IBL Skript SS11 Kap 3 in Arbeit NG 14 11 11 - THM · 2011. 11. 14. · IBL –WS 2011/12 Prof. Dr. Nino Grau, Fachbereich WI Folie 26 gesamten Spannweite der Fertigungs- und Absatzprogramme

KAPITEL 3

INDUSTRIELLEFERTIGUNGSWIRTSCHAFT

Prof. Dr. Nino Grau, Fachbereich WI Folie 1IBL – WS 2011/12

InhaltInhalt

3 1 K i d i ll F i i h f3.1 Komponenten industrieller Fertigungswirtschaft

3 2 Fertigungswirtschaft als Teil der Unternehmenspolitik3.2 Fertigungswirtschaft als Teil der Unternehmenspolitik

3.3 Theoretische Aussagen zum Fertigungsbereich

3.4 Komponenten des Fertigungspotentials

3.5 Planung und Steuerung des Fertigungs- und Absatzprogramms


3.1. Komponenten industrieller Fertigungswirtschaft

I d t i ll F ti S fü i d t i ll P d kti H t llIndustrielle Fertigung – Synonym für industrielle Produktion, Herstellung, Leistungserstellung

FertigungFertigungBezeichnet die Kombination und Transformation von Einsatzgütern zum Zweck der Erstellung von Ausbringungsgütern. Dabei können die Einsatz- und Ausbringungsgüter sowohl materielle (Sach-) als auch immaterielle Güter (Dienstleistungen Informationen)sowohl materielle (Sach ) als auch immaterielle Güter (Dienstleistungen, Informationen) sein.

Immer öfter muss neben der Sachleistung auch beratende, überwachende (Reparatur, g , ( p ,Inspektion) und Trainings-Hilfestellung für den Abnehmer angeboten werden(System-, Problemlösung). Ohne sie ist das eigentliche Sachgut oft nicht mehr abzusetzen.


3.1.1 Phasen in der Industrieunternehmung

3.1.1.1 Realgüterphase

Beschaffung

Einsatzlagerung

Fertigung (Produktion, Herstellung, Leistungserstellung)

Absatzlagerung

Absatz

3.1.1.2 Nominalgüterphase

Geldbeschaffung (Kreditaufnahme)Geldbeschaffung (Kreditaufnahme)

Kassenhaltung

Geldbereitstellung (Kredit Gewährung)


Geldbereitstellung (Kredit Gewährung)

3.1.2 Nominalgüterphase

Güterstrom in einer Fertigungsstelle

Input Throughput Output

Gütereinsatz Stelle(n) der Fertigung Güterausbringung

Materie Energie Kombination Goods (Materie EnergieMaterie, Energie, Information

Kombination, Transformation

Goods (Materie, Energie, Information)Bads (Materie, Energie, Information)Information)



Artmäßige Kennzeichnung von Einsatzgütern

Körperlichkeit Materiell ImmateriellKörperlichkeit Materiell Immateriell

Substituierbarkeit Limitational Substitutional

Herkunft Originär Derivativ

Verbrauchsart Gebrauchsgüter Verbrauchsgüter

Produktbezug Roh-, Hilfs- Betriebsstoffe



Artmäßige Kennzeichnung von Fertigungsverfahren (Produktionsverfahren)Zahl der Fertigungsstufen Einstufig mehrstufigZahl der Fertigungsstufen Einstufig, mehrstufig

Vergenz Glatt (durchgängig), konvergierend, divergierend, umgruppierend

Angewandte Technik Chemisch, biologisch, physikalisch

Kontinuität des Fertigungsablaufs Kontinuierlich, diskontinuierlich

Mechanisierungsgrad Manuell mechanisiertMechanisierungsgrad Manuell, mechanisiert

Technische Verbundenheit Unverbunden, alternativ, gekuppelt



Artmäßige Kennzeichnung von AusbringungsgüternKö li hk it M t i ll i t i llKörperlichkeit Materiell, immateriell

Bestandteile Einteilige, mehrteilige

Marktbezug Absatz, WiedereinsatzgüterMarktbezug Absatz, Wiedereinsatzgüter

Grad der Übereinstimmung MassenproduktionHomogene Produkte, die in großen Mengen hergestelltwerdenSortenprodukteGleiche Gütergattung, d.h. Übereinstimmung hinsichtlich ihrer wesentlichen Eigenschaften, aber Unterschiede in gder Dimension oder in der QualitätSerienprodukteVon mehreren Produkten mit keiner oder nur geringer ÜÜbereinstimmung wird jeweils eine bestimmte Anzahl (Serie) auf einmal gefertigtEinzelproduktV j d P d kt t i P d kt


Von jeder Produktart nur ein Produkt


M äßi M d Ei t ütMengenmäßige Messung der Einsatzgüter

1. Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffe• Einsatzgüter nach Art und Menge: i.d.R. keine Probleme

2. Gebrauchsgüter (Potentialgüter)• Einsatzgut ist nicht das Betriebsmittel, sondern die Betriebsmittelleistung• Verbrauch kann i.d.R. nicht direkt festgestellt werden.



M äßi M d Ei t ütMengenmäßige Messung der Einsatzgüter

3. Mitarbeiter• Einsatzgut nicht der Mensch, sondern menschliche Arbeitsleistung• Einsatzmessung der körperlichen menschlichen Leistungen durchführbar• Einsatzmenge, Qualität und Quantität geistiger Leistung kann i.d.R. nicht gemessen

dwerden.

4. Information als Rohstoff geistiger Leistungti h S hi ht• pragmatische Schicht

• semantische Schicht• syntaktische Schicht (einzige Schicht, die quantitativ erfasst werden kann) Konsequenz:Theoretische Aussagen über die Fertigungsprozesse konzentrieren sich aufAusführungs- und Realisierungsprozesse und haben damit den Charakter von


Partialfunktionen.


B d F b i h b i Ei t d P t ti l ütBesondere Fragenbereiche beim Einsatz der Potentialgüter:

1. Kapazität (das maximale Leistungsvermögen eines Potentials oder eines Potentialelements in einem Zeitabschnitt)Potentialelements in einem Zeitabschnitt)

2. Flexibilität (Fähigkeit von Potentialen, sich unter bestimmten Bedingungen quantitativ, qualitativ, räumlich und zeitlich an unternehmensinterne oder -externe Datenänderungen anzupassen )Datenänderungen anzupassen.)

qualitativ (artmäßig)• Einzweck-/Spezialmaschinen bzw -aggregate (ein Werkstoff ein Arbeitsgang)Einzweck-/Spezialmaschinen bzw. -aggregate (ein Werkstoff, ein Arbeitsgang) • Mehrzweck-/Universalmaschinen (verschiedene Werkstoffe/Arbeitsgänge, Objekte

unterschiedlicher Dimension usw.)

quantitativ• Anpassung der Kapazität, Arbeitszeit, Arbeitsgeschwindigkeit und Anpassung ganzer

Programme


g

3.2 Fertigungswirtschaft als Teil der Unternehmenspolitik

P kti h U t h litikPraktische Unternehmenspolitiksetzt sich zusammen aus mehreren aufeinander abgestimmten Einzelpolitiken, die sich wiederum aus Teilpolitiken (Mittel zum erreichen der Teilziele) zusammensetzen.

Fertigungswirtschaft• Potentialpolitik (Fertigungskapazitätspolitik)

F ti litik• Fertigungsprogrammpolitik • Fertigungsprozesspolitik • Anpassungspolitik

Koordination der Teil- und Einzelpolitiken unter Ausrichtung auf das übergeordneteZielsystem notwendig.



PhPhasen:1. Planung

(Zielbildung, Bewertung und Entscheidung)2. Steuerung

Durchsetzung (Veranlassung) Vorgabe von Sollwerten Ermittlung von Ist-Werten ,Soll-Ist-Vergleich Abweichungsanalyse Auslösung von Maßnahmen

• Einzelne Phasen werden in Form von Unterzyklen mehrfach durchlaufen und die

Phasenergebnisse werden u U revidiertPhasenergebnisse werden u. U. revidiert.

• Periodizität und Mehrfachdurchlauf finden zwischen allen hierarchischen Ebenen

statt.


Planung und Steuerung: wichtige Koordinationsinstrumente der Führung



Struktur des Planungs- und Steuerungsprozesses (1/2)



Struktur des Planungs- und Steuerungsprozesses (2/2)


3.3.1. Industrielle Produktionsfunktionen3.3.1.1 Abgrenzung von Transformations- und Produktionsfunktion

Transformationsfunktion einer Fertigungsstelledrückt die Regel- bzw. Gesetzmäßigkeit der Zuordnung von Strömen an originären oderderivativen Einsatzgütern aus, die in eine Fertigungsstelle hineinfließen, zu Strömen anZwischen- oder Endprodukten, die aus dieser Fertigungsstelle herausfließen.

Produktionsfunktion der Unternehmungdrückt die Regel- bzw. Gesetzmäßigkeit der Zuordnung von Strömen an originärenEinsatzgütern aus, die von außen in die Unternehmung hineinfließen, zu Strömen anZwischen- oder Endprodukten, die aus der Unternehmung an ihre Umwelt(Absatzmärkte) abfließen.

3.3.1.2 Geltungsanspruch von ProduktionsfunktionenDie Produktionsfunktionen sind z. Z. entweder nur für bestimmte Produktionsstrukturen gültig, ihr Präzisionsgrad ist gering oder die konkreten Anwendungsbedingungen sind nicht gegeben In der Mehrzahl der Fälle kann ihnen kein hoher Bewährungsgrad


nicht gegeben. In der Mehrzahl der Fälle kann ihnen kein hoher Bewährungsgrad zugesprochen werden.


3 3 2 L f kti (L t )3.3.2. Lernfunktionen (Lerngesetze)

Bei wiederholter Ausführung von Aufgaben: • sammeln Mitarbeiter Erfahrungen und Erkenntnisse• Geschicklichkeit und Fingerfertigkeit werden besser• die Qualität der Arbeit steigt• der Zeitverbrauch pro Arbeitseinheit sinkt

Di ilt hl fü ll l h fü i ti A b itDies gilt sowohl für manuelle als auch für geistige Arbeit. Gelernt wird individuell und in der Gruppe, aber auch die Gruppe lernt (kollektives Lernen).


3.3.2 Lernfunktionen

LernkurvenDrücken gesetzmäßige Beziehungen aus, die zwischen Arbeitsaufwand undg g g ,Arbeitsertrag bestehen.Synonyma: z.B. Produktionswachstumskurve, Zeitreduzierungskurve.Maßstäbe für den Arbeitsaufwand: Arbeitszeitbedarf, Kräfteverbrauch, MaterialverbrauchMaßstäbe für den Arbeitsaufwand: Arbeitszeitbedarf, Kräfteverbrauch, MaterialverbrauchArbeitsertrag: kumulierte Fertigung von Produktionseinheiten.Ergebnis empirischer Untersuchungen (erstmals 1936 in der Flugzeugindustrie der USA):Lernen in der Fertigung kann durch Potenzfunktionen gut ausgedrückt werden (individuellLernen in der Fertigung kann durch Potenzfunktionen gut ausgedrückt werden (individuellund kollektiv)i.d.R. kann bei der Verdoppelung des Arbeitsertrags eine gleichbleibende Abnahmerate(für verschiedene Arbeitsarten verschieden) des Arbeitsaufwands erreicht werden(für verschiedene Arbeitsarten verschieden) des Arbeitsaufwands erreicht werden.

y= Aufwandseinheiten Stückkosteny Aufwandseinheiten Stückkostenx= Produktionseinheita= Aufwand für die erste Einheit L= Lernrate bringt zum Ausdruck, auf welchen Prozentsatz der Arbeitsaufwand bei einer Verdoppelung des

Arbeitsertrags sinkt.


gb= negative konstante zwischen 0 und 1

3.3.2 Lernfunktionen

A d b i i lAnwendungsbeispiele:

Kapazitätsplanung

Fixierung von Zielen für Rationalisierungs- und Kostensenkungsprojekte

Planung der Investition neuer Fertigungsverfahren

Planung von Rüstzeiten


3. 3.2 Lernfunktionen

Beispiel80 % - Lernkurve für die Bearbeitung des ersten Stücks werden 500 Stunden benötigt80 % - Lernkurve, für die Bearbeitung des ersten Stücks werden 500 Stunden benötigt. Die Lernkurve läuft bei 1200 Stück aus. Für die Herstellung des 1200sten Stücks werden nur noch 50 Stunden benötigt.


