sites. This allowed processes and workflows to be harmonized and stabilized. Consequently, this led to the avoidance of many disabilities and disturbances, as risks could be identified and avoided at an early stage. In terms of figures, Lean Construction promises an acceleration of construction processes of up to 30%, with a lower accident rate and significantly improved schedule compliance.

Comparison Lean and Classical Project Management

Focus on contracts vs. focus on production system

In traditional project management, a lot of time and effort is put into the drafting of contracts in order to be as well “secured” as possible in the event of delays and defects. Lean Construction shifts this focus towards an efficient and functioning production system so as not to ideally eliminate such problems or to eliminate them as quickly as possible and ahead.

Goal achievement vs. added value

Lean is implemented in accordance with the first lean principle, value-oriented. In traditional project management, the added value often takes a back seat and inefficient aiming with tunnel vision is the result.

Silo thinking vs. transperent, collaborative collaboration

The normal condition on German construction sites and in planning offices is the classic silo thinking. Because each participant has only his or her tasks in mind, an agreement with other trades and planners takes place only on a point-by-point basis. Lean Construction starts with this and promotes transparent and collaborative cooperation, with a healthy culture of error (errors are unavoidable and should not be concealed). The planning of buffers is also transparent at Lean. After all, no longer without agreement and completely overwrought buffers are planned for one’s own work.

Rare improvement vs. Continuous improvement and learning during project

A learning effect and improvements are not encouraged in traditional project management. Project participants learn slowly through experience across projects, but an exchange rarely takes place in the project. When lean is applied, precise metrics are developed, processes are taken up and they are constantly evaluated. This will improve from week to week in areas such as personal assessment and stakeholder cooperation.

The future of Lean Construction Management:
Data-based digital process planning

As already mentioned rising construction costs and the resulting low margins are a familiar picture in the construction industry. In order to counteract the resulting rising rental prices, there was an increased emphasis on lean construction. As a result, significant improvements have been made over here as well. According to the Lean Principle of Continuous Improvement (Kaizen) and in the course of digitization, there are some approaches and ideas in the recent past to digitally map lean systems.

A digital image is in many ways an improvement to the previous analogue system. This is because non-value-added arrival times at the lean meetings held at regular intervals can be eliminated in order to maximize the share of value-added work. However, the greatest potential of a digital lean system lies in the ability to collect and analyse data. While working with data and information plays a significant role in the course of digitization in other cases, there is still no qualitative and comprehensive data analysis in the traditionally shaped and low-innovation construction industry. As a result, mistakes of past projects are often repeated in similar projects. Even if the individual participants have a small learning effect, the merging of the information of all project participants on one platform does not take place.

Digital Lean Construction

Process management software for the construction industry

Die Zukunft von Lean Construction liegt in der prozessbasierten Datenauswertung in großem Umfang und der Zusammenführung von Informationen und Ressourcen auf einer Plattform. Die Forschung und Entwicklung solcher innovativen und zukunftsträchtigen Software wird in den letzten Jahren immer stärker mit Venture Capital unterstützt. Dabei ist die Zielsetzung dieser Entwicklung eine künstliche Intelligenz (KI), welche den Planungsprozess unterstützt und somit eine symbiotische Zusammenarbeit zwischen Gewerk/Planer und Maschine ermöglicht. Mit einer digitalen Lösung ist in Zukunft eine heute noch abzusehende Effizienzsteigerung möglich, welche die Baubranche nachhaltig stärken wird.

Deshalb haben wir eine Lean Construction Software entwickelt. Erleben Sie Yolean – digitale, datenbasierte Prozessoptimierung!

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