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7.1 Materialflussgerechte Fabrikplanung in:

Christof Schulte

Logistik, page 359 - 385

Wege zur Optimierung der Supply Chain

6. Edition 2012, ISBN print: 978-3-8006-3995-3, ISBN online: 978-3-8006-3996-0, https://doi.org/10.15358/9783800639960_386

Series: Vahlens Handbücher der Wirtschafts- und Sozialwissenschaften

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7.1 Materialflussgerechte Fabrikplanung 359 Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 Revision 7 Produktionslogistik Zu den wesentlichen Funktionen der Produktionslogistik gehören neben den bereits als Logistik-Querschnittsfunktionen behandelten Transport- und Lageraufgaben – die Schaffung einer materialflussgerechten Fabrikstruktur (Fabrikplanung), – die Planung und Steuerung der Produktion sowie – die interne Materialbereitstellung in Produktion und Montage. Während es sich bei der Fabrikplanung um eine mittel- bis langfristig wirksame Grundsatzentscheidung handelt, die in die strategische Planung des Unternehmens einzubinden ist, liegt der Produktionsplanung und -steuerung tendenziell ein mittel- bis kurzfristiger Zeithorizont zugrunde. Sofern es sich allerdings um die Auswahl und Festlegung des im Unternehmen eingesetzten Systems der Produktionsplanung und -steuerung handelt, ist auch dies eine Strukturentscheidung mit längerfristigem Planungshorizont. 7.1 Materialflussgerechte Fabrikplanung 7.1.1 Ziele der Fabrikplanung Generelle Aufgabe der Fabrikplanung ist die Schaffung eines technisch einwandfreien wirtschaftlichen Ablaufes der Produktionsprozesse bei gleichzeitiger Gewährleistung guter Arbeitsbedingungen. Sie kann sowohl die komplette Neuplanung von Produktionsstätten als auch die Umstellungs- oder Erweiterungsplanung bereits existierender Betriebe zum Gegenstand haben. Hierbei sind verschiedene Ebenen der Fabrikplanung zu unterscheiden (vgl. Abb. 7–1). Aus der generellen Aufgabenstellung der Fabrikplanung lassen sich vier allgemeingültige Hauptziele ableiten (vgl. Kettner/Schmidt 1979, Sp. 530): – optimaler Produktions- bzw. Materialfluss, – menschengerechte Arbeitsbedingungen, – gute Flächen- und Raumausnutzung, – hohe Flexibilität von Bauten, Anlagen und Einrichtungen. Da hierbei eine Vielzahl von Kostenkomponenten zu berücksichtigen sind, ist das zu lösende Optimierungsproblem in der Regel sehr komplex und umfangreich. Viele Lösungsalgorithmen berücksichtigen daher letztlich nur eine Kostengröße, wie zum Beispiel die Transportkosten. Erschwerend kommt hinzu, dass neben den quantifizierbaren, also kostenmäßig erfassbaren Zielen, auch nicht- oder nur schwer-quantifizierbare Gestaltungsziele verfolgt werden. Zu den quantifizierbaren Zielen zählen die Minimierung der Transportkosten, Zwischenlagerungskosten, Raumkosten sowie Standortwechselkosten. Eine völlige Vermeidung von Transportkosten kann durch die benachbarte Aufstellung von Betriebsmitteln herbeigeführt werden, die eine direkte Weitergabe von Werkstücken erlaubt. Lässt sich eine räumlich konzentrierte Aufstellung der Betriebsmittel nicht realisieren, sollten deren Standorte zumindest so gewählt werden, dass auf Strecken mit hoher Transportintensität der Einsatz effizienter Transporteinrichtungen möglich ist. 360 7 Produktionslogistik Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 1. Produktionsstandortplanung 2. Werklayoutplanung 3. Gebäudelayoutplanung 4. Geschossflächenplanung 5. Maschinen-/Einrichtungsplanung Abb. 7–1: Ebenen der Fabrikplanung Bei den Zwischenlagern lassen sich geplante und ungeplante Lager unterscheiden. Geplante Zwischenlager im Fertigungsprozess dienen der Verstetigung der Arbeitsabläufe. Ungeplante Zwischenlager haben ihre Ursache in steuerungsbedingten Mängeln oder Störungen. Durch eine erzeugnisorientierte Trennung der Kapazitäten – unter dem Gesichtspunkt einer Komplettbearbeitung von Teilen und Baugruppen – lässt sich im Layout sowohl eine Reduzierung der ablauf- als auch der steuerungsbedingten Zwischenlagerungskosten herbeiführen. Einerseits kann durch die damit verbundene räumliche Nähe der Maschinen auf eine Zwischenlagerung verzichtet werden und andererseits wird durch die Verstetigung des