3.3.3 Durchlaufzeitfunktionen (Durchlaufkurve)

Durchlaufzeiteines Produktes bzw eines Auftrags beginnt mit der Entnahme des ersten Materials auseines Produktes bzw. eines Auftrags beginnt mit der Entnahme des ersten Materials ausdem Einsatzlager und reicht bis zur Fertigstellung des Produkts bzw. desGesamtauftrags. Sie setzt sich aus Bearbeitungszeiten, Lagerzeiten sowie Transportzeiten zusammenTransportzeiten zusammen.

Die Durchlaufzeit hängt oft von der Reihenfolge der einzelnen Arbeitsgänge ab. Sowohl analytische Ansätze (z B Warteschlangentheorie vollständige Enummeration) als auchanalytische Ansätze (z.B. Warteschlangentheorie, vollständige Enummeration) als auch Simulationsberechnungen erweisen sich oft als zu aufwendig.

Ei i f ht V f h bi t di D hl fk I i i hEin vereinfachtes Verfahren bieten die Durchlaufkurven an. In empirischen Untersuchungen konnte von Weinberg nachgewiesen werden, dass zwischen der kumulierten Gesamtlohnsumme L und der Durchlaufzeit T eines Projektes/Auftrags B i h it R l äßi k it h kt b t h Di d d hBeziehungen mit Regelmäßigkeitscharakter bestehen. Diese werden durch Durchlaufkurven abgebildet

Anwendungsgebiete: Termingrobplanung und Kapazitätsterminierung


3.3.3 Durchlaufzeltfunktionen (Durchlaufkurven)

Beispiele für Durchlaufkurven für Großprojekte


3.3.4 Produkt-Lebenskurven (Lebenszyklen)

Fü di l f i ti K ität l i t b di t f di I f ti üb diFür die langfristige Kapazitätsplanung ist man unbedingt auf die Information über diekünftig zu produzierenden Mengen angewiesen. Es liegt nahe, die Produkt-Lebenskurve anzuwenden, gibt sie doch Auskunft über die zu bestimmten Zeitpunkten erwarteten Umsätze/Absätze.

Produktlebenszyklus setzt sich zusammen aus

1. Entstehungszyklus (Zeitabschnitt bis zur Produkteinführung)2. Marktzyklus mit den sechs Teilphasen (Einführung, Wachstum, Reifezeit, Sättigung,

V f ll d Ab t b )Verfall und Absterben)

Durch die Wahl der Zeit als der einzigen unabhängigen Variablen kommt man zu einem heuristischen Modell, das für die Planung der Produktionskapazitäten zu einfach ist.


3.3.4 Produkt-Lebenskurven (Lebenszyklen)

Aufbau einer Produktlebenskurve


3.4 Planung und Steuerung des Fertigungspotentials

3 4 1 All i K i h d F ti t ti l3.4.1 Allgemeine Kennzeichnung des Fertigungspotentials

Fertigungspotential

ist das technisch maximale Leistungsvermögen des Fertigungsbereichs einerist das technisch maximale Leistungsvermögen des Fertigungsbereichs einer

industriellen Unternehmung.

BeschäftigungBeschäftigung

Bezeichnung für verschiedene Auslastungsgrade des Fertigungspotentials

Messung des Fertigungspotentials und der Beschäftigungessu g des e t gu gspote t a s u d de esc ä t gu g

1. auf der Einsatzseite:

Maschinenminuten, Maschinenstunden, Mitarbeiterminuten, -stunden, -jährej

2. auf der Ausbringungsseite:

Menge der Ausbringungsgüter


3.4.1 Allgemeine Kennzeichnung des Fertigungspotentials

Teilpotentiale Materialversorgungspotential Anlagenpotential Personalpotential Informationspotential Energiepotential

Einsatzkapazitätfür eine Planperiode ein technisch maximales Leistungsvermögen für ein TeilpotentialProblem: Disparitäten zwischen den Teilpotentialen

Engpassvoll ausgelastetes Teilpotential, das in seiner Dimension (Leistungsquerschnitt) andere

(unterbeschäftigte) Teilpotentiale einengt

Ziel: Engpässe zu beseitigen, indem Teilpotentiale unter Berücksichtigung der


gesamten Spannweite der Fertigungs- und Absatzprogramme harmonisiert werden.

3.4.1 Allgemeine Kennzeichnung des Fertigungspotentials

In der Praxis ist eine völlige Harmonisierung der Teilpotenziale aus folgenden Gründen

so gut wie unmöglich:

1. sehr großes Spektrum möglicher Fertigungs- und Absatzprogramme

2. zusätzliche Erweiterung der o.g. Programme durch laufende Änderung

3. Nichtteilbarkeit bestimmter Einsatzgüter der Teilpotentiale

4. Störungen/Ausfall bestimmter Teilpotentiale

Pragmatisches Ziel:

Abstimmschwierigkeiten Abstimmverluste minimieren unter Beachtung derAbstimmschwierigkeiten, Abstimmverluste minimieren unter Beachtung der Ergiebigkeit und der Flexibilität.


3.4.2 Komponenten des Fertigungspotentials

1. Teilaufgaben der Anlagenwirtschaft

• Verwaltung, Planung und Steuerung des Anlagenpotentials

• Bereitstellung, Errichtung, Instandhaltung, rechnerische Erfassung und

• Verwertung von Anlagen

• Nahtstelle zwischen ökonomischen und technischen Problemstellungen

2 T il f b d P l i t h ft2. Teilaufgaben der Personalwirtschaft

• Verwaltung

• Ausstattung der Unternehmung mit Personalressourcen• Ausstattung der Unternehmung mit Personalressourcen

• Gestaltung des Arbeitssystems

• Verhaltenssteuerung


• Verhaltenssteuerung


3 Teilaufgaben der Materialwirtschaft3. Teilaufgaben der Materialwirtschaft

• Materialbeschaffung

• Lagerhaltungg g

• Innerbetrieblicher Materialtransport

• Qualitätsprüfungp g

• Abfallwirtschaft

4. Informations-Management

• Der Begriff Informationswirtschaft, analog zu den anderen Teilpotentialen hat

sich nicht durchgesetzt.

5. Energiewirtschaft

• Da diesem Teilpotential kein eigenes Kapitel gewidmet ist, sei er hier etwas


ausführlicher dargestellt.


Ziel:Am Gesamtenergiebedarf der Industrieunternehmung ist ein Energiepotential so zu planen, dass nicht höchste Einzelwirkungsgrade erreicht werden, sondern dass der Energieeinsatz insgesamt prinzipiell zweckmäßig und sparsam erfolgt. Als Maßstab gilt g g p p g p g gi.d.R. die Minimierung der Energiekosten. Dabei müssen neben den Kosten für den Energieträgerbezug auch folgende Kosten beachtet werden:

• Kapital-, • Lohn- und • Unterhaltungskosten für die Lagerung, Wandlung und Verteilung der EnergieträgerUnterhaltungskosten für die Lagerung, Wandlung und Verteilung der Energieträger

bzw. der Energie.

Der Energiebedarf der Fertigung hängt dabei ab von:g g g gGröße der FertigungFertigungsintensitätMechanisierungsgrad und Automatisierungsgrad (i.d.R. positiv korreliert zum


ec a s e u gsg ad u d uto at s e u gsg ad ( d pos t o e e t uEnergiebedarf) Fertigungsprogramm


Energieartene g ea te

Primärenergie Energieinhalt natürlicher Energieträger wie z.B.: Steinkohle, Erdöl,Natururan

Sekundärenergie Energieinhalt umgewandelter Primärenergieträger wie z.B.: Koks,Dieselkraftstoff, el.Strom



Hilf itt l d PlHilfsmittel der PlanungBelastungsdiagramme für den täglichen, wöchentlichen und jährlichen Energieverbrauch. Aus den Belastungskurven können die Grund- und die Spitzenlast ermittelt werden

Nutzenergie

ist die Energieform, die im Fertigungsbereich unmittelbar eingesetzt wird (z.B.: Licht,

Wärme, mechanische Energie)

EnergieumwandlerEnergieumwandler

erzeugen aus der Primär- und der Sekundärenergie Nutzenergie (z.B.: Lampen,

Elektromotoren, Dampfkessel)

Wärmebedarf


Erzeugte Wärme wird i.d.R. gespeichert und fortgeleitet (Umwandlungswirkungsgrad 30-

90%)


direkte Beheizung Versorgungsstelle unmittelbar an der Verbrauchsstelledirekte Beheizung Versorgungsstelle unmittelbar an der Verbrauchsstellez. B. Hochofen, Trocknungsöfen, Brennöfen, Schmelzöfen

indirekte Beheizung zentrale Versorgungseinrichtung - Wärme wird transportiertz.B.: Heizwerke

i d R i d i d F ti i B ht il d Wä B i i Of di kti.d.R. wird in der Fertigung nur ein Bruchteil der Wärme z.B. in einem Ofen direkt verbraucht. Der Rest geht in Form von Abdampf-, Rauchgas- oder Abstrahlwärme verloren, wenn er nicht in die Abwärmeverwertung einbezogen wird.

Dies kann entweder in der Anlage selbst oder durch Koppelung von zwei Anlagen erfolgen.

B d B d t k t d Fl ibilität (S b tit i b k it d E i t ä ) dBesondere Bedeutung kommt der Flexibilität (Substituierbarkeit der Energieträger) und der Sicherheit der Versorgung (Reservetransformatoren, USV (unterbrechungsfreie Stromversorgung), Zweitanschlüsse usw.) zu.


3.4.3 Fabrikplanung und -Steuerung

Fabrik

organisatorisch-räumliche Integration aller Teilpotentiale eines Industrieunternehmens.

Fabrikplanung

vorausschauende Potentialgestaltung des gesamten Fertigungsbereichs einer

Industrieunternehmung, in der die Teilplanungen aller Teilpotentiale ihren Niederschlag

finden. Deshalb ist in der Fabrikplanung das gesamte Zielsystem der Unternehmung zu

berücksichtigen



Zielart Beispiele, die bei der Fabrikplanung zu berücksichtigen sindwirtschaftlich Kostenwirtschaftlichkeit der Fertigungwirtschaftlich Kostenwirtschaftlichkeit der Fertigungtechnisch Herstellung qualitativ einwandfreier Produkte

Sicherung hoher Fertigungsflexibilität Sicherung eines günstigen Fertigungsflusses angemessene Raumausnutzung Vermeidung von Fertigungsrisiken

sozial menschengerechte Arbeitsbedingungen, d.h. günstige Gestaltung vong g g , g g g Arbeitsplätzen Arbeitsabläufen Betriebsmitteln

ökologisch Senkung der Umweltbelastungen, wie z.B.: Luftbelastung Bodenbelastung

W b l t Wasserbelastung

Durch die Mehrdimensionalität der Ziele und die Restriktionen führt eine Fabrikplanung i.d.R.


nicht zu einem Optimum sondern zu einem zufriedenstellenden Kompromiss


Anlässe der Planung:

• Erhöhung der Fertigungskapazität aus Wachstumsgründen

• Einführung einer neuen Technik

• Aufnahme der Fertigung neuer Produkte

• Beseitigung überkommener Produktions- und Arbeitsverhältnisse

• Beseitigung technisch-wirtschaftlicher Missstände durch Rationalisierungsprojekte

Art der Planung

• Umstellungsplanung

• Neuplanung

• ErweiterungsplanungFabrikplanung hat mittel bis langfristigen Charakter soll aber flexibel sein d h dieFabrikplanung hat mittel- bis langfristigen Charakter, soll aber flexibel sein, d.h. dieMöglichkeit vorsehen, kurzfristige inner- und außerbetriebliche Vorstellungen und Vorgänge aufzunehmen und wirtschaftlich umzusetzen.F b ik l i ti t i h d U t h t l d k l


Fabrikplanung orientiert sich an der Unternehmungsgesamtplanung, der kommunalen Gewerbeplanung, der branchenbezogenen Industrieplanung usw..


