Fabrikplanung (Prof. Schuh)
Einführung in die Fabrikplanung
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Fabrikplanung- Vorlesung 1 -
Einführung in die Fabrikplanung
Vorlesungsbetreuer:Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. F. Lö[email protected] 53B R. 528Tel.: 80-27377
Lernziele der Vorlesung:
• Überblick über den Betrachtungsbereich der Vorlesungsreihe „Fabrikplanung“ gewinnen
• Grundlegende Begriffe zur Fabrikplanung kennen lernen
• Inhalte der Fabrikplanung kennen lernen
• Anforderungen und Probleme der Fabrikplanung verstehen
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Vorlesung 1
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Einführung in die Fabrikplanung
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Vorlesungslandschaft des Lehrstuhls für Produktionssystematik (SS 2005)
V1 IT im ProduktionsmanagementV2 Customer Relations ManagementV3 Enterprise Ressource Planning IV4 Enterprise Ressource Planning IIV5 Enterprise Ressource Planning IIIV6 Supply Chain Management IV7 Supply Chain Management IIV8 Product Lifecycle Management IV9 Product Lifecycle Management IIV10 Product Lifecycle Management IIIV11 Digitale Fabrikplanung und SimulationV12 Methodik zur Systemauswahl
QualitätsmanagementTechnische Investitionsplanung
Kostenmanagement in Produktionsbetrieben
Produktionsmanagement II
Produktionsmanagement I Fertigungs- undmontagegerechte Konstruktion
Fabrikplanung
Innovationsmanagementmit Dr. Wiedeking
• Einführung in das Produktionsmanagement• F&E, Produktplanung und Konstruktion• Materialwirtschaft, Arbeitsplanung & -steuerung• Unternehmens- & Prozessmodellierung• Produktionsstrategien, Komplexitätsmanagement
• Konstruktionsaufgabe in Kleingruppe• Konstruktionsbeispiele• Konstruktionsrichtlinien
• Standortplanung• Production Systems• Logistik
• Integrierte Managementaufgabe• Produkt- und Produktprogrammplanung• Organisation und Mitarbeiterverhalten
• Kostenrechnung• Investitionsrechnung & -bewertung• Bilanzen
• Qualitätssicherungssysteme• Qualitätsplanung• Produkthaftung
• Fertigungsmittelplanung• Technologieplanung• Investitionsrechnung
Anmerkungen zum Bild:
Einordnung der Vorlesungsreihe Fabrikplanung in die Vorlesungslandschaft des Lehrstuhls für Produktionssystematik und deren Anbindung an die Hauptvorlesung Produktionsmanagement
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Vorlesung 1
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Gliederung der Vorlesungsreihe Fabrikplanung
V = Vorlesung
Standortplanung I, II
V2 V3
V1: Einführung
V8: Summary
Betriebsmittel
Highlights
Anforderungen an die FabrikplanungEinordnung in die Unternehmensplanung
Beispiele
Prozesse
FabrikplanungsprozesseBranchenspezifika
Production Systems I, II
V4 V5
Logistik I, II
V6 V7
Case: Visteon (Serie)Case: EMAG (Einzel- und Kleinserie)
StandortwahlPlanung desWertschöpfungs-umfangs
TechnologieOrganisation in der Produktion
Beschaffungs-logistik
Materialfluss
Produktions-netze
Verteilung von Wertschöpfungs-umfängen
PersonalLean Production Distributions-logistik
Gebäude
StandorttypenMake or Buy Produktions-prinzipien
Produktions-logistik
Layoutkonzepte
Gliederung der Vorlesungsreihe Fabrikplanung
Die Vorlesungsreihe gliedert sich in ihrem Hauptteil in die Standortplanung, die Festlegung des Produktionskonzeptes und die Definition der Logistik. Dabei umfasst die Standortplanung einerseits die Festlegung des Wertschöpfungs-umfangs und andererseits die Standortwahl. Die Konzeption des ProductionSystems schließt die Prozess- und Ressourcenplanung mit ein. Die Gestaltung der Logistik beinhaltet neben der Layoutgestaltung auch die Lagerplanung.
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Vorlesung 1
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Inhaltsverzeichnis Vorlesung 1:
1. Kurzinhalt der Vorlesung V1 Seite 1
2. Glossar der Vorlesung V1 Seite 2
3. Literaturverzeichnis der Vorlesung V1 Seite 3
4. Einführung V1 Seite 4
4.1 Projektbeispiel V1 Seite 5
4.2 Entwicklung im Umfeld produzierender Unternehmen V1 Seite 6
5. Grundlagen V1 Seite 10
5.1 Abgrenzung der Fabrikplanung V1 Seite 11
5.2 Zieldichotomien der Fabrikplanung V1 Seite 12
5.3 Erweiterung der Marktorientierung V1 Seite 14
5.4 Strukturmerkmale und deren Ausprägungen V1 Seite 16
6. Fabrikplanungsprozesse V1 Seite 19
6.1 Besonderheiten von Fabrikplanungsprozessen V1 Seite 20
6.2 Phasenmodelle und deren Erweiterung V1 Seite 21
6.3 Unterstützung des Planungsprozesses V1 Seite 25
7. Referenzlösungen V1 Seite 26
7.1 Praxisbeispiele für Fabrikplanungsprozesse V1 Seite 27
7.2 Praxisbeispiele für Fabrikkonzepte V1 Seite 28
8. Anhang – Beispielprozess nach Grundig V1 Seite 33
9. Übung – Anwendungsbeispiele Ü1 Seite 1
Vorstellung der übungsbegleitenden Anwendungsbeispiele
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Vorlesung 1
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Kurzinhalt Vorlesung 1
Anhand eines aktuellen Projektbeispiels wird die Bedeutung von Fabrikplanungsprojekten verdeutlicht. Aus dieser Bedeutung resultieren hohe Anforderungen an den Fabrik-planungsprozess. Durch Entwicklungen des Umfeldes produzierender Unternehmen sind diese Anforderungen massiven Veränderungen unterworfen. Der Planer von heute sieht sich entsprechenden Forderungen gegenüber: „Mein lieber Fabrikplaner, mach’ eine Fabrik, die heute Uhren und morgen Autos bauen kann, die jeden Tag andere Stückzahlen produziert, die aufblasbar und transportabel ist.“ (Prof. Helmut Schulte)
Um den Handlungsspielraum des Planers beurteilen zu können, werden die Einordnung der Fabrikplanung in die Unternehmensplanung und die Zieldichotomien der Fabrikplanung vorgestellt.
Als Ausgangspunkt der Positionierung in diesem Spannungsfeld fungiert im klassischen Fall das Produkt. Neben dieser marktorientierten Sichtweise hat sich eine weitere Sicht etabliert. Die ressourcenorientierte Fabrikplanung stellt eine Erweiterung der klassischen Fabrikplanung dar, welche sich in den dichotomischen Grundtypen der Fabriken manifestiert. Deren Besonderheiten lassen sich anhand von Strukturmerkmalen identifizieren.
Der Fabrikplanungsprozess ist ein interdependenter, interdisziplinärer Planungsprozess, der mit Hilfe verschiedener Phasenmodelle strukturiert wird. Der Zusammenhang zwischen Reorganisation im Sinne fortlaufender Verbesserung und Neuplanung führt dazu, dass die Fabrikplanung weniger als einmaliger Prozess sondern vielmehr als Daueraufgabe zu interpretieren ist.
Auch das Aufgabenfeld hat sich erweitert: Neben der klassischen Ressourcen-, Layout- und Logistikplanung gehören heutzutage ebenfalls die Standortplanung, welche die Abgrenzung des eigenen Wertschöpfungsumfangs und die Wahl und Allokation entsprechender Produktionsstandorte umfasst, sowie die Konzeption geeigneter Produktionssysteme zu den Aufgaben der Fabrikplanung.