Fertigungsprozesses eine höhere Dispositionssicherheit in der Fertigungssteuerung erzielt. Man spricht hierbei von einem produktorientierten Layout (vgl. Wiendahl 1985, S. 133). Die Berechnung der Raumkosten ist bei Neu- und Erweiterungsplanungen notwendig. Sie setzen sich aus kalkulatorischen Kosten (Abschreibungen und Zinsen auf ein Gebäude) und den Gebäudebetriebskosten zusammen, unter die die Lohn- und Materialkosten sowie die Steuern und die Versicherungsbeiträge fallen (vgl. Reichmann 1979, Sp. 1063). Die Raumkosten erhält man durch Addition der einzelnen Kostenarten. Zusätzliche Raumkosten können auf Grund einer bewusst schlechteren Raumnutzung aus Rücksicht auf andere Ziele entstehen. Hierzu gehören insbesondere die Schaffung von Reserveflächen, die zur Gewährleistung der Anpassungsflexibilität an soziale, wirtschaftliche und technische Entwicklungen im Layout eingeplant werden (vgl. Kettner/Schmidt 1979, Sp. 330). Bei der Verfolgung des Ziels der Minimierung der Raumkosten ist somit abzuwägen zwischen den Kosten mangelnder Flexibilität und den anfallenden Raumkosten (vgl. Nestler 1969, S. 75). Die Höhe der Standortwechselkosten ist abhängig von der Anzahl der Betriebsmittel, die im Falle einer Umgestaltung des Layouts von einer Umstellung betroffen sind. Ziel der Layoutplanung muss es daher sein, absehbare und erwartete Veränderungen in der Raumstruktur der Betriebsmittel vorwegzunehmen. Die nicht- oder nur schwer-quantifizierbaren Gestaltungsziele der Fabrikplanung finden ihren Niederschlag in Prinzipien (vgl. Bremer 1979, S. 94): – Möglichst gute Übersichtlichkeit: Die Anordnung der Standorte sollte so erfolgen, dass mögliche Störungen im Betriebsgeschehen sofort sichtbar sind. Schulte_071.tif 7.1 Materialflussgerechte Fabrikplanung 361 Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 – Geringe Störanfälligkeit: Das Layout soll so gestaltet werden, dass Störungen (Feuer, Explosion) den Gesamtbetrieb möglichst wenig beeinträchtigen. – Hohe Elastizität: Die Betriebsmittel sind so anzuordnen, dass ihr Standort mit möglichst geringem Aufwand an veränderte Fertigungsbedingungen angepasst werden kann. – Geradliniger Materialfluss: Durch die Gestaltung eines kreuzungs- und rückflussfreien Materialflusses lassen sich eine größere Übersichtlichkeit und kürzere Durchlaufzeiten herbeiführen. – Humane Arbeitsplätze: Die Layoutplanung hat Arbeitssicherheits- und Arbeitsinhaltsbelange zu beachten. In der Regel werden mehrere Ziele gleichzeitig verfolgt, die sich in ihren Wirkungen auf das Ergebnis entweder komplementär oder konkurrierend verhalten können. So besteht beispielsweise zwischen den Forderungen nach Transportkostenminimierung und möglichst geringer Störanfälligkeit ein Zielkonflikt, da Abteilungen aus Sicherheitsgründen bisweilen möglichst weit getrennt voneinander angeordnet werden müssen, wie z. B. bei der Sprengstoffproduktion. 7.1.2 Einflussfaktoren auf die Fabrikplanung Wesentliche Einflussfaktoren auf die Fabrikplanung stellen Produkt, Betriebsmittel, Arbeitskräfte, gesetzliche Bestimmungen sowie gegebenenfalls vorhandene Gebäude und Grundstücke dar (vgl. Eidt u. a. 1977, S. 327). Die von Produkten auf einen Standortraum ausgehenden Anforderungen resultieren aus deren Größe, Gewicht, konstruktiver Gestaltung sowie ihrer Zusammensetzung im Produktionsprogramm (vgl. Schmidt 1965, S. 41 ff.). Größe und Gewicht determinieren den für Bearbeitung, Transport und Lagerung notwendigen Flächenbedarf und beeinflussen die Transport- und Lagergestaltung (vgl. Loos 1976, S. 11). Der konstruktive Aufbau des Produkts legt die Fertigungsverfahren und diese wiederum die technologisch bedingte Arbeitsgangfolge fest. Letztere bildet für die Fabrikplanung ein Ordnungsschema, das bei der Anordnung der Betriebsmittel in eine räumliche Struktur übertragen werden sollte. Außerdem werden durch die Anzahl der Arbeitsschritte und der zu fertigenden Werkstücke die Intensität und der Verlauf der richtungsorientierten Kontakte bestimmt (vgl. Niedereichholz 1979, S. 17). Hierbei handelt es sich um den Fertigungsfluss, der sich aus dem Materialfluss, dem Energiefluss, dem Personalfluss sowie dem Informationsfluss zusammensetzt (vgl. Kettner 