O ti i d Güt flOptimierung des Güterflussesdurch die einzelnen Stationen des Fertigungsbereiches ist eines der Hauptziele der Fabrikplanung.

Güterflussist die Kombination aus Material-, Personal-, Energie- und Informationsfluss. Je nach B h d i i t i d Ei t t di K bi tiBranche dominiert ein anderes Einsatzgut diese Kombination

Grundstückauf dem der zu optimierende Güterfluss stattfinden soll, determiniert seinerseits die Planung durch seine

Flächenmäßige AusdehnungSt kt ll K t ( B B b ö li hk it V k h hlüStrukturellen Komponenten (z.B. Bebauungsmöglichkeiten, Verkehrsanschlüsse

usw.)



Optimierung des Güterflussesdurch die einzelnen Stationen des Fertigungsbereiches ist eines der Hauptziele der Fabrikplanungdurch die einzelnen Stationen des Fertigungsbereiches ist eines der Hauptziele der Fabrikplanung.

Güterflussist die Kombination aus Material-, Personal-, Energie- und Informationsfluss. Je nach Branche dominiert ein anderes Einsatzgut diese Kombination

Grundstückauf dem der zu optimierende Güterfluss stattfinden soll, determiniert seinerseits die Planung durch seine

Flä h äßi A d h• Flächenmäßige Ausdehnung• Strukturellen Komponenten (z.B. Bebauungsmöglichkeiten, Verkehrsanschlüsse usw.)



Planungsphasen Inhalte der Planungsphasen

1. Grobplanung - Ideal-Layout - alternative Real-Layouts- Planungsbericht mit der Begründung für die formulierten Alternativen- Entscheidung i d R der Unternehmungsleitung (GO - NOGO)Entscheidung i.d.R. der Unternehmungsleitung (GO NOGO)

2. Feinplanung Vervollständigung und Verfeinerung der Alternativen der Real-Layouts

3. Umzugsplanung - betroffene organisatorische Einheit 3 U ugsp a u g be o e e o ga sa o sc e e- neuer Bereich, in den umgezogen wird -Termine

4. Ausführung - Koordination, Durchsetzung und Kontrolle der Baupläne, B füh lä U lä A h ib t lBauausführungspläne, Umzugspläne, Ausschreibungsunterlagen

- Kosten-, Terminpläne- Vergabe, laufende Überwachung, Abnahme, Inbetriebnahme einschließlich der Abrechnungg

5. Abschluss - Endabnahme, Übergabe, Inbetriebnahme - Schlussabrechnung und Dokumentaton




Ablauf einer praktischen Fabrikplanung (1/4)










3.5 Planung und Steuerung des Fertigungs- und Absatzprogramms

3 5 1 A t d P l3.5.1 Arten der ProgrammplanungStrategische, taktische und operative Planung deckt sich weitgehend mit den Begriffen lang-, mittel- und kurzfristig. Frage: welche Märkte, Arten und Mengen von Produkten?

1. Strategische Programmplanung• Vorstellungen in sehr allgemeiner Form

l b l N hf h P d kt i i i ll A b t b• globale Nachfrage nach Produkten, prinzipielle Angebotsanpassung - grobe Abschätzung des möglichen Produktangebots (Produktspektrums) Schlüsse auf die erforderlichen Produktionstechniken und -potentiale

• Produktvorstellung Technikvorstellung Beschaffungs- und AbsatzmärkteProduktvorstellung, Technikvorstellung Beschaffungs- und Absatzmärkte Arbeitskraftmärkte Strategische Programmüberlegungen Existenzsicherung

• frühzeitige Erkennung der Richtung für das Fertigungsprogramm,• ertragsfähige Produktfelder aufspüren und Rahmen für spätere• ertragsfähige Produktfelder aufspüren und Rahmen für spätere

Fertigungsprogramme festlegen. • Marktstrategien: Orientierungs- und Gestaltungsrahmen für die taktische und

operative Programmplanung


p g p g

3.5.1 Arten der Programmplanung

2. Taktische Programmplanung

• für die in der strategischen Planung festgelegten Produktfelder

• Konkretisierung der Produkte (Grundformen und Varianten) und Verfahren durch

Forschung, Entwicklung und Konstruktion

Differenzierung der Produktqualitäten• Differenzierung der Produktqualitäten

• Festlegung der Programmtiefe für mehrteilige Produkte (welche Teile/Baugruppen

werden selbst gefertigt welche fremdbezogen - make or buy)werden selbst gefertigt, welche fremdbezogen make or buy)

• Festlegung der Qualität und Dimension der Fertigungskapazitäten

• Festlegung der qualitativen und quantitativen Anforderungen an die Mitarbeiterg g q q g


3.5 Planung und Steuerung3.5.1 Arten der Programmplanungg p g

3. Operative Programmplanung

• voll eingebettet in den Rahmen der strategischen und taktischen Programmplanung

• erfolgt für eine präzise abgegrenzte Planperiode (meist das Geschäftsjahr)

• legt fest, was in dieser Periode gefertigt wird nach Menge, Art, Qualität

• abgesetzte Menge = hergestellte Menge -> Absatz- und Fertigungsplan identisch

Auseinanderklaffen von Fertigungs- und Absatzplan:

• Lageraufträge Ersatzteilaufträge innerbetriebliche Aufträge saisonale• Lageraufträge, Ersatzteilaufträge, innerbetriebliche Aufträge, saisonale

Absatzschwankungen, Zukäufe von Handels-waren

• im weiteren wird von identischen Absatz- und Fertigungsprogrammplänen g g p g p

ausgegangen (Programmplanung)


3.5 Planung und Steuerung des Fertigungs- und Absatzprogramms3.5.2 Strategische Programmplanung

3 5 2 1 A f b 1/23.5.2.1 Aufgaben 1/2

1. Produktfeldermit langfristig angemessenem Erfolgspotential auswählen, d.h. neu hinzunehmen, beibehalten oder aufgeben

P d ktf ldProduktfeldabgrenzbares Grundprodukt mit allen seinen Varianten (z.B. Fliesen mit Farben undAbmessungen, Herrenhosen in allen Größen und Stoffarten usw.)

2. PrognosenBedarfe, Bedarfsänderungen, Produktinnovationen, Verfahrensinnovationen, O i ti i tiOrganisationsinnovationen



3.5.2.1 Aufgaben 2/23 Folgeplanungen3. Folgeplanungen

- Auswahl des Absatzmarktes

- technische Verfahren

- grobe Abschätzungen des Erfolgspotentials (wachsender Markt?)

- Kapitalbedarf für den Eintritt in den Markt

- Absatzmengen und -preise -> Umsatz, Gewinnschwelle

- Konkurrenzintensität, Verhalten der Mitbewerber

- RisikoabschätzungRisikoabschätzung

- Risikominderung durch Diversifikation (Kombination mehrerer Produktfelder) -

Nebeneffekte: Steigerung der Ergiebigkeit sinnvoll, wenn Potentiale aufgebaut

sind.(Fertigungskapazitäten, Mitarbeiterstamm mit spezifischen know- how, Ansehen

des Unternehmens im Markt, zusätzliche Durchführbarkeit von Recyclingmaßnahmen,


Vertriebssystem usw.) ("Schuster bleib bei deinem Leisten!")


3 5 2 2 M th d3.5.2.2 Methoden

• Lageanalyse

• Lageprognose

• Wirkungsprognose

• Portofolioanalyse


3.5.3 Taktische Programmplanung

Systematische Ideensuche nach

ProduktgruppenProduktenProduktkomponentenProduktgruppen Produkten Produktkomponenten

- Präzisierung der strategischen Vorgaben durch Forschung & Entwicklung KonstruktionPräzisierung der strategischen Vorgaben durch Forschung & Entwicklung, Konstruktion,

- Berechnung (kaufmännische Kalkulation)

- erste Vorstellungen über Produktlebenszyklene ste o ste u ge übe odu t ebe s y e


3.5.3.1 Ideensuche

BedarfsanalyseHaben bestimmte Berufsgruppen, Einwohner bestimmter Regionen, soziale Schichten Verbände Vereine usw finanziell gedeckte Bedürfnisse?Schichten, Verbände, Vereine usw. finanziell gedeckte Bedürfnisse?

KonkurrenzanalyseU t h d K k t d ih P d ktUntersuchung der Konkurrenten und ihrer Produkte

VerwendungsanalyseB häf i i i h i h ll ä di E b i dBeschäftigung mit eigenen noch nicht vollständig genutzten Ergebnissen der Forschung und Entwicklung in Hinblick auf weitere Verwertung

E b i Hi i f M kt i h P d ktf ld P i t i klErgebnis: Hinweise auf Marktnischen, Produktfelder, Preisentwicklungen

Ziel: Produktidee ist neu, begehrenswert, unverwechselbar mit Konkurrenzprodukten (eigeneKonkurrenzprodukten (eigene Identität)

Kreativitätstechniken:logisch-systematisch (z B morphologische Methode)


logisch-systematisch (z.B. morphologische Methode) intuitiv-kreativ (z.B. Brainstorming)

3.5.3.2 Forschung und Entwicklung (F&E)

F&E bedeutet Systematisierung und Organisation (Einbindung in das Unternehmen) der Suchprozesse nach neuen Ideen.

1. Forschungnachprüfbares Suchen, Formulieren und Lösen von Grundproblemen nach wissenschaftlichen Methoden (eher langfristig).

Grundlagenforschungvorhandenes Wissenspotential durch neue Erkenntnisse erweitern, ohne eine spätere praktische Verwertbarkeit der gefundenen Forschungsergebnisse von vornherein zu spezifizieren

dt d d i ti t F h (Z kf h )angewandte oder anwendungsorientierte Forschung (Zweckforschung)übernimmt das neugewonnene Wissen aus der Grundlagenforschung und überprüft es zügig auf seine Anwendungs-möglichkeiten und Anwendungsbedingungen


Anwendungsbedingungen


Forschungsrisiken:

ob überhaupt Neues gefunden wird- ob überhaupt Neues gefunden wird

- (Risikominimierung:

1 Parallelforschung im Haus oder extern in Forschungsinstituten ->1. Parallelforschung im Haus oder extern in Forschungsinstituten ->

hohe Kosten

2. Gemeinschaftsforschung -> Ertragspotentiale werden auch geteilt) g g p g )

- gefundene Forschungsergebnisse im industriellen Maßstab nicht realisierbar

- Produktinnovation zu teuer

- zu spät zur Produktionsreife

- fehlende Nachfrage

- eingeräumte Schutzrechte dritter (z.B. Patente)

Manchmal kann die eigentliche S che erfolglos bleiben dagegen ein anderes


Manchmal kann die eigentliche Suche erfolglos bleiben, dagegen ein anderes verwertbares Produkt gefunden werden.


Forschung ist i.d.R. mittel und langfristig eine zentrale Aufgabe im Unternehmen.

Ziele :

neue Produkte

Wettbewerbsvorteile

neue Märkte

quantitaves Wachstum (auch der technischen Fertigungskapazitäten)

Qualitätsverbesserung

Kosten - d.h. Wettbewerbsvorteile

qualitatives Wachstum

P ti M ht Prestige, Macht

Unabhängigkeit



2. Entwicklungg

Überführen von Forschungsergebnissen zur Fabrikationsreife unter Beachtung wissenschaftlicher Erkenntnisse und vorhandener Techniken (eher mittel- bis kurzfristig).

Funktionsgliederung nach Innovationsgrad

NeuentwicklungForschungsergebnisse so auswerten und umformen, dass unter Berücksichtigung des bisherigen Wissens und vorhandener Techniken realisierbare Produkte entstehen.

WeiterentwicklungVerbesserung von Stoffen, Produkten, usw.