Referenzlösungen aus der Praxis zeigen, dass auch in der realen Anwendung die Vorgehensweisen in der Fabrikplanung auf die jeweiligen Bedürfnisse des Unternehmens anzupassen sind. Die Ergebnisse durchgeführter Projekte, die sich besonderen Herausforderungen zu stellen hatten, werden in Form von Fabrikbeispielkonzepten vorgestellt.
Im Rahmen der Übung werden zwei Anwendungsbeispiele vorgestellt, die als Grundlage der Übungen der folgenden Vorlesungseinheiten dienen. Dabei handelt es sich um einen Anwendungsfall aus der Serienproduktion in der Automobilzulieferindustrie und um einen Anwendungsfall aus der Einzel- und Kleinserie im Maschinen- und Anlagenbau.
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Vorlesung 1
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Glossar Vorlesung 1:
• Fabrik Die Fabrik ist eine Stätte der Aufgabenerfüllung, wobei die Aufgabe die Herstellung eines Produktes durch die Umwandlung von Produktionsfaktoren umfasst. (Felix 1998)
• Fabrikplanung Die Fabrikplanung umfasst die Planung und Auslegung industrieller Produktionsstätten sowie die Überwachung der Realisierung bis zum Anlauf der Produktion. (Betriebshütte 1999)
• ROCE Return on Capital Employed (ROCE) ist ein Verfahren der wertorientierten Unternehmensführung. Der ROCE ist ein einperiodenbezogenes Renditemaß. Er errechnet sich als Quotient aus betrieblichem Ergebnis (Operating Profit) und gebundenem Kapital (Capital Employed). (Gabler Wirtschafts-lexikon 2001)
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Vorlesung 1
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Literaturverzeichnis Vorlesung 1:Aggteleky, B.: Fabrikplanung - Werksentwicklung und
Betriebsrationalisierung.Band 1- 3, Carl Hanser Verlag, München, 1987, 1990, 1990
Bleicher, K.: Das Konzept Integriertes Management.Campus Verlag, 2004
Felix, H.: Unternehmens- und Fabrikplanung – Planungsprozesse, Leistungen und Beziehungen.Carl Hanser Verlag, München, 1998
Grundig, C.-G.: Fabrikplanung - Planungssystematik-Methoden-Anwendung.Carl Hanser Verlag, München, 2000
Kettner, H.; Schmidt, J.; Leitfaden der systematischen Fabrikplanung.
Greim, H.-R.: Carl Hanser Verlag, München, 1984
o.V.: Gabler Wirtschaftslexikon.CD-Rom, 15. Auflage,Wiesbaden, 2001
REFA Verband für Methodenlehre der Planung und Steuerung, Teil 5: Arbeitsstudien und Betriebs- Netzplantechnik, Projektmanagement, Betriebsstättenplanung. organisation e.V.: Carl Hanser Verlag, München, 1985
Rockstroh, W.: Die technologische Betriebsprojektierung.Band 1-4: 2.Auflage,VEB Verlag Technik, Berlin, 1980
Schenk, M.; Wirth, S.: Fabrikplanung und Fabrikbetrieb – Methoden für diewandlungsfähige und vernetzte Fabrik.Springer-Verlag, Berlin, 2004
Schuh, G.; Betriebshütte - Produktion und Management. Eversheim, W. : 7, völlig neu bearbeitete Auflage,
Springer-Verlag, Berlin, 1999
Wiendahl, H.-P.: Betriebsorganisation für Ingenieure.Hanser Verlag, München, 1989
Wiendahl, H.-P.; Wandlungsfähigkeit – neues Zielfeld in der Fabrikplanung. Hernández, R.: In: Industrie Management, 16, 2000
Pepels, W.: Produktmanagement. Oldenburg Verlag, München, 2003
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Vorlesung 1
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V1: Einführung in die Fabrikplanung
Fabrikplanung
Einführung
Grundlagen der Fabrikplanung
Fabrikplanungsprozesse
Referenzlösungen
Anmerkungen zum Bild:
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BMW Werk Leipzig
Aktuelles Projektbeispiel aus der Automobilindustrie
R = Rohbau; L = Lackiererei; M = Montage - Quellen: BMW AG
RL
M
Investitionsvolumen:1,3 Mrd. €
(bis Serienanlauf)
Entstehende Arbeitsplätze 5.500
(direkt im Werk)~ 5.500
(bei Zulieferern und Service-Anbietern)
2001 2002 2003 2004 2005
Erprobungsphase
SerienproduktionPlanungs-phasen Vorbereiten und
Planieren des Baugeländes18.07.2001
Standortentscheidung
22.03.2002Ergebnis Wettbewerb:Zaha Hadid baut das Zentralgebäude
30.07.2002Beginn Hochbau
07.05.2003Richtfest29.04.2003
Grundsteinlegung für Zentralgebäude
07.05.2002Spatenstich Einbau der Produktionsanlagen und
sonstiger EinrichtungenZentralgebäude
Errichten der Produktionshallen und Bürogebäude
Planungsfall BMW Werk LeipzigMit dem Ziel die eigenen Produktionskapazitäten zu erweitern begann im Jahre 2001 die Planung eines Fabrikplanungsprojektes, dessen Investitionsvolumen bis zum Start of Production (SoP) 1,3 Mrd. Euro beträgt. Mittelfristig werden durch dieses Projekt bis zu 11.000 Arbeitsplätze auf dem Werksgelände und bei angebundenen Zulieferern und Serviceanbietern entstehen.Nach dem Standortentscheid Leipzig im Juli 2001 galt es bis April 2002 das Baugelände, ein 208 Hektar großes Areal grüner Wiese zwischen Seehausen, Hohenheida und Plaußig, durch Bewegen von fast vier Millionen Kubikmeter Erde baufertig vorzubereiten.Nach dem Baubeginn im Frühjahr 2002 wurden noch bis Mitte 2003 die Produktionshallen und die ersten Büroflächen errichtet. Danach begann der Einbau der Produktionsanlagen und sonstigen Einrichtungen, welche nun nach und nach in Betrieb genommen wurden.Nach Fertigstellung und Einrichtung aller Gebäude und einer Erprobungsphase wurde Anfang 2005 die Serienproduktion der BMW 3er Reihe aufgenommen. Die Schnittstelle zwischen Architektur und modernem Industriebau wird durch das Zentralgebäude von Zaha Hadid deutlich, welches als Kommunikations- und Qualitätszentrum des neuen Werkes sowohl für die Mitarbeiter als auch Besucher dient.
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Vorlesung 1
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Einfluss von Diskontinuitäten Folge für die Fabrikplanung
Entwicklungen im Umfeld produzierender Unternehmen (I/IV)
Synchronisierung Produkt- / ProduktionslebenszyklenRessourcenorientierte Produktionsstrategie
Quellen: 1 Fraunhofer IPA
Diskontinuität
GeplanterBedarf
Investitionsentscheid- gestern -
Marktbedarf- morgen -
Marktbedarf- gestern -aktueller
Bedarf
geplante
Flexibilität
Forderung nach Wandlungsfähigkeit
Erhöhung der Planungshäufigkeit
Sisyphos-Planung
Veränderung von Planungszielen
Planungs-häufigkeit1
(1995-2005) +300%
Entwicklungen im Umfeld produzierender Unternehmen – DiskontinuitätenIn den letzten Jahren hat sich das Umfeld produzierender Unternehmen stark verändert. Heute ist das Umfeld geprägt von Turbulenzen und Diskontinuitäten, die zuverlässige Prognosen künftiger Anforderungen an das Unternehmen deutlich erschweren. Dies hat starke Auswirkung auf die Fabrikplanung, da deren Planungsobjekt eine durchschnittliche Nutzungsreichweite von 30 Jahren besitzt. Denn die Fabrik zeichnet sich durch Beständigkeit und Irreversibilität aus. In Kombination mit sich verkürzenden Produktlebenszyklen resultieren hieraus eine Erhöhung der Planungshäufigkeit und fortlaufende Anpassung mit der Gefahr der ständigen Planung, deren Ergebnisse nach kurzer Zeit ihre Gültigkeit als Zielgrößen verlieren (Sisyphos-Planung). Die Forderung nach wandlungsfähigen und flexiblen Strukturen ist die zwangsläufige Konsequenz.