1965, S. 209). Die Bedeutung der einzelnen Flüsse für die Gestaltung des Layouts hängt von den durch die Produkte festgelegten Fertigungsverfahren ab. Bei einer transportintensiven Fertigung hat eine materialflussorientierte Aufstellung der Betriebsmittel Priorität, während sich bei energieintensiven Fertigungsverfahren die Anordnung nach der Energiequelle richten sollte (vgl. Sauter 1977, S. 25). Wie die Produkte beeinflussen auch die Betriebsmittel durch ihre Größe, ihr Gewicht und ihre technologische Auslegung ein Layout. Größe und Gewicht stellen Anforderungen an den Standortraum hinsichtlich der Fläche zur Gewährleistung einer störungsfreien Leistungserstellung sowie an die Standortbeschaffenheit, die Ansprüchen bezüglich Bodentragfähigkeit, Niveauverhältnissen oder Raumhöhen genügen muss. Betriebsmittel sind ferner auf eine gute Ver- und Entsorgung mit Werkstücken, Hilfs- und Betriebsstoffen an- 362 7 Produktionslogistik Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 gewiesen, so dass mögliche Standorte mit den entsprechenden Infrastruktureinrichtungen auszustatten und für transportintensive Betriebsmittel nur transportgünstige Standorte in Betracht zu ziehen sind. Es wird unterschieden zwischen zentralisierenden Kontakten, die aus technisch-ökonomischen Überlegungen zu einer Zusammenlegung von Maschinen führen können, z. B. wegen vergleichbarer Emissionen (Lärm, Abluft) und den dezentralisierenden Kontakten, die die Nachbarschaft einer Maschine zu anderen Betriebsmitteln verbieten, z. B. wegen mechanischer Schwingungen (vgl. Baur 1972, S. 56 ff.). Die Arbeitnehmer stellen Ansprüche an eine humane Gestaltung und Anordnung der Arbeitsplätze. Unter „human“ wird hier ein Arbeitsplatz verstanden, der die Arbeitszufriedenheit und das Wohlbefinden des Mitarbeiters fördert. Ersteres lässt sich erreichen, wenn das Tätigkeitsprofil dem Mitarbeiter einen ausreichend großen Tätigkeits-, Entscheidungsund Kontrollspielraum ermöglicht. Die Layoutplanung kann dieser Forderung Rechnung tragen, indem sie durch eine räumliche Konzentration geeigneter Betriebsmittel eine Ausweitung der Aufgabeninhalte unterstützt. Durch den daraus resultierenden engeren Kontakt der Arbeitskräfte untereinander wird die Übertragung dispositiver Aufgaben und der eigenverantwortliche Arbeitsplatzwechsel erleichtert. Das Wohlbefinden wird beeinflusst von der Farbgebung, Beleuchtung, Klimatisierung, Lüftung, Lärmdämmung sowie von der richtigen maßlichen Gestaltung des Arbeitsplatzes. Bei Neu- und Erweiterungsplanungen stellt das Betriebsgrundstück eine Standortgegebenheit dar, während bei Umstellungsplanungen durch die bestehenden Gebäude Beschränkungen entstehen. Das Betriebsgelände beeinflusst die Gestaltung und Anordnung von Gebäuden durch die Topographie und die Tragfähigkeit des Baugrundes sowie durch bestehende Hindernisse, wie z. B. bauliche Anlagen oder Kanäle. Von Gebäuden gehen Einschränkungen der Gestaltungsfreiheit durch deren Struktur aus, die im Grundriss, der Raumhöhe, der Bodentragfähigkeit, den Stützenabständen, der Beleuchtung, dem Raumklima und der Geschossanzahl ihren Niederschlag findet. So ist eine ideale Standortanordnung von Betriebsmitteln dem Grundriss anzupassen, wenn dessen äußere Form nicht mit der des Gebäudes übereinstimmt. Weitere Einflüsse entstehen, wenn Maschinen und Anlagen nicht an ihren idealen Standorten aufgestellt werden können, weil mangelnde Raumhöhe oder Bodentragfähigkeit es nicht erlauben. Dabei ist zu beachten, dass Krananlagen die Raumhöhe zusätzlich verringern. Einen Einfluss auf die Betriebsmittelverteilung üben ferner die Stützen aus, da sie sowohl die optimale Gestaltung und Anordnung von Arbeitsplätzen als auch den Transport beeinträchtigen können. Für Arbeitsplätze, die auf Tageslicht angewiesen sind, wie z. B. in der feinmechanischen Industrie, sind Standorte in der Nähe von Fenstern vorzusehen. Bei der Anordnung von Betriebsmitteln mit besonderen klimatechnischen Anforderungen sollte dagegen darauf geachtet werden, dass diese nicht an die Gebäudesüdseite gelegt werden, da die Sonneneinstrahlung erheblich mehr Aufwendungen für die klimatechnische Ausrüstung erforderlich machen würde. In Geschossbauten ist man vielfach gezwungen, schwere Maschinen und solche, die Schwingungen erzeugen, aus baustatischen Gründen im Erdgeschoss zu platzieren. Bei der Gestaltung eines Layouts sind weiterhin gesetzliche Bestimmungen zu beachten. Diese umfassen zum einen Regelungen zur Bebauung der Betriebsgrundstücke und der Gestaltung des Betriebsgebäudes und zum anderen dienen sie dem Schutz von Leben und Gesundheit der Mitarbeiter und der Umwelt des Unternehmens. 