Erprobung


Überprüfung von Eigenschaften

3.5.3.3 Konstruktion

KonstruktionVorbereitung der Produkte auf die Fertigung (i.d.R. mittel- bzw. kurzfristiger Natur)

Ergebnis : gpräzise Beschreibung eines anwendungsreifen Produkts (Konstruktionszeichnungen, Konstruktionsstücklisten)



T il bi tTeilgebiete: Entwerfen

Tätigkeit, die vom entwickelten Produktkonzept ausgeht und dieses nach technischen und wirtschaftlichen Merkmalen so weit ausformt dass dastechnischen und wirtschaftlichen Merkmalen so weit ausformt, dass das "Ausarbeiten" - das sich daran anschließt - ohne Schwierigkeiten möglich ist. Es umfasst Festlegung der gestaltungsbestimmenden Anforderungen (Funktion, Sicherheit, Ergonomie, Kosten, Umweltverträglichkeit, ( , , g , , g ,Transport, Gebrauch) - weitere Bearbeitungsschritte: Erarbeiten von Grobentwürfen, Fortentwicklung von Feinentwürfen, Bewerten der Feinentwürfe

Ausarbeitenpräzisiert den Produktentwurf unter verschiedenen Gesichtspunkten weiter und

b it t ll f d li h U t l fü di F ti (Z i herarbeitet alle erforderlichen Unterlagen für die Fertigung (Zeichnungen, Vorschriften für Prüfung, Montage sowie Transport, Anweisungen für Betrieb und Instandhaltung sowie sonstige Unterlagen für die Fertigungsvorbereitung



S h ittSchritte:

-Detaillierung des Produktentwurfs -Berücksichtigung von Standardisierungsvorschriften -Kennzeichnung von Zukaufteilen -Bildung von Baugruppen (auch Scheinbaugruppen) Ü-Überprüfung sämtlicher Fertigungsunterlagen

Erhebliche Bestimmung des späteren Fertigungsablaufs, d.h. auch spätere Fehler und K tKosten.



Konstruktionsarten

nach Kreativitätsanspruch:

Neukonstruktion (schöpferische Ingenieurarbeit)

i.d.R. kundenauftragsneutral mit einem Anforderungsprofil, das in einem

Pflichtenheft dokumentiert wird (Angaben über technische Funktionen,

Qualitätsansprüche Grund- und Zusatznutzen Sicherheitsvor-schriften usw ) - einQualitätsansprüche, Grund und Zusatznutzen, Sicherheitsvor schriften usw.) ein

erstes Bild darüber, wie das neue serienreife Produkt aussehen soll

Umkonstruktion (Ingenieurarbeit)

Anpassungskonstruktion (Technikerarbeit)



h k f ä i h Z k• nach kaufmännischen Zweck:

Angebotskonstruktion (technische Angebotsbearbeitung)

auf Kundenanfrage hin technisch-konstruktive Lösung des Kundenproblems,

Realisierbarkeit des Produkts Preisangebot

großes Gewicht im Großanlagenbau

A ft k t kti (K d ft b K t kti )Auftragskonstruktion (Kundenauftragsbezogene Konstruktion)

auf erhaltene Kundenaufträge bezogen, häufig in der Fertigungsplanung,

technische Einzellösungen im Sinne des Kundenwunsches greift auf dietechnische Einzellösungen im Sinne des Kundenwunsches, greift auf die

technische Lösung der Angebotskonstruktion zurück und verfeinert sie - oft

unter hohem Termindruck nachträgliche konstruktive Produktänderung,


Änderungskosten


Ä d k t b ti f ktÄnderungskostenbestimmungsfaktoren:Konkretisierungsgrad des neuen Produkts Breite und Tiefe des Fertigungsprogramms Komplexität der Produkte

Betriebsmittelkonstruktion:Sondermaschinen, Vorrichtungen oder Werkzeuge für die eigene Fertigung

Erprobungversuchsweiser Einsatz von Prototypen (bei Serienfertigung)Zi l V l i h d i kti h Ei t i lt d d b h tZiel: Vergleich der im praktischen Einsatz erzielten und der vorausberechneten Werte bei Großanlagen: Probelauf der fertigen Anlageunsystematische und zu späte Erprobungen hohe Änderungskosten



E b i d K t ktiErgebnisse der Konstruktion

1. technische Zeichnungen (keine direkte kaufmännische Bedeutung)2. Erzeugnisgliederungen(Zerlegung eines Produktes bzw. Erzeugnisses klassifikatorisch in mehrere Ebenen bis zu seinen Einzelteilen)



E i li d d d tErzeugnisgliederungen werden verwendet:

• in der Auftragsabwicklung

• Angebotskalkulation

• bei konstruktiven Arbeiten (Wiederverwendung von Baugruppen)

• Materialbedarfsplanung

• geeignete Grundlage für den Stücklistenaufbau



3 Stü kli t3. Stücklisteist eine geordnete Zusammenstellung von Fertigungsteilen Bezugsteilen Normteilenmit Mengenangaben, Abmessungen und Güteangaben, die für die Fertigung einer Einheit eines Produkts benötigt werden.eines Produkts benötigt werden.

Mengenstückliste (Übersichtsstückliste)einfachste Form der Stückliste zählt in gereihter Form, aus welchen Einzelteilen sich ein P d kt t t St kt f hltProdukt zusammensetzt. Struktur fehlt.

Teilenummer MengeG 1 1G 1 1G 2 1G 3 2G 4 1T 1 7T 2 10T 3 3T 4 24


T 4 24


St kt tü kli tStrukturstücklistezeigt die Mengenstruktur.

BaukastenstücklisteZusammenstellung von Einzelteilen bzw. Baugruppen niederer Ordnung, die in jeweils einer Baugruppe enthalten sind. Erzeugnisgesamtdarstellung fehlt. Der Übergang zur Mengen oder Strukturstückliste sinnvollerweise mit EDV StücklistenprozessorMengen- oder Strukturstückliste - sinnvollerweise mit EDV-Stücklistenprozessor.

Bei der Serienfertigung mit vielen Varianten (Spielarten) wird auf jeder Stufe der Produktionsstruktur eine Unterscheidung inProduktionsstruktur eine Unterscheidung in• Gleichteilestückliste bzw.• Variantenstücklistevorgenommenvorgenommen.Die Mengenstruktur einer Variante wird dann aus beiden Stücklistenarten ermittelt.



M t i l d h iMaterialverwendungsnachweis

informiert darüber, in welche Produkte ein Teil bzw. eine Baugruppe eingeht.

Konstruktionsbegleitende Kostenrechnung

soll in jedem Stadium der Konstruktion eine Prognose über die Struktur und die Höhe der Produktionskosten ermöglichen. Voraussetzung: eine leistungsfähige, projektorientierteKostenrechnung, aber auch Mitarbeiter der Konstruktion, die in der Lage und bereit sind,vernetzt technisch und kaufmännisch zu denken.


3.5.4 Operative Programmplanung

3 5 4 1 Z t l F t ll3.5.4.1 Zentrale Fragestellung

für eine einzige Planperiode (Jahr) bzw. deren Unterteilungen (Monate) das optimale Fertigungsprogramm (die Art und Menge der Produkte) zu berechnen (unter BeachtungFertigungsprogramm (die Art und Menge der Produkte) zu berechnen (unter Beachtung der Nebenbedingungen).

Folgende Größen gelten dabei als konstant:Folgende Größen gelten dabei als konstant: • Fertigungskapazitäten • Fertigungsverfahren • erforderliche Produktionskoeffizienten• erforderliche Produktionskoeffizienten • Produktstrukturen• Koeffizienten der Zielfunktion (i.d.R. Deckungsbeiträge)

L k ität• Lagerkapazitäten• Absatzhöchstmengen• Beschaffungshöchstmengen

K it lb d t


• Kapitalbudgets

3.5.4.1 Zentrale Fragestellung

Di k f i ti P l i d ft l t ti h d t i i ti hDie kurzfristige Programmplanung wird oft als statisches, deterministisches Entscheidungsmodell formuliert. Als Methode für die Lösung dieses Problems bietet sich die lineare Optimierung an.

Das Modell kann erweitert werden um folgende Gesichtspunkte: Wahl zwischen mehreren Verfahren Kontinuitätsbedingung für den Produktionsdurchlauf Kontinuitätsbedingung für den Produktionsdurchlauf Eigenfertigung / Fremdbezug bei mehreren Zweigwerken - Zuordnung der Teile auf verschiedene

ZweigwerkeZweigwerke Prozessbedingungen (z.B. Kuppelproduktion) Reihenfolge / Terminprobleme Fragen des Recycling Fragen des Recycling

Solche Modelle stoßen dann aber sehr schnell an die Grenzen der Lösbarkeit.


3.5.4.2 Kundenproduktion

K d ft f tiKundenauftragsfertigung

liegt vor, wenn mit der Fertigung erst angefangen wird, nachdem die vertragliche Festlegung erfolgt ist I d R handelt es sich um das kundenindividuelle oder zumindestFestlegung erfolgt ist. I.d.R. handelt es sich um das kundenindividuelle oder zumindest an den Kundenwunsch angepasste Produkt.

1 Grundsätzliche Entscheidungen1. Grundsätzliche Entscheidungen– Annahme oder Ablehnung des Auftrags– Reservierung von Kapazitäten für noch nicht erfolgte Kundenaufträge

2. Verhalten bei niedriger Auslastung der Fertigung– Reservierungen werden bereitwillig vorgenommen

E t h id k it i fü di A h /Abl h d K d ft– Entscheidungskriterium für die Annahme/Ablehnung des Kundenauftrags: Deckungsbeitrag


3.5.4.2 Kundenproduktion

3 V h lt b i h h A l t d F ti (K ität bl )3. Verhalten bei hoher Auslastung der Fertigung (Kapazitätsproblem)– Überstunden, Mehrschichtbetrieb– Aufstockung der Leistungskraft einzelner Fertigungsstufen durch

IntensitätserhöhungIntensitätserhöhung– Verfahrenswechsel– Überprüfung der "make or buy- Entscheidung"

t kti h E it i titi– taktische Erweiterungsinvestitionen

Ni ht d F ti d Ab t i t d i ä E t h id t dNicht das Fertigungs- und Absatzprogramm ist der primäre Entscheidungsgegenstand,sondern eine Fülle von Anpassungs-maßnahmen von der Einsatzseite her.


3.6 Planung und Steuerung des Fertigungsprozesses

3.6.1 Grundlagen der Fertigungsvorbereitung

Umsetzung der Vorgaben der operativen Programmplanung setzt voraus Arbeitsprozesse mit geordnetem Vollzug, d.h. unter wirtschaftlich-technischen Gesichtspunkten zielorientiert geplante und gesteuerte Prozesse .

Synonyme für die Fertigungsvorbereitung: Arbeitsvorbereitung, Produktionsplanung und –Steuerung.

Aufgabenstellung ist aus dem Ideengut der wissenschaftlichen Betriebsführung hervorgegangen (Taylor):im Meisterbereich industrieller Großunternehmungen eine Organisation nach demim Meisterbereich industrieller Großunternehmungen eine Organisation nach dem Verrichtungsprinzip (Spezialisierungsprinzip) durchzuführen. Funktionsmeisterprinzip



A ft il d M i t i i GAufteilung der Meister in zwei Gruppen

1. Ausführungsmeister– Vorrichtungsmeister

ist zuständig für die Bereitstellung von Vorrichtungen und Werkzeugen

– Geschwindigkeitsmeisterzuständig für das Arbeitstempo, Vorschübe u.a.

– Prüfmeisterzuständig für Qualitäten, Genauigkeiten und Toleranzen

– Instandhaltungsmeisterzuständig für die Pflege und Wartung von Maschinen



2 M i t d A b it bü2. Meister des Arbeitsbüros

– Meister für Arbeitsverteilungschreibt die täglichen Arbeitsanweisungen für die Ausführungsmeister aus

– Unterweisungsmeisterunterrichtet die Meister und Arbeiter über Einzelheiten ihrer Arbeiten

– Zeitmeisterarbeitet die Vorschriften über die Arbeitszeiten aus

– Aufsichtsmeisterist für die Arbeits- und Betriebsdisziplin zuständig



Konsequenz der Bildung von acht verrichtungsmäßig spezialisierten Meisterbereichen ist ein Mehrliniensystem (jeder Mitarbeiter hat acht Vorgesetzte (Meister), von denen er Anweisungen erhältAnweisungen erhält. Einheitlichkeit) der Auftragserteilung (H.Fayol) kann nur durch umfassende Entscheidungskoordination erreicht werden.