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Folge für die FabrikplanungZunehmende Vernetzung
Entwicklungen im Umfeld produzierender Unternehmen (II/IV)
Herausbildung von Kooperationen
als Systeme höherer Ordnung
Kollaborative Produktion in temporären NetzenAbnehmende optimale Betriebsgröße
Berücksichtigung von Produktionsnetzen
Steigende Komplexität
Wachsender Objektbereich
Entwicklungen im Umfeld produzierender Unternehmen – Vernetzung Die zunehmende Vernetzung von Unternehmen bildet eine weitere Herausforderung an die Fabrikplanung. Entsprechend des Prinzips der „Factory on Demand“ schließen sich Fabriken zu temporären Kooperationen und Netzwerken zusammen, um so flexibel auf die wechselnden Anforderungen des Marktes einzugehen. Dies führt zu steigender Komplexität in der Planung, da die Interaktion mit Partnern und die zugehörigen Schnittstellen im Rahmen des Kooperationsmanagements beachtet werden müssen. Die äußeren Bedingungen wie vereinfachte Kommunikationsmöglichkeiten - wie beispielsweise Internet - erhöhen die Handelbarkeit von Zwischenprodukten. Zusammen mit den sinkenden Transaktionskosten führt dies zur Abnahme der optimalen Betriebsgröße, welche sich in der Tendenz der abnehmenden Wertschöpfungstiefe äußert. Trotz abnehmender Betriebsgröße wächst der Objektbereich der Fabrikplanung, da nicht nur die Fabrik als ein Teil des Produktionsnetzwerkes betrachtet werden muss, sondern der gesamte Verbund.
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Folge für die FabrikplanungKapitalmarkt bestraft Kapitalbindung
Entwicklungen im Umfeld produzierender Unternehmen (III/IV)
Variabilisierung der Fixkosten durch BetreibermodelleReduzierung der Eigenleistungstiefe
Markt
AKTIENMARKT
Wenn der Rückspiegel wichtiger zu sein scheint als die Frontscheibe
ROCE = Return on Capital Employed
Einsatz von Produktionssystemen mit skalierbaren Produktionsmitteln
Identifikation der optimalen Wertschöpfungstiefe und -breite
Verteilung der Wertschöpfung im Unternehmen auf verschiedene
StandorteD
USAMEX
BRA
t
Vol.
Entwicklungen im Umfeld produzierender Unternehmen – KapitalmarktDie wertorientierte Unternehmensführung hat vor allem in den 90er Jahren durch Umsetzung in vielen Unternehmen an Bedeutung gewonnen. Entsprechend weit am Kapitalmarkt verbreitet sind mittlerweile die zugehörigen Mittel der wertorientierten Unternehmensbewertung, denen sich die Unternehmen stellen müssen. Zu diesen Mitteln gehört das einperiodenbezogene Renditemaß Return on Capital Employed (ROCE). Demgegenüber hat der Return on Investment (ROI) als Renditemaß, der kurzfristiges und langfristiges Kapital berücksichtigt, an Bedeutung verloren. Kritisiert wird der ROI vor allem wegen seiner Beeinflussbarkeit durch kurzfristige Aktionen (z.B. Bestandsänderungen) und der fehlenden Interpretierbarkeit hinsichtlich Finanzlage von Unternehmen. Nach Meinung der Finanzanalysen sind Unternehmen primär nach dem investierten Kapital – der Kapitalverwendung – und nicht nach der Kapitalherkunft zu bewerten, weshalb sich der ROCE als Bewertungsmaßstab seit 2000 am Kapitalmarkt durchgesetzt hat. Die ausschließliche Berücksichtigung der langfristigen Kapitalbindung wirkt sich für börsennotierte Unternehmen investitionshemmend aus, wodurch die Substanzsicherheit der Unternehmen gefährdet wird. Bemühungen, die Eigenleistungstiefe zu mindern und Fixkosten zu variabilisieren sind die Folge.Die Festlegung bestimmter anzustrebender Prozentsätze ist, vor allem über alle Branchen (von Rohstoffindustrie mit teuren Anlagen bis hin zu reinen Dienstleistern) mehr als fraglich. Darüber hinaus wird nur auf den betrieblichen Erfolg abgestellt, so dass steuerliche Effekte, die die internationale Vergleichbarkeit erschweren, sowie das Zinsergebnis nicht ins Kalkül gezogen werden.
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Folge für die FabrikplanungSinkende Margen - Zyklizität
Entwicklungen im Umfeld produzierender Unternehmen (IV/IV)
B01
B02
∆PB
∆PA
A01
A02
Kostenführerschaft ist keine dauerhaft stabile WettbewerbsstrategieEinzigartigkeit in der Eigenleistung anzustreben
Steigende Planungsgeschwindigkeit
Verlagerung von Marktorientierung auf Ressourcenorientierung
Ausrichtung auf Kompetenzen
∆P = Preisdifferenz; A = Unternehmen außerhalb Europas; B = Unternehmen in Europa; 01/02 = Zeitpunkt 1/2 - Quellen: 1 Fraunhofer IPA
Preisspirale
I II
IIIIV
ZulässigePlanungsdauer1
(1995-2005)
-75%
Entwicklungen im Umfeld produzierender Unternehmen – Preisspirale
Sinkende Margen führen bei Wettbewerb dazu, dass Unternehmen die Strategie der Preisführerschaft verfolgen. Jedoch führt dies nicht zum Ziel, wie die Preisspirale mit dem dargestellten Beispiel zeigt, da die Konkurrenz entsprechende Versuche unternimmt, dem Preisdruck zu begegnen. Daraus resultiert die derzeitig zu beobachtende Tendenz der Abwanderung produzierender Unternehmen, die erst die Produktion und im zweiten Schritt ihre Entwicklungsabteilung in sogenannte Niedriglohnländer verlagern. Jedoch ist die zugrunde liegende Zielsetzung, höherwertige Produkte zu niedrigeren Preisen zu verkaufen, nicht sinnvoll. So führt eine Preissenkung bei Investitionsgütern nicht zum Ziel, da diese keine Preiselastizität aufweisen (durch die Preissenkung entstehen keine zusätzlichen Kunden). Statt der Kostenführerschaft ist die Differenzierung anzustreben. Entsprechend wichtig ist die Ausprägung einzigartiger Fähigkeiten.
Da am Markt oft lediglich die Folgegeneration von Produkten hinreichend genau prognostizierbar ist und die zugehörigen Lebenszyklen jedoch im Verhältnis zur Refinanzierungszeit des benötigten Investitionsvolumens für die zugehörige Produktionsanlage vergleichsweise kurz sind, birgt die marktorientierte Ausrichtung auf eine bestimmte Art von Produkten eine große Gefahr für das Unternehmen. Wenn beispielsweise sich die Folgegeneration des Kernproduktes in ihrer Art der Herstellung signifikant ändert und die Finanzierung der Anlage auf mehrere Produktzyklen ausgelegt war, ist der Fortbestand des Unternehmens gefährdet.
Ausgehend von den eigenen Ressourcen und Fähigkeiten ist die Identifikation der eigenen Stärken und Schwächen die Grundlage, um die eigenen Kernkompetenzen auf- und auszubauen, welche im Fall eines solchen signifikanten Herstellungswechsels die Bewirtschaftung eines völlig anderen Marktsegmentes ermöglichen.