7.1 Materialflussgerechte Fabrikplanung 363 Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 7.1.3 Ablauf der Fabrikplanung Abb. 7–2 gibt zunächst einen Überblick über den generellen Ablauf der im Folgenden näher behandelten Fabrikplanung. Hierbei werden die Betriebsanalyse und die Bedarfsplanung unter die Datenermittlung subsumiert. Zu beachten ist, dass in der Regel nicht alle im Folgenden genannten Aufgaben der Fabrikplanung in den Zuständigkeitsbereich der Logistik fallen. Eine Aufgabenabgrenzung zu anderen Instanzen im Unternehmen (wie z. B. Arbeitsvorbereitung, technische Planung) kann nur im Einzelfall erfolgen. Um eine durchgängige Darstellung des Planungsablaufs zu ermöglichen, wird auf diese Fragen der Arbeitsteilung nicht weiter eingegangen. Abb. 7–2: Genereller Planungsablauf der Fabrikplanung (Wiendahl/Enghardt 1986, S. 741) 7.1.3.1 Datenermittlung Aufgabe der Datenermittlungsphase ist, die für die Fabrikplanung benötigten betrieblichen Daten zu erfassen. 7.1.3.1.1 Grundsätzliche Vorgehensweise Vor Beginn einer jeden Untersuchung sollte geklärt werden, welche Daten zur Lösung einer Aufgabe erfasst, und welche Genauigkeitsanforderungen an die erhobenen Daten gestellt werden müssen. Um den Untersuchungsaufwand auf ein wirtschaftlich vertret- 07-01.tif 364 7 Produktionslogistik Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 bares Maß zu reduzieren, kann in Abstimmung mit der Aufgabenstellung eine Einschränkung auf – bestimmte Untersuchungsbereiche, – repräsentative Produkte und – einen begrenzten Untersuchungszeitraum vorgenommen werden (vgl. Martin 1979, S. 15). Hierbei kann folgende Vorgehensweise zugrundegelegt werden (vgl. Aggteleky 1981, S. 31 ff.): – Lässt sich ein Untersuchungsbereich auf Grund der Zielsetzung nicht eingrenzen, sollte sich die Analyse auf die kostenintensiven Bereiche beschränken, weil dort bei Verbesserungen das größte Kosteneinsparungspotenzial liegt. – Repräsentative Produkte sollen diejenigen Kriterien in sich vereinen, die für die Zielsetzung der Untersuchung ein besonderes Gewicht besitzen. Für Fragen der Layoutplanung sind dies insbesondere Mengen, Umsatz, Kosten und Gewinn. Zur Auswahl werden insbesondere ABC-Analysen herangezogen. Abb. 7–3: Ablauf der Datenermittlung (Grabe 1988, S. 34) 07-02.tif 7.1 Materialflussgerechte Fabrikplanung 365 Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 Nach Eingrenzung des Untersuchungsumfangs lassen sich die Daten durch – eine Auswertung betrieblicher Unterlagen oder – eine Erhebung durch Befragen und Beobachten ermitteln. Da eine Erhebung regelmäßig höhere Kosten verursacht, sollte die Auswertung von schriftlichen bzw. gespeicherten Daten Ausgangspunkt jeder Untersuchung sein (vgl. Sauter 1977, S. 24). Vor einer Auswertung muss allerdings geprüft werden, ob der Inhalt dieser Daten noch mit den bestehenden Verhältnissen des Unternehmens übereinstimmt. Lassen sich nicht alle Daten aus Unterlagen entnehmen, so müssen sie durch Erhebungen ergänzt werden. Hierzu eignet sich bei vorgangsunabhängigen Daten am besten ein anhand eines Fragebogens durchgeführtes Interview („standardisiertes Interview“), das eine gezielte Erfassung der fehlenden Daten mit geringem zeitlichen Aufwand erlaubt. Vorgangsabhängige Daten dagegen, wie z. B. der durchschnittliche Füllgrad von Transporthilfsmitteln, werden am günstigsten durch die Multimomentmethode, die Zeitanteile von bestimmten Vorgängen durch stichprobenweises Beobachten in zufällig gewählten zeitlichen Abständen liefert, erfasst, da sie sich ebenfalls durch ihren geringen zeitlichen Aufwand auszeichnet (vgl. Martin 1979, S. 17). Abb. 7–3 fasst das prinzipielle Untersuchungsvorgehen in einem Ablaufdiagramm zusammen. 