Aus den Aufgaben der vier "Meister des Arbeitsbüros" hat sich im Laufe der Zeit die Aufgabenstellung der Fertigungsvorbereitung herauskristallisiert.

Fertigungsvorbereitungumfasst alle planenden und steuernden Teilaufgaben für die Herstellung von Produkten mit dem Ziel einer optimalen Realisation aller Arbeitsprozesse (Definition in Anlehnung p p ( gan den Ausschuss für wirtschaftliche Fertigung (AWF))









3 6 2 1 Ei l it d F ti l3.6.2.1 Einleitende Fertigungsplanung

1.Auftragsumwandlung

(u.U. bereits im Vertrieb unmittelbar nach dem Eingang von Kundenaufträgen) Umformung von ursprünglichen Aufträgen (Kommissionen) in abgeleitete Aufträge sowie Bildung von Erzeugnis bzw Teilegruppen (Familien und Lose)Bildung von Erzeugnis- bzw. Teilegruppen (Familien und Lose)


3.6.2.1 Einleitende Fertigungsplanung



Entscheidungsrelevante Kosten bei der Bildung der optimalen Losgröße

1 l öß fi Rü tk t1. losgrößenfixe Rüstkosten2. losgrößenvariable Zins- und Lagerkosten

J öß di L öß d i i b i b P i d b d f di Z hl dJe größer die Losgröße, desto geringer ist bei gegebenem Periodennettobedarf die Zahl der Rüstvorgänge pro Periode. Mit einem Ansteigen der Losgrößen -> Abnahme der Rüstkosten pro Stück, Ansteigen der Zins- und Lagerkosten (längere Lagerdauer, höhere Lagerbestände)

OptimierungsproblemMinimierung der Summe dieser gegenläufigen Kostenkategorien unter der Berücksichtigung der Nebenbedingungen wie z B Maschinen- Transport- und Lagerkapazitäten periodischeNebenbedingungen wie z.B. Maschinen , Transport und Lagerkapazitäten, periodische Beschaffungsgrenzen, Kontinuitätsbedingungen des Durchlaufs, bereits gebildete Lose untergeordneter Teile usw.



Das statische Modell der Losgrößenbildung ist eines der ältesten, einvariablen, statischen, nichtlinearen Optimierungsmodelle in der Industriebetriebslehre (1915 von Harris und unabhängig davon 1929 von Andler formuliert )davon 1929 von Andler formuliert.)

Das Grundmodell ist in verschiedene Richtungen erweitert worden, wird aber auch in seiner einfachen Form sehr oft verwendet.e ac e o se o t e e det

Für die dynamische Losgrößenplanung hat sich der Wagner/Whitin-Algorithmus durchgesetzt.

StücklistenausfertigungKonstruktionsstückliste -> Fertigungsstückliste, Materialstückliste, TerminstücklisteDie Stücklistenverwaltung geschieht in größeren Industrieunternehmen mit Hilfe vonDie Stücklistenverwaltung geschieht in größeren Industrieunternehmen mit Hilfe von Standardsoftwarepaketen.


3.6.2.2 Fertigungsablaufplanung

1. Arbeits- und Zeitplanung

A b it lArbeitsplanungFestlegung der Arbeitsgänge, bei Wahlmöglichkeit Festlegung des Verfahrens

Z i lZeitplanungErmittlung der Vorgabezeit für die in der Arbeitsplanung festgelegten Arbeitsgänge unter Berücksichtigung der gewählten Arbeitsverfahren.

VorgabezeitZeit, die ein Mitarbeiter verbrauchen kann, um für einen bestimmten Arbeitsvorgang das einzusetzende Betriebsmittel zu rüsten und um einen Auftrag auszuführen Unterstellt wird dabeieinzusetzende Betriebsmittel zu rüsten und um einen Auftrag auszuführen . Unterstellt wird dabei stets eine Normalleistung des Mitarbeiters.





Vorgabezeit (sowohl für Arbeitskräfte als auch für einzelne Betriebsmittel) – Grundlage für die Terminplanung und Akkordentlohnung

Verfahren zur Ermittlung der Vorgabezeiten

1 Individuelle Zeitaufnahme1.Individuelle ZeitaufnahmeIst-Zeiten-Messung Leistungsgradschätzung U h f N ll i tUmrechnung auf Normalleistung

Streuungen bei der Ausführung, bei der Arbeitsmethode und bei den Betriebsmitteln, Randbedingungen und LerneffektenRandbedingungen und Lerneffekten

Teilefamilien: Zeitaufnahme für einzelne Teile - Richtwertkataloge - Schätzung der Vorgabezeiten für neue Teile mit Hilfe dieser Unterlagenfür neue Teile mit Hilfe dieser Unterlagen



2. Verfahren vorbestimmter ZeitenL i t d hät tfälltLeistungsgradschätzung entfällt

Annahme: Arbeitsgänge lassen sich in einzelne Bewegungselemente unterteilen, deren Zeitbedarf bei gleichbleibenden Bedingungen gleich ist. Bewegungsabläufe werden systematisch analysiert und den einzelnenBewegungsabläufe werden systematisch analysiert und den einzelnen Grundbewegungen Normalzeiten zugeordnet,

empirische Untersuchungen Ergebnisse in Tabellen bzw in Katalogform für einzelneempirische Untersuchungen - Ergebnisse in Tabellen bzw. in Katalogform, für einzelne Grundbewegungen sogenannte Bewegungszeittabellen

Bekannteste Methoden:Bekannteste Methoden:–MTM (Methods Time Measurement)*–BMT (Basic Motion Timestudy)*WF (Work Factor System)–WF (Work Factor System)

–DMT (Dimensional Motion Time)

*) in Deutschland am weitesten verbreitet


) in Deutschland am weitesten verbreitet


2. Arbeitsfolgeplanung

R ih f l d D hfüh i d R t h i h d l i h i dReihenfolge der Durchführung i.d.R. technisch oder logisch zwingendteilweise Freiräume für alternative Arbeitsfolgen, parallele Ausführung oder Überlappung von Arbeitsgängen Aufgabe der Arbeitsfolgeplanung:

zwingend Arbeitsfolgen festlegenbei Vorliegen von Freiräumen: in Hinblick auf gewählte Zielfunktion optimale Reihenfolge wählenReihenfolge wählenFestlegen des Fertigungsmittels auf dem der Arbeitsgang ausgeführt wird und zugehörige Vorgabezeit

Ergebnis der Arbeits- und Zeitplanung: Arbeitsplan



Informationen im Arbeitsplan (zusätzlich zu den o.g.) sind z.B.:

Id t• Identnummer• Zeichnungsnummer • Werkstoff Abmessungen

K i h d A b i• Kennzeichnung des Arbeitsganges• Maschinengruppe• Fertigungshilfsmittel• Lohngruppe• Lohnart• Rüstzeit• Stückzeit• Teilefamiliennummmer• usw.



Der Arbeitsplan gehört neben den technischen Zeichnungen und den Stücklisten zu den wichtigsten Datenträgern für die Gestaltung des Fertigungsprozesses.

Kaum Standardisierung der Arbeitspläne -> firmenindividuelle Regelungen

Verwendung der Daten aus dem Arbeitsplan:Verwendung der Daten aus dem Arbeitsplan:Vor- und Nachkalkulation, Lohnberechnung, Wi t h ftli hk it hWirtschaftlichkeitsrechnungen, Terminplanung usw.

b h fü üb d t F kti i B I titi l M t i lfl laber auch für übergeordnete Funktionen wie z.B. Investitionsplanung, Materialflussplanung, Personalbedarfsplanung aus dem Arbeitsplan abgeleitete Datenträger (Arbeitspapiere)

Materialentnahmescheine, Terminkarten, Lohnscheine, Laufkarten usw.




3.6.2.3 Termingrobplanung

- Gegenstück zur Terminfeinplanung (Terminsteuerung) b i Ei lf ti b G ß j kt- nur bei Einzelfertigung bzw. Großprojekten

- mittlere Verweildauer der Erzeugnisse (Produkte, Anlagen) - Durchlaufkurven- Ecktermine des Projekts, möglichst gleichmäßige Auslastung der Fertigungskapazitäten - Endterminierung der Projekte und damit Vermeidung von Verzugskosten (Poenalen) - Planungszeitraum hängt vom hergestellten Produkt ab

Quartals Halbjahres oder Mehrjahresplanung- Quartals-, Halbjahres- oder Mehrjahresplanung- Bezugszeiträume -> Zuordnung von Eckterminen relativ global und unsicher - lediglich ganze Fertigungsabschnitte



Aufgabenbereiche

1 D hl ft i i1. Durchlaufterminierungeinzelne Projekte bzw. deren Teile terminlich den vorhandenen Kapazitäten der verschiedenen Fertigungsstufen ohne Berücksichtigung der Kapazitätsbegrenzung zugeordnet - grobe Belastungsprofile der vorhandenen Kapazitäten (Belastungsjahre)zugeordnet - grobe Belastungsprofile der vorhandenen Kapazitäten (Belastungsjahre)

2. Kapazitätsterminierungergibt sich aus der Durchlaufterminierung durch Hinzunahme derergibt sich aus der Durchlaufterminierung durch Hinzunahme der Kapazitätsbegrenzungen Aufgabe; Ausgleich zwischen Kapazitätsangebot und Kapazitätsnachfrage = Kapazitätsabgleich oder Kapazitätsabstimmung



Ziele der Kapazitätsterminierung:gute Termineinhaltung (Ressource-Allocation)gleichmäßige Kapazitätsbelastung im Zeitablauf (Production Smoothing)gleichmäßige Kapazitätsbelastung im Zeitablauf (Production Smoothing)

Termingrobplanung mit Netzwerken



Projektplanung Phasen:

St kt l Abbild d P t kt d P j kt– Strukturanalyse - Abbildung der Prozessstruktur des Projekts– Zeitanalyse - Schätzung von Vorgangs- und Verknüpfungsdauern, Analyse zeitlicher

Freiheitsgrade und ProjektterminierungKapazitätsplanung Beschäftigungsplanung für einen Zeitplan bzw Planung der minimalen– Kapazitätsplanung - Beschäftigungsplanung für einen Zeitplan bzw. Planung der minimalen Projektdauer unter Kapazitätsrestriktionen

– Kostenplanung für einen Zeitplan bzw. Planung einer kostenoptimalen Projektdurchführung

ProjektüberwachungFeststellung und Analyse von Plan-Ist-Abweichungenerreichter Projektfortschritt (Datenänderungen neue Schätzungen) > Plankorrekturenerreichter Projektfortschritt (Datenänderungen, neue Schätzungen) -> Plankorrekturen


3.6.2.4 Transportplanung

innerbetriebliche Transportaufgaben

B ti ößBestimmungsgrößen:technische Eigenschaften der Erzeugnisse (bzw. Fertigungsprogramm) Organisationsform der FertigungDatenmengen (und deren Qualität) aus den Arbeitsplänen bzw derDatenmengen (und deren Qualität) aus den Arbeitsplänen bzw. der Termingrobplanung

Gestaltung des TransportsystemsGestaltung des Transportsystems



Planung der technischen Ausrüstung

T t itt lTransportmittelFahrzeuge, Ladegeräte, Kräne, Gabelstapler, Lastwagen, Waggons, Schiffezu berücksichtigenden Merkmale: Vielfältigkeit im Einsatz, Aktionsradius, Nutzlastkapazität Wartungsgrad Antriebsart Umweltbelastung uswNutzlastkapazität, Wartungsgrad, Antriebsart, Umweltbelastung, usw.