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V1: Einführung in die Fabrikplanung
Fabrikplanung
Einführung
Grundlagen der Fabrikplanung
Fabrikplanungsprozesse
Referenzlösungen
Anmerkungen zum Bild:
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Organisations-Strukturen
Management-Systeme
Organisatorische Prozesse
Dispositions-Systeme
Unternehmens-verfassung
Einordnung der Fabrikplanung in die Unternehmensplanung (St. Galler Management-Konzept)
STRUKTUREN
UNTERNEHMENSENTWICKLUNG (UE)Innere UEÄußere UE
Innere undÄußere UE
Unternehmens-Kultur
Problem-Verhalten
Leistungs-
und
Kooperationsverhalten
VERHALTEN
Programme
Aufträge
Strategisches Management
Operatives Management
MANAGEMENTPHILOSOPHIEVorgaben
Unternehmens-Politik
Missionen
AKTIVITÄTEN
Normatives Management
Fabrikplanung Quellen: In Anlehnung an Bleicher
StandortplanungProzess-/ Ressourcen-planungLogistik
Fabrikplanung
Anmerkungen zum Bild:Die Fabrikplanung lässt sich mit Hilfe des St. Galler Management-Konzeptes in die Unternehmensplanung einordnen. Dabei sind die Standortplanung, die ProductionSystems und die Logistik dem operativen Management zuzuordnen.
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Zieldichotomien in der Fabrikplanung
BAZ=Bearbeitungszentrum; Quellen:1 EX-CELL-O GmbH; 2 Werkzeugmaschinenfabrik Vogtland; Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH
Zeit
Kapazität
Min.Max.
Leistungsbreite Leistungsbreite
Dreh-Fräs-BAZ 1
Drehen Fräsen 3
BAZ 1
Zeit
Kapazität
Min.Max.
Transferlinie 2
Scale
Redundanz
Verfügbarkeit
Scope
Komplementarität
Auslastung
Flexibilität Effizienz
Zieldichotomien in der FabrikplanungEine besondere Herausforderung im Rahmen der Fabrikplanung ist die Festlegung der Zielkriterien für das Projekt. Dazu muss die zukünftige Position innerhalb der Zieldichotomien festgelegt werden. Es ist zu entscheiden, ob die Fabrik auf Flexibilität oder Effizienz auszulegen ist. Für die Ressourcenplanung bedeutet dies die Entscheidung zwischen flexiblem Bearbeitungszentrum oder effizienter Transferstraße. Dabei verursachen flexiblere, an neue Produkte leichter adaptierbare Betriebsmittel tendenziell die höheren Kosten.Außerdem ist festzulegen, ob die maximal verfügbare Kapazität vor dem Hintergrund des zu erwartenden Kapazitätsbedarfs auf maximale Auslastung der Ressourcen oder maximale Verfügbarkeit ausgelegt wird. Die Verfügbarkeit bietet zwar die Möglichkeit, weitere Aufträge anzunehmen und damit ggf. zusätzlichen Umsatz zu generieren. Diesem unsicheren Umsatzzuwachs steht jedoch ein sicherer Mehraufwand für die Investition gegenüber. Gleichzeitig birgt die Auslastungsstrategie das Risiko von Lost Sales bzw. der Notwendigkeit des Outsourcings von Überlast.Redundanz von Ressourcen sichert die Produktion in Störungsfällen, da ähnliche Betriebsmittel die Übernahme der Produktion bei Ausfällen oder Überlast der redundanten Ressource ermöglichen, jedoch ein vergleichsweise höheres Investitionsvolumen verursachen als im Komplementaritätsfall.Die Scale-Strategie reduziert im Voraus die Produkte, die am Markt angeboten werdensollen, woraus Skaleneffekte resultieren, wobei Sonderwünsche der Kunden nicht bedient werden können, was aber durch die Scope-Strategie möglich ist.
Vorlesung 1
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Klassische Fabrikplanung
Quellen: z.B. Rockstroh 1980
Prozess Fabrik
Drehen Bohren Fräsen
Produkt
Klassische FabrikplanungDie klassische Fabrikplanung orientiert sich am Markt, folglich liegt der Planungsfokus zu Beginn auf dem Produkt. Ausgehend von der Produktionsprogrammplanung werden die Prozesse unter der Annahme geplant, dass sie auch bei den Folgeprodukten noch gültig sind bzw. die Produktlebenszyklen hinreichend lang sind.
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Markt- vs. Ressourcenorientierung
Wettbewerbsintensität:In der Branche, zu Lieferanten,
zu Abnehmern, in Bezug auf substitutive und
potenzielle Konkurrenten
Wettbewerbsposition:Kostenführerschaft,
Leistungsführerschaft, Gesamtmarktangebots-abdeckung, Teilmarkt-angebotsabdeckung
Zugang zu MärktenStiftung von
Kundennutzen (Wert)
Knappheit (Rareness)Nicht-Imitierbarkeit
Nicht-Substituierbarkeit
Marktorientierter Strategieansatz Ressourcenorientierter Strategieansatz
Komparativer Konkurrenzvorteil (KKV)
Einzigartige Kernkompetenzen (CC)
Teilmonopolistische Rente durch
Marktanpassung
Ausnutzung von Markt-unvollkommenheit/ Wahl attraktiver Branchen bzw. Produkte/ vorausgesetzte
Homogenität und Mobilität der Ressourcen
Effizienzvorsprungsrente durch Marktgestaltung
Kernkompetenz ist immer eine Problemlösung bzw. Funktion, keinesfalls ein
Produkt
Outside In Ansatz:Markt
Chancen – Risiken (z.B. Branchenanalyse)
Outside In Ansatz: Spezifität:Ressourcen-
heterogenität und -immobilität
Spezifität:Inside Out Ansatz:Ressourcenwert
Ausnutzung von Einzig-artigkeit und Ressourcen
Inside Out Ansatz:Wettbewerbsvorteil:Unternehmen
Stärken – Schwächen (z.B. Wertkettenanalyse)
Wettbewerbsvorteil:
Quellen: Pepels 2003
RessourcenorientierungVeranlasst durch die sich verkürzenden Produktlebenszyklen und volatile Märkte nimmt die Bedeutung des marktorientierten Fabrikplanungsansatzes ab. Zunehmend gewinnt die Ressourcenorientierung an Bedeutung. Bei diesem Ansatz stehen die eigenen Fähigkeiten und deren Entwicklung im Vordergrund. Ziel ist die Schaffung von einzigartigen Kernkompetenzen, um sich von Mitbewerbern durch Spezifität zu differenzieren. Hilfsmittel bei der Bestimmung der eigenen Stärken und Schwächen ist hierbei die SWOT-Analyse.
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Dichotomische Grundtypen für Fabriken
Quellen: 1 IWKA AG; 2 Cherry GmbH
Marktorientiert„Factory for the upcoming
product“
Beispiel:Automobilindustrie1
Ausrichtung der Fabrikplanung auf
geplantes Produktprogramm
Ressourcenorientierttechnologieabhängige
Fabrik
Beispiel:Elektronikindustrie2
Ausrichtung der Fabrikplanung auf
vorhandene technologische Kompetenzen und
Ressourcen
Allg. IndustriebauProdukt- und technologie-
unabhängige Fabrik
Beispiel:Werkstattfertigung
Ausrichtung der Fabrikplanung auf
Flexibilität des Produktprogramms
Rohmateriallager
Fertigteillager
D DDD
F FFF
B BBB
Grundtypen von FabrikenEntsprechend der beiden grundsätzlich gegensätzlichen Strategieansätze, die umseitig vorgestellt wurden, lassen sich Grundtypen von Fabriken unterscheiden. Einerseits gibt es den marktorientierten Fabriktyp, der für eine bestimmte Produktart konzipiert wird. Die zugehörige Planung basiert auf einer Festlegung des Produktionsprogramms. Die Verbreitung dieses Typs ist mittlerweile rückläufig. Dennoch ist der marktorientierte Fabriktyp in speziellen Industriezweigen, wie beispielsweise die Automobilindustrie vermehrt anzutreffen.Der dichotomische Gegensatz des marktorientierten Fabriktyps ist der ressourcenorientierte Fabriktyp. Dieser ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Auslegung der Fabrik nicht am Produkt sondern an der zur Produktion dienenden Technologie bzw. den Kompetenzen des Unternehmens orientiert. Ein Beispiel stellt die Elektronikindustrie dar. Dort werden unabhängig vom Endprodukt Platinen bestückt.In der Praxis ist außerdem ein weiterer Fabriktyp zu finden, der sich durch Unabhängigkeit sowohl gegenüber dem Produkt als auch der Technologie bzw. den Ressourcen auszeichnet. Die zugehörigen Gebäude, die dem allgemeinen Industriebau zuzurechnen sind, zielen auf zukunftsrobuste flexible Strukturen ab.