7.1.3.1.2 Produktionsprogramm Im Rahmen der Planung des Produktionsprogramms werden die Arten und Mengen der innerhalb des Planungszeitraums zu fertigenden Erzeugnisse festgelegt. Das Produktionsprogramm enthält somit eine qualitative (Art), eine quantitative (Menge) und eine zeitliche (Erstellungszeitpunkt) Komponente (vgl. Zäpfel 1982, S. 46). Das hierbei auftretende Planungsproblem wird wesentlich dadurch beeinflusst, ob es sich um – eine rein kundenauftragsbezogene Programmbildung, – eine rein erwartungsbezogene Programmbildung oder – einen Mischtyp zwischen erwartungs- und kundenauftragsbezogener Programmbildung handelt. Im Fall der rein kundenauftragsbezogenen Programmbildung entspricht das Produktionsprogramm den eingehenden Aufträgen. Insbesondere bei der Deckung eines völlig individualisierten Bedarfs gestaltet sich die Programmplanung sehr schwierig. Bei der rein erwartungsbezogenen Programmbildung werden Prognosen über die voraussichtliche Nachfrageentwicklung herangezogen, wobei insbesondere die Einführung neuer Produkte, die Veränderung oder der Ersatz vorhandener Produkte, die Bereinigung bzw. Reduzierung des Programmes sowie der geplante Einsatz von Marketing-Maßnahmen mit ins Kalkül zu ziehen sind. Zur Ermittlung des der Fabrikplanung zugrunde zu legenden Produktionsprogramms interessiert vor allem, ob aktuelle oder absehbare Entwicklungen in den für den Betrieb relevanten Märkten Veränderungen im Produktionsprogramm bewirken. Hiervon können die Stückzahl, die Losgrößenstruktur, die saisonalen Schwankungen innerhalb der Auftragsstruktur und der Qualitätsstandard bestehender Produkte betroffen sein sowie die Zusammensetzung des Produktionsprogramms infolge einer Programmbereinigung (vgl. Aggteleky 1981, S. 243). Von den Ausprägungen dieser Merkmale hängen weitgehend der quantitative und der qualitative Kapazitätsbedarf ab, die ihrerseits den Betriebsmittelbedarf nach Art und Anzahl 366 7 Produktionslogistik Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 bestimmen. Entscheidendes Merkmal der Programmplanung als Basis der Fabrikplanung ist, dass der Produktionsapparat eine mitzubestimmende Variable darstellt. 7.1.3.1.3 Betriebsmittelbedarf Aufgabe der Bedarfsplanung der Betriebsmittel ist die Ermittlung der erforderlichen Betriebsmittel nach Art (Leistungsvermögen), Anzahl, Zeitpunkt und Dauer sowie gegebenenfalls Einsatzort. Diese Daten stellen die Grundlage zur Bestimmung der Raumform von Funktionsbereichen und Gebäuden sowie zur Anordnung der Betriebsmittel dar. Basis für die Ermittlung des quantitativen und qualitativen Betriebsmittelbedarfs sind sogenannte Bearbeitungs- und Maschinenprofile (vgl. Wiendahl 1973). Zur Ermittlung des Kapazitätsbedarfs wird zunächst eine Analyse und Klassifizierung des zu fertigenden Teilespektrums vorgenommen, z. B. nach Werkstückform, Abmessung, Gewicht, Werkstoff. Die sich hierbei ergebenden Häufigkeitsverteilungen ergeben das Teileprofil, aus dem die benötigten Bearbeitungsverfahren abgeleitet werden können. Das Bearbeitungsprofil erhält man, indem man die den Arbeitsplänen entnommenen produktbezogenen Maschinenbelegungszeiten den Bearbeitungstechnologien zuordnet. Der quantitative Kapazitätsbedarf einer Betriebsmittelgruppe wird bestimmt durch die geplante Belegungszeit für die auf ihr zu fertigenden Aufträge. Die Belegungszeit setzt sich zusammen aus der Ausführungszeit, unter der man das Produkt aus der Stückzahl eines Auftrags und der Vorgabezeit einer Belegung bei der Mengeneinheit 1 versteht, und der Rüstzeit (Vorgabezeit für den Rüstvorgang). Durch eine Summierung der erforderlichen Belegungszeiten aller Aufträge erhält man die Kapazitätsanforderungen an die Betriebsmittelgruppe in einer Periode (vgl. Frey 1975, S. 286). Hieraus ergibt sich somit der auf eine definierte Periode bezogene Stundenbedarf je Bearbeitungsverfahren. Durch den Vergleich des Bearbeitungsprofils mit dem Maschinenprofil, das das Leistungsvermögen der vorhandenen Fertigungseinrichtungen abbildet, zeigt sich, ob eine Bedarfsüberdeckung, -unterdeckung oder ein dem Bedarf entsprechender Betriebsmittelbestand vorliegt (vgl. Abb. 7–4). Abb. 7–4: Ermittlung des Kapazitätsbedarfs (Kettner u. a. 1984, S. 54) 07-03.tif 7.1 Materialflussgerechte