TransporthilfsmittelC t i Ki t S il P l tt FäContainer, Kisten, Seile, Paletten, Fässer, usw.zu berücksichtigende Merkmale: Haltbarkeit, Austauschbarkeit, Transport-, Stapel-und Lagerfähigkeit

TransportwegeKanäle, Autobahnen, Schiene, Straßen, Aufzüge, Tunnel, usw.

b ü k i hti d M k l W tä d B d b h ff h itzu berücksichtigende Merkmale: Wasserstände, Bodenbeschaffenheit, Entfernungen, Steigungen, usw.



Planung des Transportmitteleinsatzes

für jedes Transportmittel mit gegebener Nutzlast die Transportroute, die

Transportintensität und den Transportrhythmus unter Kostengesichtspunkten zu planen

Ergebnis: Transportmittel nach Bedarf oder fester Transportmittelfahrplan

Leitziele: Zweckmäßigkeit, Flexibilität, Wirtschaftlichkeit bei simultaner

Problemformulierung und -lösung mit den Interdependenzen zum Fertigungsplan und -

potential


3.6.3 Fertigungssteuerung

Kennzeichnung der Fertigungssteuerung

Nach der Erledigung der Teilaufgaben der Fertigungsplanung gehen die Aufträge in denNach der Erledigung der Teilaufgaben der Fertigungsplanung gehen die Aufträge in den

Auftragsbestand

-> bei Herannahen der Grobtermine - Einschleusung in den Fertigungsprozess

Auftragsfreigabe

Veranlassung, den Auftrag fertigungstechnisch zu erledigen, i.d.R. eine bestimmte Zeit vor dem

Eintritt des Grobtermins Fertigungssteuerung kann sowohl zentral als auch dezentral erfolgen. Die

Arbeitsweise der Abteilung (Fertigungssteuerung) ist aber verschieden.



Zentrale Fertigungssteuerung

jede Fertigungsstufe direkt mit der "übergeordneten Abteilung" Fertigungssteuerung verknüpft.

Jede einzelne Fertigungsstufe erhält von der Fertigungssteuerung ihre Steuerungsanweisungen

d ibt di f d li h Rü k ld h B di d A füh diund gibt die erforderlichen Rückmeldungen nach Beendigung der Ausführung an die

Fertigungssteuerung. Erforderliche Koordinationsmaßnahmen werden von der Fertigungssteuerung

durchgeführt, von wo erneut Steuerungsinformationen an die einzelnen Fertigungsstufen gegeben du c ge ü , o o e eu S eue u gs o a o e a d e e e e e gu gss u e gegebe

werden



Dezentrale Fertigungssteuerung

Die für die Steuerung des Materialflusses erforderlichen Dispositionsaufgaben werden zu einem

erheblichen Teil an die einzelnen Fertigungsstufen delegiert. In der "übergeordneten Abteilung"

Fertigungsteuerung verbleiben nur die Steuerungsfunktionen zur Erteilung neuer Aufträge sowie

zur Überwachung des Auftragsfortschritts.


3.6.3.1 Bereitstellung

Formen der Bereitstellung

1. Arbeitssystembezogene Bereitstellung

Einsatzgüter werden auf Dauer am Arbeitsplatz bereitgehalten

Betriebsmittel, Werkzeuge und Personen - unabhängig von der Auftragslage auf Dauer

einsatzbereit

Materialien i d R WiederholteileMaterialien - i.d.R. Wiederholteile

Kapitalbindung an einzelnen Arbeitsplätzen: sehr hoch

Kosten für Maßnahmen der Einzelbereitstellung: sehr niedrigKosten für Maßnahmen der Einzelbereitstellung: sehr niedrig


3.6.3.1 Bereitstellung

2. Auftragsbezogene Bereitstellung

Betriebsmittel Werkzeuge und gelegentlich auch Mitarbeiter werden fallweise fürBetriebsmittel, Werkzeuge und gelegentlich auch Mitarbeiter werden fallweise für

einzelne Aufträge breitgestellt

Kosten für Grundausstattung mit Betriebsmitteln, Werkzeugen, Mitarbeitern: niedrig

wird bei ortsveränderlichen Arbeitsplätzen bevorzugt

Voraussetzung: exakte Bereitstellungsplanung

3. Kombinierte Bereitstellung

Arbeitsplatz hat eine Grundausstattung an Betriebsmitteln, Materialien und Werkzeugen

zusätzliche Einsatzgüter werden gesondert bereitgestellt

Kostenstruktur: analog zu den Anteilen der o.g. Bereitstellungsarten


3.6.3.2 Lenkung der Fertigung

Feinterminierung für alle Arbeitsvorgänge sowie für alle Betriebsmittel, so dass folgende Ziele erreicht werden: Niedrige Durchlaufzeit hohe Auslastung der Fertigungskapazitäten gute Termineinhaltung bzw. niedrige Terminabweichungen bei den Aufträgen

1. TerminsteuerungFestlegung der Termine für den tatsächlichen Arbeitsbeginn bzw. das tatsächliche Arbeitsende für alle Aufträge bzw. Arbeits-gänge (Feinterminierung) unter der Berücksichtigung der Ecktermine aus d T i b lder Termingrobplanung

Zu beachten:in den Arbeitsplänen festgelegte Arbeitsfolgen technisch bedingte Reihenfolgen Spielräume der Termingrobplanung



Präzisierung der Zielvorstellungen der Fertigungssteuerung

1 A ft b Zi l t ll1. Auftragsbezogene Zielvorstellungen

TerminzielvorstellungenMi i i d S ll V ä ll A f äMinimierung der Summe aller Verspätungen aller AufträgeMinimierung der durchschnittlichen Verspätung bestimmter Aufträge/Auftragsklassen Minimierung der größten Verspätung

DurchlaufzeitvorstellungenMinimierung der Gesamtdurchlaufzeit aller AufträgeMi i i d d h h ittli h D hl f it b ti t A ft ä /A ft klMinimierung der durchschnittlichen Durchlaufzeit bestimmter Aufträge/Auftragsklassen Minimierung der durchschnittlichen Lagerzeit aller Aufträge

2. Kapazitätsbezogene Zielvorstellungen

Maximierung der Kapazitätsauslastung (Minimierung der Brachzeiten)


Minimierung der Ruhezeiten


Gutenberg : Dilemma der AblaufplanungMinimierung der Durchlaufzeiten M i i d K ität l tMaximierung der Kapazitätsauslastung

Hilfsmittel für die Durchführung der Maschinenbelegungen S k f lStecktafelnGanntt-Diagramme (Balken-Diagramme)Plantafeln bzw. Matrizen: Maschinenfolgematrizen, Bearbeitungszeitmatrizen N t k Abl f hNetzwerke, Ablaufgraphen

Optimale Maschinenbelegungenkt O ti i d ll (i d i d t i ll P i k i R ll )– exakte Optimierungsmodelle (in der industriellen Praxis keine Rolle)

– Näherungsmodelle (i.d.R. Prioritätsregeln)knüpfen an Warteschlangenmodelle an Prioritätsregelnlegen durch die Vorgabe von Vorzugszahlen an die einzelnen Aufträge diejenige Reihenfolge der Bearbeitung an der jeweiligen Maschine fest, welche in Bezug auf das gesetzte Ziel bzw das gesetzte Zielsystem zu einer


in Bezug auf das gesetzte Ziel bzw. das gesetzte Zielsystem zu einer optimalen (zufriedenstellenden) Maschinenbelegung führt.

Prioritätsregel KOZ-Regel KRB-Regel HWZ-Regel GSZ-Regel

Zielvorstellung

(Kürzeste Operations-

zeitregel)

KRB Regel (Fertigungs-

zeitregel)

HWZ Regel(Dynamische

Wertregel)

GSZ Regel (Schlupfzeit-

regel)

MaximaleKapazitätsausnutzung

sehr gut gut mäßig gut

MinimaleGesamtdurchlaufzeit

sehr gut gut mäßig mäßig

Minimale Kostenorganisatorischer Lager

gut mäßig sehr gut mäßig

MinimaleTerminabweichungen

schlecht mäßig mäßig sehr gut


Zieleffizienzen von Prioritätsregeln

3.7.2.4 Zieldilemma der Rationalisierung

Es gibt nicht die optimale Prioritätsregel.

Die Güte der Prioritätsregel hängt ab von der Zielkombination den organisations- und

fertigungstechnischen Besonderheiten des Fertigungsprogramms

Empirisch wurde nachgewiesen, dass die Anwendung der Prioritätsregeln keine erheblichen

Kosteneinsparungen hervorruft, sondern i.d.R. zur Lösung von Zeit- und Bestandsproblemen

beiträgt (Wettbewerbsvorteile -> Umsatz -> Deckungsbeitrag



Bevorzugt werden Produkte/Aufträge:

KRB it d kü t R tb b it itKRB mit der kürzesten Restbearbeitungszeit

HWZ-Regel mit dem höchsten Wert des Zwischenprodukts

GSZ-Regel mit dem geringsten Wert der Differenz von neu zu errechnetem Fertigungstermin und geplantem Liefertermin



2. Arbeitsverteilung

Hauptaufgabe :Hauptaufgabe : Vorgaben der Fertigungsplanung bzw. -Steuerung veranlassen und durchsetzen

-> pünktlicher(s) Anfang/Ende der Arbeitsvorgänge

S f fSynonym: Aufgaben-, Auftragsverteilung

Zentrale ArbeitsverteilungArbeitsanweisungen kommen von der zentralen Stelle (z B Leitstand) Meister sind nurArbeitsanweisungen kommen von der zentralen Stelle (z.B. Leitstand), Meister sind nur Weisungsübermittler

Dezentrale Arbeitsverteilungüb t ä t d i l M i t Di iti ht b iüberträgt dem einzelnen Meister Dispositionsrechte bei

Zuordnung von Aufträgen zu Arbeitsplätzen Festlegung von Bearbeitungsfolgen Durchführung von KontrollenDurchführung von Kontrollen

Bei Abweichungen und Störfällen disponiert der Meister in dem Rahmen, der ihm von der übergeordneten Fertigungssteuerung vorgegeben wurde, unmittelbar neu.Gruppeninterne Arbeitsverteilung (Sonderfall der dezentralen Arbeitsverteilung)



3.Fertigungsüberwachung

S ll I t V l i hSoll-Ist-Vergleich

Abweichungsanalyse

Erkennen der Abweichungsursacheng

Anpassungsmaßnahmen

Lernprozess

verbesserte Vorgabewerte systematische Fertigungsfortschrittkontrolle

Voraussetzung: f k i i d S d Rü k ld (i d R BDE B i b d f )funktionierendes System der Rückmeldung (i.d.R. BDE = Betriebsdatenerfassung),Detaillierungs- und Präzisionsgrad richten sich dabei nach dem Detaillierungs- und Präzisionsgrad der Vorgaben



4. Fertigungssicherung

rechtzeitige Maßnahmen zur vorherigen Verhinderung bzw zur nachträglichen Minderung oderrechtzeitige Maßnahmen zur vorherigen Verhinderung bzw. zur nachträglichen Minderung oder Beseitigung von Störungen und der daraus resultierenden Abweichungen im Fertigungsprozess

Vorsorgende Sicherungsmaßnahmen (Aufbau und Durchhalten von Sicherheitsreserven)

Bereithalten von Reservemaschinen

Bereithalten von ReservepersonalBereithalten von Reservepersonal

Bereithalten von Reservematerial (Sicherheitsbestände)

vorsorgende Inspektionen und Instandhaltung

Einbau von Zeitreserven in die Prozesse

Kosten der Reservehaltung müssen niedriger sein als alle Folgekosten nach

Eintritt einer möglichen StörungEintritt einer möglichen Störung



Nachsorgende SicherungsmaßnahmenB h h d Wi k b it i t t Stö ( h ll bü k ti h d ffi i t)Beherrschen der Wirkungen bereits eingetretener Störungen (schnell, unbürokratisch und effizient)

Maßnahmen

zur unverzüglichen Bereitstellung von Ersatzmaterialien, Ersatzmaschinen,

ErsatzpersonalErsatzpersonal

zur kurzfristigen Abänderung von Arbeitsplänen bzw. Maschinenbelegungsplänen

zur kurzfristigen Änderung von Fertigungsaufträgen zu Beschaffungsaufträgen g g g g g g g

zum Fahren von Überstunden


3.6.4 Neuere Ansätze zur Gestaltung der Fertigungssteuerung

3.6.4.1 Änderung der Steuerungsproblematik von Fertigungsprozessen

Probleme beim Einsatz von (manuellen oder EDV-gestützten) FertigungssteuerungssystemenProbleme beim Einsatz von (manuellen oder EDV gestützten) Fertigungssteuerungssystemen ergeben sich aus den Annahmen über die industrielle Fertigung, die bis in die 60er / 70er Jahre oft richtig waren.

fDazu gehören folgende Annahmen: Serienfertigung

Vorherrschen technischer Ziele

Koordination der einzelnen Lenkungsaufgaben kann durch ein schrittweises sukzessives

Vorgehen erreicht werden.