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Ablaufbezogene Strukturmerkmale
Produktion auf Bestellung
mit Rahmenaufträgen
Produktion auf Bestellung
mit Einzelaufträgen
teilweise erwartungs-/ teilweise bedarfsorieniert auf
Komponentenebene
bedarfsorien-tiert auf
Erzeugnisebene
Bevorratung von Bedarfspositionen auf
unteren Strukturebenen
keine Bevorratung von
Bedarfspositionen
Erzeugnisstruktur
Strukturgrößen MerkmalsausprägungenAuftragsauslösungsart
Erzeugnisspektrum
Ermittlung des Erzeugnis-/Komponentenbedarfs
Auslösung des Sekundärbedarfs
Beschaffungsart
Bevorratung
Produktionsart
Kundenänderungseinflusswährend der Produktion
Ablaufart in der Montage Baustellenmontage
Bevorratung vonErzeugnissen
Einmalfertigung MassenfertigungSerienfertigungEinzel- und Kleinserien-
fertigung
Änderungseinflüsseunbedeutend
Änderungseinflüsse ingrößerem Umfang
FließmontageReihenmontage
Änderungseinflüsse gelegentlich
Gruppenmontage
Bevorratung von Bedarfspositionen aufoberen Strukturebenen
teilweise auftragsorieniert/teilweise periodenorientiert
mehrteilige Erzeugnissemit einfacher Struktur
geringteilige Erzeugnisse
Standarderzeug-nisse mit Varianten
Standarderzeug-nisse ohneVarianten
auftragsorientiert periodenorientiert
weitgehender Fremdbezug Fremdbezug unbedeutend
mehrteilige Erzeugnissemit komplexer Struktur
Fremdbezug in größerem Umfang
Produktionauf Lager
kundenanonyme Vor-/ kundenauftrags-
bezogene Endproduktion
erwartungsorien-tiert auf Kompo-
nentenebene
erwartungsorien-tiert auf Erzeug-
nisebene
verbrauchsorien-tiert auf Erzeug-
nisebene
typisierte Erzeugnissemit kundenspezifischen
Varianten
Erzeugnisse nach Kundenspezifikation
Quelle: Büdenbender
Ablaufbezogene StrukturmerkmaleDie Bemühungen, Fabriken über die umseitig dargestellten Grundtypen hinaus zu gliedern, sind in der Literatur vielseitig. Die Gliederungsmatrix nach Büdenbender bietet eine Möglichkeit Fabriktypen mit Hilfe von ablaufbezogenen Strukturmerkmalen zu unterscheiden. Mittels dieser Merkmale können u.a. auch Branchenmerkmale verdeutlicht werden.
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Produktionsart
Branchenspezifika – anhand von Strukturmerkmalen
Einmal-fertigung
Massen-fertigungSerienfertigung
Einzel- und Kleinserien-
fertigung
Quelle: 1 ESA; 2 Reemtsma; 3 Crown Holdings, Inc.
Branchenbeispiel:Raumfahrtindustrie
Produktbeispiel:ISS Raumstation 1
Branchenbeispiel:Konsumgüterbranche
Produktbeispiel:Zigaretten 2; Kronkorken 3
Unterscheidung der ProduktionsartDie beiden Extrempunkte, zwischen denen sich die Ausprägung der Produktionsart bewegen kann, heißen Einmalfertigung und Massenfertigung. Die Einmalfertigung ist dadurch charakterisiert, dass das gefertigte Produkt ein Unikat darstellt. Beispiele hierfür sind in der Raumfahrtindustrie oder im Anlagenbau zu finden. Die zugehörigen Projekte sind geprägt von einem beträchtlichen Projektvolumen.Die Massenfertigung zeichnet sich durch besonders hohe Stückzahlen der Produkte aus. Beispiele hierfür finden sich vor allem in der Konsumgüterindustrie. In der Massenproduktion werden am häufigsten sogenannte Turn-Key-Projekteabgewickelt. Der Kunde kauft das schlüsselfertige Fabrikplanungsobjekt mit gesamter Technik vom Dienstleister, der die gesamte Planung und Ausführung in Eigenregie durchführt.
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Ablauf in der Montage
Branchenspezifika – anhand von Strukturmerkmalen
Baustellen-montage FließmontageReihenmontageGruppen-
montage
Quelle: 1 (Offset-Rollenrotationsmaschine) Koenig & Bauer AG; 2 BMW AG
Branchenbeispiel:
Automobilindustrie 2
Branchenbeispiel:Maschinen- und Anlagenbau
Produktbeispiel:Druckmaschinen 1
Unterscheidung des MontageablaufsDer Montageablauf kann sich zwischen Baustellenmontage und Fließmontage bewegen. Die Baustellenmontage findet man häufig im Maschinen- und Anlagenbau. In diesem Industriebereich sind die Produkte so schwer, dass es wesentlich einfacher ist, die benötigten Materialien über z.T. lange Wege zu bewegen und direkt am entstehenden Endprodukt bereitzustellen. In der Automobilindustrie findet man dagegen die Fließmontage, in der die Produkte an den einzelnen Montagestationen vorbeitransportiert werden. Die Materiallager befinden sich stationsnah, und die Transportwege sind damit kurz. Die Länge des zugehörigen Montagebandes wird durch die Menge der bereitzustellenden Materialien und die Verteilung von Arbeitsumfängen auf einzelne Arbeitsstationen determiniert. Eine wichtige Auslegungsgröße stellt dabei die Taktzeit dar. Der Fluss der Produkte wird meist durch Verkettungseinrichtungen wie Fließband oder Hängeförderer (vgl. Bild) realisiert.
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Vorlesung 1
Fabrikplanung (Prof. Schuh)
Einführung in die Fabrikplanung
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V1: Einführung in die Fabrikplanung
Fabrikplanung
Einführung
Grundlagen der Fabrikplanung
Fabrikplanungsprozesse
Referenzlösungen
Anmerkungen zum Bild:
Vorlesung 1
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Fabrikplanung (Prof. Schuh)
Einführung in die Fabrikplanung
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Interdisziplinarität von Fabrikplanungsprozessen
Quelle: Felix 1998
Unternehmer/ BauherrUnternehmens- (Strategie-) PlanerInvestitions-PlanerFinanzierungs-PlanerKosten-PlanerControllerFertigungs-PlanerBetriebsmittel-PlanerProduktionssteuerungs-PlanerNebenbetriebs-PlanerFördertechnik-PlanerLagertechnik-PlanerUmweltschutz-BeauftragterEnergieversorgungs-Planer
Interne und externe beteiligte Fachleute und Interessenvertreter
Auswahl aus der Liste der 100 BeteiligtenSimulations-ExperteStädteplaner (Kommune)Landschafts-PlanerArchitektInnenarchitektBautechnik-PlanerBau-/ MontageleiterBaubehörden-BeamterTÜV-SachverständigerLärmschutz-SachverständigerFeuerwehr-BeauftragterAnlagenhersteller/ Lieferant...