Fabrikplanung 367 Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 Prinzipiell können folgende Bedarfsarten auftreten: – Ersatz vorhandener durch identische Betriebsmittel, – Ersatz vorhandener durch technologisch neue Betriebsmittel, – Ergänzung vorhandener durch identische Betriebsmittel, – Ergänzung vorhandener durch technologisch neue Betriebsmittel. Ferner ist der ersatzlose Abbau vorhandener Betriebsmittel möglich. Außer bei der ersten Bedarfsart führen alle übrigen zu einer Veränderung im Layout. Veränderungen der Losgrößenstruktur beeinflussen zum einen über die Anzahl notwendiger Rüstvorgänge den Rüstzeitanteil an der Belegungszeit, sofern diese nicht durch ein Zusammenfassen oder ein Splitten von Betriebsaufträgen kompensiert werden können. Zum anderen kann ein qualitativer Kapazitätsbedarf entstehen, wenn die Betriebsauftragslosgrößen auf Stückzahlen absinken, die den wirtschaftlichen Betrieb einer Maschine oder Anlage nicht mehr ermöglichen. Entwickeln oder verändern sich saisonale Schwankungen innerhalb der Auftragsstruktur, so kann ein Auf- oder Abbau eines Kapazitätsüberhangs sinnvoll sein. Höhere Qualitätsansprüche lassen sich dagegen entweder durch längere Ausführungszeiten auf bereits vorhandenen Betriebsmitteln ausgleichen oder verursachen bei fehlenden qualitativen Kapazitäten einen zusätzlichen Bedarf. Neue Produkte werden als Ersatz für alte oder als Ergänzung zu den bereits vorhandenen in ein Produktionsprogramm genommen. Ist ihre Fertigung auf bestehenden Kapazitäten möglich, so üben sie den gleichen Einfluss auf die Kapazitäten aus wie die alten Produkte. Lassen sich die Produkte nicht auf den bestehenden Kapazitäten herstellen, ist wiederum eine Neuanschaffung von Betriebsmitteln vorzunehmen. Veränderungen des qualitativen Kapazitätsbedarfs resultieren aus Verschiebungen in der Programmstruktur sowie den fertigungstechnischen Ansprüchen einzelner Produkte (z. B. Qualitätsanforderungen). Anforderungen an den Einsatzort kommen in den raumqualitativen Anforderungen der Betriebsmittel zum Ausdruck. Für die Layoutplanung sind dabei folgende Daten von Bedeutung: – das Gewicht zur Bestimmung der erforderlichen Bodentragfähigkeit, – die Höhe als Hinweis für die notwendige Raumhöhe und die mögliche Schachttiefe eines Betriebsmittels, – die Erzeugung und Verträglichkeit mechanischer Schwingungen, die die Funktionsgenauigkeit der Betriebsmittel beeinflussen können (vgl. Rockstroh 1982, S. 176), – der Ausstoß von Gasen, Dämpfen, Staub sowie die eigenen Ansprüche bezüglich der Luftqualität und Temperatur, da vom Raumklima ebenfalls die Funktionsfähigkeit abhängt, – die Ansprüche an die Standortversorgung mit Elektrizität, Gas, Wasser, Druckluft sowie die Entsorgung von Spänen, Abfällen, Kühlwasser o. ä. (vgl. Kettner u. a. 1984, S. 79). Außerdem sind die organisationsbedingten Anforderungen zu ermitteln, wie z. B. die notwendige räumliche Nähe zu anderen Betriebsmitteln, Mehrmaschinenbedienung, Ablaufgruppen o. ä. (vgl. Sauter 1977, S. 60). Zur Dokumentation für die Layouterstellung können die Betriebsmittelflächen sowie die qualitativen und organisatorischen Standortanforderungen je Funktionsbereich tabellarisch in einem sogenannten Raumprogramm (vgl. Aggteleky 1981, S. 564) festgehalten werden. 368 7 Produktionslogistik Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 7.1.3.1.4 Personalbedarf Für die Fabrikplanung muss der Personalbedarf bezüglich Anzahl, Qualifikation, Einsatzzeitpunkt und -dauer für die Produktion, die Verwaltung und das Lager vorliegen. Als quantitative Methoden zur Personalbedarfsplanung werden die Trendextrapolation und die Kennzahlenmethode herangezogen. Bei der Trendextrapolation erfolgt auf der Basis der bisherigen und künftigen Entwicklungstrends der zugrundeliegenden Einflussgrößen eine Fortschreibung des Personalbedarfs. Hierbei wird unterstellt, dass die Einflussfaktoren, die in der Vergangenheit wirksam waren, auch zukünftig den Personalbedarf determinieren. Dies setzt jedoch voraus, dass keine starken strukturellen Veränderungen auftreten (vgl. Schulte 1989 d, S. 11). Die Kennzahlenmethode wird zur Prognose des Personalbedarfs dann herangezogen, wenn dieser von der