Heute geltende Anwendungsbedingungen: gesättigte Nachfragemärkte

Zunahme spezieller Kundenwünsche (komplexe Problemlösungen)

Zunahme der Auftragsfertigung

steigende Anzahl der Varianten Sinken der Losgrößen steigende Anzahl der Varianten, Sinken der Losgrößen

Koordination immer komplexer

Neue Ziele statt der rein technischen Kapazitätsauslastung:

Erhöhung der Planungssicherheit

Erhöhung der Auskunftsbereitschaft bedarfsgerechte Steuerung der Lagerbestände

bessere Termineinhaltung

Sicherung der Lieferbereitschaft

Wirtschaftliche Wirkungen (nicht nur Kosten sondern auch Erlöse und Höhe der


Wirtschaftliche Wirkungen (nicht nur Kosten sondern auch Erlöse und Höhe der

Kapitalbindung)


Produktionsplanung- und -steuerungssysteme(PPS)

Bedingungen unter denen heutige PPS (Produktionsplanung- und -steuerungssysteme) gutBedingungen, unter denen heutige PPS (Produktionsplanung und steuerungssysteme) gut arbeiten:

relativ sichere Prognostizierbarkeit der Durchlaufzeiten g

kein Auftreten von Fertigungsengpässen

relativ sichere Ausführungszeiten aller Arbeitsgänge

geringe Ausfallzeiten für Mensch und Maschinen

relativ früh bekanntes Fertigungsprogramm (geringe Anzahl störender Eilaufträge)

relativ konstante Produktionskoeffizienten relativ konstante Produktionskoeffizienten

Beurteilung:

Materialplanung i.d.R. zufriedenstellend Terminplanung und -Steuerung oft unbefriedigend Probleme nehmen zu "in der Nähe der Werkstattfertigung"



Neue Anforderungen an PPS:

da simultane, allesumfassende Lösung nicht in Sicht ist, muss das sukzessive Arbeiten da s u ta e, a esu asse de ösu g c t S c t st, uss das su ess e be te

so abgestuft sein, dass die zeitlichen Interdependenzen besser berücksichtigt werden

bessere Grobterminplanung (Kapazitätsabgleich nicht Lückenbüßer für die schlechte

Grobplanung) – bessere zeitliche Belastungsfunktionen

Termingrobplanung auf der Grundlage mittlerer, geschätzter Durchlaufzeiten

Vergröberung der Maschinenbelegungspläne der Fertigungssteuerung, Verfeinerung aufVergröberung der Maschinenbelegungspläne der Fertigungssteuerung, Verfeinerung auf

den entsprechenden hierarchischen Stufen


3.6.4.2 Struktur und Funktion neuer Konzepte der Fertigungssteuerung

1. Belastungsorientierte Fertigungssteuerung (BFS-Konzept)

zentrale Steuerungskonzeptionzentrale SteuerungskonzeptionJeder Auftrag muss zwei Schranken passieren, um in die Fertigung zu gelangen

•Terminschranke•Belastungsschranke

Für alle Aufträge aus dem "bekannten Auftragsbestand" (alle Aufträge der Unternehmung) wird die Durchlaufterminierung (Festlegung von Plan-Beginntermin aus Soll-Endtermin und Plandurchlaufzeit durch Rückwärtsrechnung) durchgeführtPlandurchlaufzeit durch Rückwärtsrechnung) durchgeführt.

Plan-Beginntermin ist die Prioritätszahl des Auftrags.

Definition eines Vorgriffshorizont (z.B. zwei Planperioden) als Terminschranke.



Aufträge innerhalb des Vorgriffshorizonts werden in den dringenden Auftragsbestandübernommen.

Prüfung für alle diese Aufträge (geordnet nach der Priorität) ob Kapazität für die Bearbeitung allerPrüfung für alle diese Aufträge (geordnet nach der Priorität), ob Kapazität für die Bearbeitung aller

ihrer Arbeitsgänge vorhanden ist.

Ist dies der Fall, werden die Aufträge in den "freigegebenen Auftragsbestand" überführt.

Genauigkeit des Verfahrens hängt ab von der Güte der Plandurchlaufzeiten.

Empirische Untersuchungen berichten von Verbesserungen bei den Durchlaufzeiten und

Beständen von im Mittel 30% und bei den Terminabweichungen von 50-80%





2. Retrograde Terminierung

zentrales Verfahrenzentrales Verfahrenrollende Planung in drei Schritten

- Ausgangspunkt: dem Kunden zugesagter Soll-Liefertermin-> Rückwärtsrechnung (ohne Berücksichtigung der Kapazitäten)

f-> Wunschtermine für alle Arbeitsplätze- Festlegen einer vorläufigen, zulässigen Belegung der Arbeitsplätze ohne

Berücksichtigung der Kapazitäten- Entzerrung oder Stauchung der vorläufigen Maschinenbelegungspläne unterEntzerrung oder Stauchung der vorläufigen Maschinenbelegungspläne unter

zusätzlicher Berücksichtigung der vorliegenden Fertigungssituation

Ziele: in erster Linie Stabilisierung der Liefertreue

Senkung der Durchlaufzeiten der Aufträge

Senkung der Bestände (Rohstoffe Teile Fertigungsprodukte) Senkung der Bestände (Rohstoffe, Teile, Fertigungsprodukte)

Erhöhung der Kapazitätsauslastung



Vier wichtige Entscheidungsvariablen (Determinanten) des Verfahrens

F ti k ität Fertigungskapazitäten Menge der für die Werkstätten freigegebenen Aufträge (Werkstattbestände) Auftragsgröße (Losgröße)

R ih f l d A ft ä (B b it ) Reihenfolge der Aufträge (Bearbeitungssequenz)

Steuerungsparameter

Zeitpunkt der Auftragsfreigabe und Veränderung der Losgrößen Kapazitätsanpassung Sicherheitszuschläge gegen auftretende Störungen Variation der Liefertermine



3.Steuerung mit Fortschrittszahlen (FSZ-Konzept)

FortschrittszahlFortschrittszahlkummulierte Menge von Gegenständen (z.B. Teile, Baugruppen, Aggregate, absatzreife Produkte) auf unterschiedlichen Aggregationsebenen der industriellen Fertigung.

Fertigungsgenaue Tageslieferung (Just-in-Time) setzt sehr enge Mengen- und Zeitabstimmung voraus.

Vorraussetzung: relativ überschaubare Fertigungsstrukturen bei Serienfertigung





4. Fertigungssteuerung nach dem Hol-Prinzip (KANBAN-Konzept)

KANBAN (japanisch für Karte oder Schild) wurde in den 70er Jahren in Japan entwickeltKANBAN (japanisch für Karte oder Schild) wurde in den 70er Jahren in Japan entwickelt.dezentrales Steuerungssystem für Serien, Massenfertigung und für Organisationstypen in der Nähe der Fließfertigung erhöhte Marktdynamik -> Flexibilität der Industrieunternehmungen

Ziel (in der Reihenfolge):

1.hohe Liefertreue und Lieferbereitschaft

2 i d i D hl f it2.niedrige Durchlaufzeiten

3.niedrige Fertigungsbestände

4.mit abnehmender Priorität Kapazitätsauslastungab e e de o ä apa ä saus as u g

Verfahren:• Kundenauftrag soll vom Fertigwarenlager berfriedigt werden.• Entnahme aus dem Fertigwarenlager ist Information, dass der Fertigungsbereich (diejenige Fertigungsstufe, die das Fertigwarenlager direkt beliefert) mit der Herstellung neuer Waren anfangen muss.

• Ist diese Stufe die Endmontage so löst diese einen Auftrag in der Vormontage aus usw


Ist diese Stufe die Endmontage, so löst diese einen Auftrag in der Vormontage aus usw.• Steuerungsinformationen werden mit Identifikationskarten (KANBANS) übermittelt.


Voraussetzungen im Fertigungsbereich:

• kleine Anzahl der eingebundenen Fertigungsstufeng g g

• einfache Fertigungsstruktur

• wenig Beschäftigungsschwankungen

• kleine Variantenzahl in einer Baugruppe

• technisch ausgereifte Teile mit relativ hoher Kapitalbindung

gute Beherrschung der Produktqualität und des Fertigungsprozesses• gute Beherrschung der Produktqualität und des Fertigungsprozesses

• gute Abstimmung der Fertigungskapazitäten verschiedener Fertigungsstufen



Teile Fertigung von Fertigung von Fertigung von

ZieleStempeln Dreieckslenkern Matrizen

Umlaufbestände bis zu 80% bis zu 40% bis zu 20%

Kapitalbindung bis zu 80% bis zu 50% bis zu 20%

Durchlaufzeiten bis zu 50% bis zu 60% bis zu 60%

Effizienzsteigerung durch KANBAN-Steuerung



Weitere empirisch nachgewiesene Wirkungen

positiv:positiv:

spürbare Arbeitsentlastung der Fertigungssteuerung

Steigerung des Verantwortungsgefühls bei den Mitarbeitern sowohl für den g g g g

Materialfluss als auch für die Produktqualität

Anhebung der Motivationsebene

negativ:

Verkleinerung der Losgrößen > steigende Umrüsthäufigkeit Verkleinerung der Losgrößen -> steigende Umrüsthäufigkeit

Da KANBAN nur über wenige Stufen gut funktioniert, liegt es nahe, bei größerer Anzahl

von Fertigungsstufen eine Kombination mit einem zentralen Verfahren durchzuführen. g g

Hierzu liegen z.Z. nur wenige Erkenntnisse vor.




Vergleich der Informationsstruktur bei zentraler Fertigungssteuerung und bei dezentraler Fertigungssteuerung nach dem KANBAN-Prinzip




5. Anwendungsbedingungen für neuere Verfahren der Fertigungssteuerung

Zusammenfassend kann folgende Zuordnung von Organisationstypen Programmtypen undZusammenfassend kann folgende Zuordnung von Organisationstypen, Programmtypen und Steuerungssystemen vorgenommen werden.

KANBANKANBAN Fließfertigung Serien-, Massenfertigung

F t h itt hl k tFortschrittszahlenkonzept Fließfertigung Großserien- und Massenfertigung

Retrograde TerminierungWerkstattfertigung Einzelfertigung, Kleinserienfertigung und Mittelserienfertigung

Konzept oder belastungsorientierten Auftragsfreigabe Werkstattfertigung Kleinserienfertigung


Kleinserienfertigung



3.7 Planung und Steuerung der Fertigungsanpassung

3.7.1 Flexibilität der Fertigung

Synonyma für Fertigungsflexibilität:Synonyma für Fertigungsflexibilität:Fertigungselastizität, Fertigungsvariabilität, Fertigungsanpassungsfähigkeit (Mobilität oder Korrigierbarkeit)

FlexibilitätVorhandensein von Anpassungsalternativen, die bei wechselnden wirtschaftlichen, technischen, sozialen und ökologischen Anforderungen eine neue optimale Zielerreichung ermöglichen.

1. Grundfragen

Programm, Potential und Prozess müssen gestaltbar sein, d.h. sowohl Stabilität als auch V i bilität f iVariabilität aufweisen.

Flexibilität kann angesehen werden als das Ziel (bei gezielten Verbesserungsmaßnahmen)das Ziel (bei gezielten Verbesserungsmaßnahmen) die Nebenbedingung in einem größeren Gestaltungszusammenhang (heute die Regel z.B. bei

Investitionen) die Eigenschaft von Potentialen, Programmen und Prozessen


Flexibilität i.d.R. strategischer Erfolgsfaktor


Gründe für die Erhöhung der Flexibilität

externe Gründe

Gesetzesänderungen (EG-Richtlinien, TA-Luft usw.)