Interdisziplinarität von FabrikplanungsprozessenIn einem Fabrikplanungsprojekt können bis zu 100 interne und externe beteiligte Fachleute und Interessensvertreter involviert sein. Die große Anzahl an Beteiligten führt zu starken Interdependenzen im Planungsprozess. Die entstehenden Schnittstellen müssen während der Planung besonders berücksichtigt werden.Außerdem sind Kommunikationsprobleme zwischen den beteiligten Disziplinen vorprogrammiert, da zum einen die Fachsprache der jeweils anderen Disziplin nicht unmittelbar verständlich ist und zum anderen gleiche Begriffe in den einzelnen Disziplinen teilweise völlig unterschiedliche Bedeutungen haben.
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Vorlesung 1
Fabrikplanung (Prof. Schuh)
Einführung in die Fabrikplanung
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Bet
rieb
Pro
jekt
-ab
lauf
Zielplanung
Planungsphasen
Vorplanung
Feinplanung
Ausführungsplanung
Ausführung
GrobplanungIdealplanungRealplanung
0255075100
Zielplanung51 %
Strukturplanung31 %
Ausführungs-planung 10 %
Ausführung8 %
01849100 8
Anteil der Kostenverantwortung [%]
Fabr
ikpl
anun
g
Ziel-planung
Konzept-planungAnalyse
Lösungskonzepte(Feasibility Studie)
AusführungsplanungDetailplanung
AusführungsplanungRealisierung
Initiative -Projektidee
Bewirtschaftung
Det
aillie
rung
s-gr
ad
Auf
gabe
n-um
fangPlanungsphasen
Freigabe
3-Phasen-Modell 1 4-Phasen-Modell 2 6-Phasen-Modell 3
Phasenmodelle der Fabrikplanung
Quellen:1 Aggteleky 1987; 2 Eversheim 1999; 3 Kettner 1984
Phasenmodelle der FabrikplanungFür die Strukturierung des Planungsvorgehens, welches mit dem Begriff Fabrikplanungsprozess bezeichnet wird, existiert in der Literatur eine Vielzahl von Ansätzen. So wird der Prozess je nach Autor in unterschiedliche Planungsphasen aufgegliedert. Dabei ist die Anzahl der Planungsphasen auch unterschiedlich. Generell steigt der Detaillierungsgrad von Planungsphase zu Planungsphase. Die Kostenverantwortung ist in den ersten Phasen am größten, da hier noch am meisten Einfluss auf die Gesamtheit der späteren Realisierung genommen werden kann. Gleichzeitig lassen sich Änderungen in einer frühen Phase noch leichter – im Sinne von kostenneutraler – einbringen als in späten Phasen.
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Vorlesung 1
Fabrikplanung (Prof. Schuh)
Einführung in die Fabrikplanung
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Fabrikplanungsprozesse im VergleichG
rund
ig
Quellen: 1 Rockstroh 1980; 2 Kettner 1984; 3 REFA 1985; 4 Aggteleky 1987; 5 Wiendahl 1996; 6 Felix 1998; 7 Grundig 2000
Ket
tne
rR
EFA
Roc
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ahlA
ggte
leky
Vorbereitung Strukturplanung Detailplanung Ausführungsplanung Ausführung
Ziel-planung
Vor-arbeiten
Ideal-planung
Real-planung Feinplanung Ausführungs-
planung Ausführung
Anbin-dung
Arbeits-kräfte
Trans-port &Lager
Zuord-nung
Bebau-ung
Lay-out
Flächen-bedarf
Projektier-ungs-
aufgabe
Hilfsbetriebe
Produk-tions-progr.
Standort
Ana-lyse
Projekt-initiative Konzeptplanung
Projekt-planung
Aus-schrei-bung Reali-
sierungBewirt-schaf-tung
Inbe-trieb-
nahme
Doku-men-tation
Vorbereitung Strukturierung Gestaltung UmsetzungAusfüh-
rungsplanungZiel-
planungBetriebs-analyse
Prinzip-planung
Dimensio-nierung
Ideal-planung
Real-planung
Vor-arbeit
Aufg.-stellung
Initia-tive
ProjektstudieBetriebs-analyse Feasibilitystudie Bericht
Detailplanung und Ausführungsplanung
ja
nein
Inbetrieb-nahmeGeneh-
migung
Ziel-kon-
zeption Betriebs-analyse
technisch-wirtschaftliche Konzeption Ausführungsplanung
Standort- & Umweltstudie
Ziel-planung
Vor-planung Ideal Real Feinplanung Ausführungs-
planung AusführungGrobplanung
Ziel-planung
1
2
3
4
5
6
7t
Vorlesung 1
Fabrikplanungsansätze im VergleichDie gemeinsame Darstellung aller bedeutenden Gliederungsansätze des Fabrikplanungsprozesses zeigt, dass sich der Prozess in fünf Hauptphasen gliedern lässt: Vorbereitung, Strukturplanung, Detailplanung, Ausführungsplanung und Ausführung. Es wird deutlich, dass alle sieben Ansätze mit einer Analyse bzw. Zieldefinitionsphase zur Bestimmung der Zielvorgaben, Merkmale und Randbedingungen des Planungsprojektes beginnen. Das weitere Vorgehen der Ansätze unterscheidet sich nach seiner Benennung deutlich. Dennoch verbirgt sich in jeder dargestellten Sequenz von Phasen eine zunehmende Detaillierung, die ausgehend von einer groben Idealstrukturplanung zu einer feinen Realstrukturplanung führt.Obwohl die Ausführung heutzutage zum Aufgabenbereich Fabrikplanung zählt, schließen primär die älteren Fabrikplanungsansätze die Ausführung und deren Planung explizit aus.
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Fabrikplanung (Prof. Schuh)
Einführung in die Fabrikplanung
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Zusammenspiel zwischen Erneuerung* und Verbesserung**
Fabrikplanung ist nicht als Projekt sondern als kontinuierlicher Prozess zu verstehen
* Neuplanung;** Umplanung/ Produktionsoptimierung
Fabrikplanung als Dauerprozess
Plan Build Run Dissolve
Vorlesung 1
Rollierende Fabrikplanung:Bedingt durch immer kürzere Produktlebenszyklen steigt die Planungshäufigkeit und die Planungsintervalle verkürzen sich. Die ursprüngliche Neuplanung kann als Initialprozess verstanden werden, an den sich für jede Veränderung im Produktprogramm oder in den Produktionsstrukturen Rekonfigurationsprozesse anschließen. Im Extremfall wird diese kontinuierliche Anpassung im Rahmen der Umplanung zum Regelfall und man spricht von einer rollierenden Fabrikplanung.
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Fabrikplanung (Prof. Schuh)
Einführung in die Fabrikplanung
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Erweiterter Fabrikplanungsansatz
Wertschöp-fungsumfänge Standortwahl Produktions-
prinzipien
Prozess-/ Ressourcen-
planungLogistik Layout
Einführung
Zusammenfassung
Standortplanung Production Systems Logistik
Strategische Definition Ausgestaltung
Vorlesung 1
Fabrikplanung heute:Die klassische Fabrikplanung basiert auf einem vorgegebenen Produktionsprogramm und beschränkt sich auf eine Prozess- und Ressourcenplanung und der sich daran anschließenden Layout- und Logistikplanung.Heute erfordert jedoch die Zunahme der Vernetzung des Unternehmens und die Einflüsse der sogenannten Globalen Produktion die Integration der Standortplanung in die Fabrikplanung. Ausgehend von den eigenen Kompetenzen ist der optimale Wertschöpfungsumfang zu bestimmen und die Verteilung dessen auf vorhandene bzw. zukünftige Standorte festzulegen, woraus sich wiederum die Notwendigkeit einer Standortwahl ergibt. Auch die gestiegenen Anforderungen an die Produktion machen eine Fixierung von grundlegenden Produktionsprinzipien in Form eines Production Systems notwendig.