anfallenden Arbeitsmenge abhängt. In diesen Fällen kann folgende Grundformel angewendet werden: PB = i i AM ZB TAZ wobei PB = Personalbedarf AMi = Arbeitsmenge für die Arbeitseinheit i ZBi = Zeitbedarf für die Arbeitseinheit i TAZ = Tarifliche Arbeitszeit. Der qualitative Personalbedarf resultiert aus dem Vergleich der Anforderungen der zu besetzenden Arbeitsplätze mit der Qualifikation der Mitarbeiter. Arbeitskräfte benötigen humane Arbeitsplätze und Sozialräume. Mindestanforderungen an die Gestaltung und Anordnung von Arbeitsplätzen und Sozialräumen sind in der Arbeitsstättenverordnung und den Arbeitsstättenrichtlinien des Bundes festgelegt. Die Bemessung der Sozialräume ist von der Anzahl der Mitarbeiter abhängig. Gleiches gilt für die Standortwahl, die, sofern sie nicht durch Vorschriften eingeschränkt ist, durch die Kosten des Personenverkehrs zu diesen Einrichtungen bestimmt wird (vgl. Apple 1977, S. 102). Daher sollten bei Änderungen der Betriebsmittelzusammensetzung die Auswirkungen auf die Personalstruktur untersucht werden, indem der aus der Personalstatistik ersichtliche Personalbestand je Untersuchungsbereich dem zukünftigen Personalbedarf gegenübergestellt wird. 7.1.3.1.5 Flächenbedarf Betriebsmittel- und Personalbedarf ermöglichen eine erste überschlägige Berechnung des Flächenbedarfs und liefern damit eine wesentliche Ausgangsgröße für eventuell erforderliche Grundstücks- und Standortüberlegungen. Der Gesamtflächenbedarf setzt sich zusammen aus – den für die Aufstellung der Betriebsmittel benötigten Flächen einschließlich der Zusatz-, Hilfs- und Bereitstellungsflächen, – den Lagerflächen, – den Transport- und Verkehrsflächen sowie – den produktionsbedingten Verwaltungs- und Sozialflächen. 7.1 Materialflussgerechte Fabrikplanung 369 Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 Der Flächenbedarf der bestehenden Betriebsmittel lässt sich aus vorhandenen Layoutplänen oder der Betriebsmittelkartei entnehmen. Der Flächenbedarf neuer Betriebsmittel lässt sich aus Konstruktionszeichnungen und Herstellerprospekten entnehmen (vgl. Eversheim/Witte 1977, S. 510). Die Grundflächen von Maschinen und Anlagen sind anschließend aus Sicherheitsgründen um Flächen für Extremstellungen einzelner Maschinenelemente sowie um eine Bedienungsfläche an der Bedienerseite und einen Wartungsstreifen an den übrigen Seiten zu ergänzen. Außerdem müssen noch die Lagerflächen und die mit den Betriebsmitteln in Zusammenhang stehenden Teilflächen erfasst werden, worunter die Bereitstellungsflächen für Material und Werkzeuge und die Flächen für Späne und Abfälle fallen (vgl. Gamma 1985, S. 13). Die Bestimmung der Transport- und Verkehrsflächendaten vor der Erstellung des Layouts gestaltet sich äußerst schwierig, da die Wegeführung erst mit der konkreten Anordnung der Betriebsmittel entwickelt wird (vgl. Dangelmaier 1986, S. 26). Bei der Bemaßung von Gebäuden und Funktionsbereichen behilft man sich daher mit Flächenkennzahlen (vgl. Kaufmann 1978, S. 7). Betriebsuntersuchungen haben gezeigt, dass ein Aufschlag von 40% auf den Betriebsmittelflächenanteil eines Standortraums zu realistischen Verkehrsflächenanteilen führt (vgl. Podolsky 1977, S. 219). Für die Gestaltung der Verkehrswege existieren eine Reihe von Restriktionen, die bei der Layoutgestaltung zu beachten sind. So werden beispielsweise die Wegbreiten durch die DIN 18225 verbindlich festgelegt. Bei einer Änderung der Programmstruktur sollte vor einer Dimensionierung der Verkehrsflächen untersucht werden, ob durch die Modifikation des Produktionsprogramms Transportaufgaben entstehen, für die die Breite der bestehenden Verkehrswege nicht ausreichend ist (vgl. Dienhart/Eggenstein 1984, S. 29). Dazu ist zunächst festzuhalten, ob sich die neuen Transportgüter mit den bestehenden Transporthilfs- bzw. Transportmitteln befördern lassen (vgl. Dangelmaier 1983, S. 516). Ist dies nicht der Fall, müssen die geeigneten Transporthilfs- und Transportmittel beschafft und ihre Abmessungen anschließend aus den Konstruktionszeichnungen oder Herstellerprospekten entnommen werden. Ferner sollte man ihr Gewicht im vollbeladenen Zustand ermitteln, da sich zusätzliche Anforderungen an die Tragfähigkeit der Böden ergeben können (vgl. Budde 1987, S. 516). 