Reaktionen der Abnehmer oder allgemein der Öffentlichkeit (Ablehnung von Produkten oder

Verfahren)

D ik d t h i h W d l Dynamik des technischen Wandels

mangelhafte Prognostizierbarkeit der Nachfrage

Wandel in den Konsumbedürfnissen



Gründe für die Erhöhung der Flexibilität

unternehmungsinterne Gründe

bei Unternehmungen mit erheblicher Innovation: Überführung der neuen Produkte und

Verfahren aus der Entwicklung in die Fertigung

Kostensenkungs- und Einsparungsmaßnahmen

Pl d St f h neue Planungs- und Steuerungsverfahren

Expansionsschübe und vor allen Dingen Schrumpfungsschübe

Personal-, Organisations-, Finanzierungs- und Standortveränderungen, g , g g



2. Erscheinungsformen der Fertigungsflexibilität

technische Erscheinungsform als Basis für die wirtschaftliche Erscheinungsformtechnische Erscheinungsform als Basis für die wirtschaftliche Erscheinungsform

Variationsformen der Ausbringungsmenge

unmittelbare Variation der Ausbringungsmenge intensitive Variation (intensitätsmäßige Anpassung) temporale Variation (zeitliche Anpassung) dimensionale Variation (quantitative Anpassung)dimensionale Variation (quantitative Anpassung)

mittelbare Variation der Ausbringungsmenge kombinative Variation (verfahrenstechnische Anpassung)

lit ti V i ti (A d Güt lität ) qualitative Variation (Anpassung der Güterqualitäten)

Im technischen Bereich ist das Bemühen nach Flexibilität am deutlichsten sichtbar in den FFS (Flexible Fertigungssysteme)(Flexible Fertigungssysteme)



Flexible Fertigungssystemeverkettete Fertigungseinrichtungen mit automatisiertem, integriertem Material- und g g g gInformationsfluss, die in der Lage sind, ein vorgegebenes Spektrum an Fertigungsaufgaben bei unterschiedlichen Losgrößen zu fertigen.





Die o.g. Zielvorstellungen sind Oberziele. Die "größtmögliche Flexibilität" umfasst z.B. folgende Unterziele:

Umrüstflexibilität (Vielseitigkeit)

Anforderungsflexibilität (neue Fertigungsaufgaben) g ( g g g )

Durchlaufflexibilität (Durchlaufzügigkeit)

Kapazitätsflexibilität (Reservekapazität)

Erweiterungsflexibilität (Erweiterungsfähigkeit)

Speicherflexibilität (Auspufferungsfähigkeit)



Humanisierung der Arbeit

i t h i h Siim technischen Sinn:• Auflösung des Zeitzwangs in der Fertigung

b i b i h f li h Si haus betriebswirtschaftlicher Sicht:• allgemeine Fürsorgepflicht des Arbeitgebers • Regelung von Mitbestimmung • Sicherung von Arbeitsschutz • ergonomische Gestaltung der Arbeitsplätze • angemessene Arbeitszeitregelung • mitarbeiterfreundliche Arbeitsstrukturierung • fähigkeitsgerechter Personaleinsatz• Vermeiden von körperlich schweren und monotonen Arbeiten Abbau von Arbeitsentfremdung



Flexibilitätdefensive Risikovorsorge ff i W h h Choffensives Wahrnehmen von Chancen

Leistungspotential einer Industrieunternehmung ist flexibel, wenn Anpassungsfähigkeit gegeben ist in:

Zielsystem Planungssystem Organisations- und Kommunikationssystem Bestand und Qualifikation der Mitarbeiter Bestand und Qualität der Anlagen Fertigung- und Absatzprogramm

.



Aktionen sind flexibel, wenn Anpassungsfähigkeit gegeben ist auch bei Entscheidungen und Ausführungen im einzelnen z.B. in:

Ausführungsschnelligkeit

Ausführungsvielfaltg

Ausführungsintensität

Ausführungskorrigierbarkeitg g

Bisher Erreichtes:Inselösungen die erst zu geschlossenen Konzepten weiterentwickelt werden müssenInselösungen, die erst zu geschlossenen Konzepten weiterentwickelt werden müssen



3 Maßnahmen zur Erhöhung der Flexibilität

beziehen sich auf einzelne Instrumente (Planung Steuerung Organisation usw ) aber auch auf allebeziehen sich auf einzelne Instrumente (Planung, Steuerung, Organisation usw.) aber auch auf alle Funktionalbereiche im Unternehmen

Grenzen für die Erhöhung der Flexibilität g

gesetzliche Regelungen

verkrustete Bürokratie

ungünstige Kapitalstrukturen

überforderte Mitarbeiter und Vorgesetzte

schlechtes Betriebsklima schlechtes Betriebsklima

chronische Unterentwicklung von Forschung und Entwicklung

veraltete Anlagen und Produkteg



4. Zusammenfassende Bemerkungen

1. Die Flexibilität einer Industrieunternehmung ist eine unternehmungsindividuelle

Eigenschaft, die sowohl für das Leistungspotential als auch für alle Programme und

Prozesse angemessene Anpassungsspielräume verkörpert. Sie dient der Existenz- und

Entwicklungssicherung des Sozialgebildes Industrieunternehmung.

2. Für konstitutive sowie laufende Entscheidungen in Industrieunternehmungen ist Flexibilität

als Nebendingung zu berücksichtigen, sie kann jedoch auch zum Gestaltungsziel werden.

3. Aus der Koordination von Zielsystem, Planungssystem und Organisationssystem der

Industrieunternehmung folgt das Postulat nach einem umfassenden und integrierten

Flexibilitätskonzept der ganzen Unternehmung. Bisher sind weitgehend nur Insellösungen

erarbeitet worden die zu einem Gesamtkonzept weiterzuentwickeln sind


erarbeitet worden, die zu einem Gesamtkonzept weiterzuentwickeln sind.


4. Zusammenfassende Bemerkungen

4. Aus Gründen der Messbarkeit, Dimensions- und Bereichsheterogenität einzelner

Flexibilitätsarten ist ein umfassendes Flexibilitätsoptimum einer Industrieunternehmung

kaum erreichbar. Satisfizierende, vernetzte Bereichslösungen wären ein beachtlicher

Fortschritt.

5 Ei t t Fl ibilität k t fü I d t i t h di t t i h5. Ein vernetztes Flexibilitätskonzept muss für Industrieunternehmungen die strategische,

taktische und operative Antwort auf schnellen technischen Fortschritt und mannigfaltige

Umweltänderungen sein.g


3.7.2 Rationalisierung der Fertigung

3.7.2.1 Grundfragen der Rationalisierung

Aufgaben und zugehörige Maßnahmen aus dem Gedankengut des Scientific ManagementAufgaben und zugehörige Maßnahmen aus dem Gedankengut des Scientific Management. Bezeichnung "Rationalisierung" von Gottl-Ottlilienfled (1924 "Prinzipien der technischen Vernunft")

z.Z. existieren verschiedene Definitionen, hier die drei wesentlichen:

technisch: Maßnahmen zur Produktivitätssteigerung

kaufmännisch: Maßnahmen zur Kostensenkung

entscheidungslogisch: die Wahl und die Durchsetzung einer Alternative, die bei geändertem Entscheidungsfeld eine neue optimale Zielerreichung ermöglichtermöglicht


3.7.2.1 Grundfragen der Rationalisierung

Arten von Rationalisierungen im Industrieunternehmen

nach den betroffenen Funktionalbereichen

Beschaffungs-, Lager-, Fertigungs-, Absatz-, Forschungs-, Entwicklungsrationalisierung, usw.

nach den Prozessphasen

Planungs-, Realisierungs-, Kontrollrationalisierung

nach denverfolgten Zielkategorien

wirtschaftliche, technische, soziale und ökologische Rationalisierung

nach denGebildekomponenten

Potential-, Programm- und Prozessrationalisierung

nach den verwendeten Einsatzgütern Anlagen-, Arbeitskraft-,Werkstoffrationalisierung


3.7.2.2 Ursachen der Rationalisierung

Anpassende Verbesserung

ursprünglich: Rationalisierung im Regelfall eine nachträgliche Anpassung und Verbesserung einer

früher getroffene Ent-scheidung (nachträglich als nicht oder aufgrund geänderter Bedingungen als

nicht mehr optimal - Verbesserung der eingetretene Situation)



1. wirtschaftlicher Blickwinkel - unbefriedigende Rentabilität - ökonomische Rationalisierung• Verbesserung der Struktur der Kosten (Kostensenkung und/oder Verhinderung des

Kostenanstiegs) und ErlöseKostenanstiegs) und Erlöse• (Erlössteigerung und/oder Verhinderung einer Erlösminderung)

Beispiele: Lohnkosten Lohnkosten

direkt durch Lohn- und Gehaltserhöhung -> i.d.R. Substitution der Arbeit durch Maschinen (überwiegend "Vernichtung" der Arbeitsplätze der unteren Lohngruppen)Arbeitsplätze der unteren Lohngruppen)

indirekt durch Verkürzung der Arbeitszeit -> i.d.R. Verdichtung der Arbeit durch Ausgliederung der einfacheren Komponenten g g p(überwiegend hochbezahlte Spezialisten, die auf dem Arbeitsmarkt nicht zu bekommen sind - Entstehung neuer weniger qualifizierter Arbeitsplätze)

Verwaltungskosten bzw. SchwerfälligkeitAutomatisierung (EDV)


Personalkosten (Fluktuation)Einführung eines neuen Führungsstils


2. technische Ursachen

Verfahrensinnovation und Produktinnovation (oft Wechselbeziehungen - das eine ( g

zieht das andere nach) Auswirkungen auf Organisation und Personal

3. Unzufriedenheit der Mitarbeiter - soziale Rationalisierung

physische und psychische Belastungen Entfremdung zwischen Mensch und Arbeit

4. Ökologische Rationalisierung

Gesetze z.B. über Emissionen

Ergebnis: technische Veränderungen, "echte" Substitutionen, "Substitution" zum

Umgehen der Gesetze z.B. Fertigung im Ausland


3.7.2.3 Wirkungen der Rationalisierung

Beispiele für betriebliche Wirkungen

ökonomische Straffung, Effizienzsteigerung der Organisation: Senkung der Bestände, Verbesserung der Wettbewerbslage, g g

technische Verbesserung der Qualität der produzierten Güter, Erhöhung der Ausbringungsmenge uswAusbringungsmenge usw.

sozialeErhöhung der Zufriedenheit der Mitarbeiter,Wegfall gefährlicher und gesundheitsschädigender ArbeitenWegfall gefährlicher und gesundheitsschädigender Arbeiten

ökologische Verringerung von Abfallentstehung, Verbesserung der Umweltqualität


3.7.2.3 Wirkungen der Rationalisierung

Beispiele für überbetriebliche Wirkungen (regional/national)

Erscheinungsformen Strukturbrüche: Wegfall von Industriezweigen, Berufsgruppen, Niedergang von

des Strukturwandels Regionen, Konzentrationsbewegungen Änderung der Einkommensverteilung -> Verteilungsprobleme

LösungsmöglichkeitenUmschulungsprogramme, Aus- und Weiterbildung, Nutzung der durch Einkommensverteilung entstehenden Einkommensspielräume


3.7.2.4 Zieldilemma der Rationalisierung

Ziele der Arbeitgeber und Gewerkschaften gegenläufig

-> "wer erntet die Früchte der Rationalisierung?"

Lö b i i lLösungsbeispiele:

Konsens-MitbestimmungKonsens Mitbestimmung

Tarifliche Verteilung

Gesetzliche Regelungen


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IBL Skript SS11 Kap 3 in Arbeit NG 14 11 11 - THM · 2011. 11. 14. · IBL –WS 2011/12 Prof. Dr. Nino Grau, Fachbereich WI Folie 26 gesamten Spannweite der Fertigungs- und Absatzprogramme