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Fabrikplanung (Prof. Schuh)
Einführung in die Fabrikplanung
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ErgebnisDigitale FabrikEinsatz von IT-Tools
Unterstützung der Fabrikplanung
Verzahnung von Produktentwicklung und Produktionsgestaltung mit digitalen HilfsmittelnKürzere Planungsdauer durch ToolunterstützungNahtlose Übergabe und kontinuierliche Pflege des digitalen Fabrikmodells im Produktionsbetrieb
Planung
SOP
Anlauf
Verkürzung der PlanungsdauerVerbesserung der PlanungsergebnisseBeschleunigung des Produktionsanlaufs
SOP = Start of Production - Quellen: DELMIA GmbH
Produkt-entwicklung Layoutplanung
Ergonomie
Simulation
Prozessplanung
Durchgängige Datenbasis
Vorlesung 1
Digitale Fabrik:Fabrikplanungsmaßnahmen können heutzutage von der sogenannten Digitalen Fabrik unterstützt werden. Die Digitale Fabrik beschreibt dabei die Integration mehrerer IT-Tools durch den Rückgriff auf eine gemeinsame Datenbank. Die vollständige Abbildung sämtlicher Teilbereiche des Planungsobjektes ermöglicht durch den Einsatz von IT-Tools die Integration vorgelagerter Planungsprozesse und deren Ergebnisse (z.B. Produktentwicklung) in die Fabrikplanung. Eine gemeinsame durchgängige Datenbasis stellt die Daten allen Beteiligten zur Verfügung und gewährleistet so eine einfache Übergabe und kontinuierliche Pflege der Ergebnisse bei hoher Transparenz der Prozesse. Der entscheidende Vorteil findet sich in der Verbesserung der Planungsergebnisse bei gleichzeitiger Verkürzung der Planungsdauer. Dies ist u.a. darauf zurückzuführen, dass Fehler bereits in der Planungsphase erkannt und behoben werden können, bevor die Ausführungsphase begonnen hat.
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Fabrikplanung (Prof. Schuh)
Einführung in die Fabrikplanung
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V1: Einführung in die Fabrikplanung
Fabrikplanung
Einführung
Grundlagen der Fabrikplanung
Fabrikplanungsprozesse
Referenzlösungen
Anmerkungen zum Bild:
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Einführung in die Fabrikplanung
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Praxisbeispiele: Vorgehensweisen für die FabrikplanungProjektspezifische Vorgehensweise
Planungsphasen
Org. Einheiten
Beispiel4: Projektplanung BMW Werk LeipzigWandtafel, ca. 1,5 x 4mPlanungsaufgaben werden mit Post-IT Zetteln den Phasen bzw. Organisationseinheiten zugeordnetWandtafel wird mit Microsoft Excel dokumentiert und dem Planungsteam zugänglich gemacht
Unternehmensspezifische Referenzprozesse
Beispiel1: VA 003Verfahrensanweisung zur Fertigungsplanung20-seitiges Word Dokument
Spezifikation der Aufgaben und beteiligten OrganisationseinheitenStruktur und Detaillierungsgrad unternehmensspezifisch
Beispiel2: Task ListeVerfahrensanweisung zur Integrierten Produkt- und Produktionsgestaltung bei der Produkt-Neuentwicklung20-seitiges Word Dokument
Quellen: 1 Bosch; 2 Harman-Becker; 3 DELMIA GmbH; 4 BMW Group
Hinterlegter Workflow in IT-Tool zur Fabrikplanung
Beispiel3: Delmia ProcessEngineer und eM PlannerZiel ist die durchgängige Nutzung von IT-ToolsIntegrierte Tool-Pakete beschreiben zunehmend eine schnittstellenfreie Anwendung von verschiedenen Tool-Arten und bilden so implizit einen Workflow ab
Produkt-entwicklung Layoutplanung
Ergonomie
Simulation
Prozessplanung
Durchgängige Datenbasis
Fabrikplanung in der Praxis:Jedes Unternehmen entwickelt seinen eigenen, unternehmensspezifischen Fabrikplanungsprozess. Die Dokumentation reicht vom einfachen Word oder Excel Dokument bis hin zu IT-basierten implementierten Workflows.Auch bei dem Einsatz von digitalen Hilfsmitteln im Rahmen der sogenannten Digitalen Fabrik unterscheiden sich die Unternehmen deutlich. Vorreiterrolle in der Anwendung derartiger Hilfsmittel hat die Automobilindustrie inne.
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Vorlesung 1
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Einführung in die Fabrikplanung
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Werk Dingolfing Werk Spartanburg Werk LeipzigWerk Regensburg
Unterschiedliche Fabrikkonzepte am Beispiel BMW-Werke
Identifikation, Kommunikation und
Qualitäts-verantwortung durch
räumliche Nähe
Rennerwerk auf Basis eines hohen Automatisierungs-
grades und prozessoptimierter
Struktur
Volumen und Technologie –
Wachstum auf Basis von Flächeneffizienz
Unterschiedliche Planungsprämissen
Nachhaltigkeit der Werkstruktur:
Produkt-, Volumen-und Technologie-
flexibilität in Kombination mit
einem Qualitäts- und Kommunikations-
zentrum
R
R
M
L
R ML
RM L
Legende: R = Rohbau; L = Lackiererei; M = Montage – Quelle: BMW Group
RLM
Fabrikkonzepte im BMW-Produktionsnetz:Neben dem einleitend vorgestellten Produktionsstandort Leipzig, der zur Erweiterung der Produktionskapazität gegründet wurde, verfügt BMW über weitere Standorte. Das weltweite Produktionsnetzwerk umfasst Werke in Bayern (München, Dingolfing, Regensburg, Landshut, Innovationspark Wackersdorf), Berlin, Österreich, Großbritannien, USA und Südafrika. Die Planungsprämissen, unter denen die einzelnen Werke entstanden sind, unterscheiden sich maßgeblich.
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Vorlesung 1
Fabrikplanung (Prof. Schuh)
Einführung in die Fabrikplanung
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LösungsansatzHerausforderung
Zusammenführung von Produktion und Kunden
Verbindung von Produktimage und Produktionsprozess
Aufbau einer langfristigen Kundenbindung
Warenkorb-Prinzip
Fabrikbeispielkonzepte – Gläserne Fabrik
Quellen: Volkswagen AG
Automobilmontage im „Reinraum“:In der gläsernen Fabrik wird das Flaggschiff von Volkswagen montiert. Die Fabrik führt den Montageprozess und den Kunden durch maximale Transparenz und Reinheit unmittelbar zusammen. Auf den parkettbelegten Fließbandinseln stehen Racks, in denen das gesamte Material bereits vorkommissioniert mit dem Produkt mitfährt.
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Vorlesung 1
Fabrikplanung (Prof. Schuh)
Einführung in die Fabrikplanung
© WZL / IPT Seite 33
LösungsansatzHerausforderung
Quelle: MCC-Smart
PVZHoeschHoesch
Bosch,Rhenus
DynamitNobel
1
2
3 4
5
678
Legende:1 Montage Safety-Bodyframe2 Montage Fahrwerks-
und Antriebs-Modul3 Verglasung, Sitzsysteme4 Interieur-Dekor-Elemente
5 Customized-Design-System6 Probelauf, Funktionstest7 Qualitäts-Audit8 Ständig operative Einrichtung
für Systempartnerforum
Integration der kooperierenden Systempartner in den Produktionsprozess
Maximale Länge der Montagelinie,minimale Lieferwege & Kommunikationswege
Geringe Lagerbestände
Just-in-sequenz-Bereit-stellung kompletter Module
Flexibel anpassbare Materialströme -“Durchlässige Fassade”
Nacharbeit transparent im Zentrum
Fabrikbeispielkonzepte – Smartville Hambach
Fabrik im Zulieferpark:Smart (Daimler-Chrysler Gruppe) fertigt und montiert bis zu 120.000 Fahrzeuge im Jahr am Standort in Hambach, Frankreich. Verschiedene Subunternehmer und Zulieferer arbeiten im sogenannten Zulieferpark ebenfalls am Standort unter der Koordination von Smart.Der Produktionsort des Smart bei Hambach in Lothringen wurde bereits vier Jahre vor der Werkseröffnung geplant. Im Mittelpunkt stand die Form. Der Baukörper sollte durchlässig sein für Materialanlieferungen, erweiterbar und flexibel. Lösungen mit Spaghetti-, U- oder L-Form wurden zugunsten einer Kreuzform verworfen. Dementsprechend wurde das Montageband in vier große Bereiche aufgeteilt: Arbeiten unter dem Fahrzeug, im Fahrzeug, Verkleidungen und Arbeiten außerhalb des Fahrzeugs. Die Zulieferer werden Systempartner genannt. Sie sind rechtlich selbständig, aber innerhalb der Produktion nicht von anderen zu unterscheiden. Dazu gehören sechs Lieferanten großer Teile: Magna International (Tridion-Karosserie), Dynamit Nobel (Kunststoffpaneele), Eisenmann Surtéma (Karosserielack), VDO (Cockpit), Krupp-Hoesch-Automotive (Motor- und Getriebemontage), Cubic Europe (Farbe) und Magna Uniport (Kunststoff-Außenelemente). Bosch (Optik) wurde mittlerweile bei MCC integriert. MCC selbst ist der größte Arbeitgeber in Smartville.
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Vorlesung 1
Fabrikplanung (Prof. Schuh)
Einführung in die Fabrikplanung
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LösungsansatzHerausforderung
Für ihre "nachhaltige Nullemissionsfabrik" erhielt das Braunschweiger Unternehmen Solvis den Europäischen Solarpreis 2002.
Quelle: Solvis GmbH & Co. KG
Verbindung von Produkt (Kollektoren), Produktionsprozess und Fabrikgebäude
Firmenimage unterstütztes Fabrikkonzept
Fabrikbeispielkonzepte – Solvis Nullemissionsfabrik
Konzeptionelle Berücksichtigung von industriellem Umweltschutz:Einzigartiges Beispiel für die Verbindung von Produkt- und Firmenimage und dessen Übertragung auf das Fabrikplanungskonzept: Der Kollektorenhersteller Solvis realisiert in einem Fabrikplanungsprojekt die preisgekrönte Nullemissionenfabrik – Europas größte Fabrik, in der CO2-neutral produziert wird.Besonderheiten des 8.000 qm großen Gebäudes sind die säulenfreie Halle, die 100%ige Deckung des Energiebedarfs mit Solarenergie und die LKW-Be- und Entladekabinen, die den thermischen Verlust von Prozessen der überbetrieblichen Logistik minimiert.
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Vorlesung 1
Fabrikplanung (Prof. Schuh)
Einführung in die Fabrikplanung
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LösungsansatzHerausforderung
Quelle: ADAM OPEL AG
Umsetzung der Leanprinzipien
Flexibilität in der Montage
Vier verschiedene Produkttypen auf gleicher Plattform
Größtmögliches Gebäudekonzept
Klarer und einfacher Materialfluss (Materialzufluss zur Linie von 2 Seiten –Maximale Verweildauer des Materials in der Halle 2 Stunden)
Fabrikbeispielkonzepte – Leanfield – Opel Rüsselsheim
Realisierung von Lean:In ihrer Fertigungslinie in Rüsselsheim hat die Adam Opel AG das Konzept "Leanfield" umgesetzt. Das Opel Leanfield setzt in punkto Produktivität und Flexibilität ganz neue Maßstäbe: Es zählt zu den produktivsten Autowerken der Welt. Modernste Maschinen-und Robotertechnologien kommen bei den Produktionsabläufen zum Einsatz. So können nebeneinander und gleichzeitig bis zu drei unterschiedliche Modelle gebaut werden.
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Vorlesung 1
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Einführung in die Fabrikplanung
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V1: Einführung in die FabrikplanungAnhang
Fabrikplanung
Anmerkungen zum Bild:
Vorlesung 1
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Fabrikplanung (Prof. Schuh)
Einführung in die Fabrikplanung
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Phase: Vorbereitung
Projektidee
Analyse Ausgangslage/ Marktentwicklung
Zielkonzept/ Vorgaben – Investitionsrahmen
Globale Aufgabenstellung
⇒ Opportunity-Studie
Entscheidung
Fabrikanalyse/ Potentialanalyse
Entwurf Produktionsprogramm
Bedarfsabschätzung/ Investitionsaufwände
Vorentscheidung Lösungskonzept/ Lösungsprinzip
Konkretisierte Aufgabenstellung
⇒ Pre-Feasibility-Studie
Entscheidung
Zielplanung
Vorplanung
Quellen: Grundig 2000
Anmerkungen zum Bild:
Vorlesung 1
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Fabrikplanung (Prof. Schuh)
Einführung in die Fabrikplanung
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Phase: Strukturplanung
Idealplanung Funktionsbestimmung (Verfahrensplanung)
Dimensionierung (Bedarfsplanung)
Strukturierung (räumlich-funktionelle Kopplung und Anordnung)
Funktionsschema (Produktionsschema)
Ausrüstungs-, Flächen-, Personal-und Medienbedarf
Anordnungsprinzipien (Fertigungsformen)
- Materialflussanalyse- Strukturoptimierung- Entwurf Ideallayout
Realplanung Gestaltung (räumlich-funktionelle Integration)
⇒ Feasibility-Studie
Entscheidung
Objekteinordnung/ Anpassung in Realsystem- Entwurf Reallayout
• Anpassungsprozess(Restriktionen)
• Zuordnung Logistikelemente- Variantenbewertung- Auswahl Vorzugsvariante
Quellen: Grundig 2000
Anmerkungen zum Bild:
Vorlesung 1
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Fabrikplanung (Prof. Schuh)
Einführung in die Fabrikplanung
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Phase: Detailplanung
Betriebsmittelanordnung (Fundamente/ Installation)
Zuordnung Ver- und Entsorgungstechniken
Arbeitsplatzgestaltung (Abstände/ Licht/ Lärm/ Arbeitsschutz)
Feinabstimmung Raum/ Fläche/ Funktion (Feinlayout)
Organisationslösung/ Anforderungskriterien
Bauprojekt
Genehmigungsverfahren
Kontakte Liefer- und Ausführungsfirmen (Anfragen/ Angebote)
Projektfreigabe
Erstellung Projektdokumentation
⇒ Ausführungsprojekt
Feinplanung
Quellen: Grundig 2000
Anmerkungen zum Bild:
Vorlesung 1
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Fabrikplanung (Prof. Schuh)
Einführung in die Fabrikplanung
© WZL / IPT Seite 40
Phase: Ausführungsplanung
Überprüfung Projektdokumentation
Planung Bau-, Montage-, Installations-, Einrichtungs- und Inbetriebnahmeablauf (Kapazitäten/ Termine)
Umzugspläne (Flächenfreizug)
Bau- und Genehmigungsanträge
Ausschreibungen/ Angebotauswahl/ Auftragsvergabe/ Bestellungen
Festlegung Projektleitung/ Projektmanagement
Pflichtenhefte/ Masterpläne
Ausführungsplanung
Quellen: Grundig 2000
Anmerkungen zum Bild:
Vorlesung 1
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Fabrikplanung (Prof. Schuh)
Einführung in die Fabrikplanung
© WZL / IPT Seite 41
Phase: Ausführung
Führung/ Überwachung Projektrealisierung
Bau- und Montageleitung
Zwischen-/ Funktionsüberprüfung, Probebetrieb
Mitarbeitereinarbeitung/ -schulung
Abnahmeprüfungen (Übergabe-/ Inbetriebnahmeprotokolle/ Mängelbehebung
Produktionsanlauf (Inbetriebnahme)
Ergänzung Projektdokumentation/ Abrechnung
Ausführung
Quellen: Grundig 2000
Anmerkungen zum Bild:
Vorlesung 1
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