7.1.3.1.6 Transportaufkommen Die Ausgangsbasis für die Ermittlung der Transportintensitäten bildet das Produktionsprogramm, von dessen Breite die Notwendigkeit einer Bestimmung von Repräsentanten abhängt, da bei einer großen Anzahl unterschiedlicher Produkte eine manuelle Bestimmung der Fertigungsabläufe unwirtschaftlich ist. Zur Bestimmung der repräsentativen Produkte bedient man sich im Allgemeinen der – ABC-Analyse und der – PQ-(Produkt-Quantum-)Analyse. Bei letztgenannter kann die Produktmenge als Analysekriterium um beliebige Kriterien, wie z. B. Umsatz, Herstellungskosten, Fertigungsstunden, ergänzt werden. Zur Bestimmung des Mengengerüsts wird anschließend für die aus den Fertigungsstücklisten ersichtliche Teilestruktur der Produkte anhand der Arbeitspläne die Arbeitsgangfolge für alle Einzelteile verfolgt, die geplante oder erwartete Fertigungsmenge eines repräsentativen Zeitraums für diese Einzelteile aus dem Produktionsprogramm errechnet 370 7 Produktionslogistik Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 und den einzelnen Arbeitsschritten zugeordnet (vgl. Kettner u. a. 1984, S. 100 f.). Dabei ist darauf zu achten, dass die Arbeitspläne bereits die neuen Betriebsmittel berücksichtigen, da man sonst einen Teil der Materialflüsse nicht erfasst. Die gewonnenen Mengenbeziehungen können in einer Tabelle mit Matrixform, dem Von- Nach-Diagramm (vgl. Abb. 7–5), zusammengefasst werden, in der entlang der waagrechten und senkrechten Achsen die Anfangs- und Endpunkte verzeichnet sind (vgl. Aggteleky 1981, S. 545). Trägt man in ihr die Hinflüsse oberhalb und die Rückflüsse unterhalb der Diagonalen ein, spricht man von einem richtungsorientierten Von-Nach-Diagramm, während man durch Addition der Hin- und Rückflüsse ein nicht-richtungsorientiertes Von- Nach-Diagramm erhält (vgl. Schmigalla 1968, S. 18). Nach Von R oh st of fla ge r Fe rt ig un g M on ta ge Fe rt ig w ar en la ge r A b fä lle , V er sc hn itt Ve rs an d S ch ro tt S um m e Wareneingang 100 100 Rohstofflager 72 20 10 102 Fertigung 52 16 8 76 Montage 4 65 3 72 Fertigwarenlager 91 91 Abfälle, Verschnitt 2 9 11 Summe 102 76 72 91 11 91 9 Abb. 7–5: Von-Nach-Diagramm (in Tonnen) Durch eine Aggregation der partiellen Materialströme können die Transportbeziehungen des Untersuchungsbereichs graphisch dargestellt werden. Der Vorteil dabei ist, dass das Verhältnis der einzelnen Flüsse zueinander deutlich wird, und dass die wichtigsten Materialströme des Untersuchungsbereichs sichtbar werden (vgl. VDI-Richtlinie 3300, S. 3). Zur Darstellung kann man ein Sankey-Diagramm heranziehen, indem zunächst die Betriebsmittel in ihrer räumlichen Lage zueinander aufgezeichnet und danach die Materialflüsse entsprechend ihrer Intensität durch unterschiedlich starke Verbindungslinien eingetragen werden (vgl. Nestler 1974, S. 154). Abb. 7–6 zeigt ein Sankey-Diagramm, in dem die Materialströme mengenmaßstäblich in Tonnen je Monat dargestellt sind. Das manuelle Vorgehen ist zur Ableitung des Mengengerüsts nicht notwendig, wenn bei EDV-erfassten Stücklisten, Arbeitsplänen und Auftragsdaten die Datenbankorganisation eine Auswertung in der oben beschriebenen Form zulässt (vgl. Dangelmaier 1982, S. 25). Das so gewonnene Mengengerüst muss anschließend in Transporteinheiten umgerechnet werden, da Mengen-, Gewichts- oder Volumenangaben keinen Rückschluss auf den damit verbundenen Transportaufwand zulassen. Dazu muss das Fassungsvermögen der zum Transport verwendeten Transporthilfsmittel durch Messen oder Zählen ermittelt und unter Berücksichtigung des durchschnittlichen Füllgrads sowie der Anzahl der je Transportvorgang geförderten Transporthilfsmittel auf das Mengengerüst umgelegt werden. 7.1 Materialflussgerechte Fabrikplanung 371 Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 Abb. 7–6: Materialflussschema (Sankey-Diagramm) Lassen sich keine Repräsentanten ableiten, weil ein festgelegtes Produktionsprogramm fehlt, wie z. B. bei einer auftragsorientierten Einzelfertigung, können die Transportvorgänge auch mittels Selbstaufschreibung durch das Transportpersonal in einem Zeitraum von zehn Arbeitstagen in hinreichender Genauigkeit bestimmt werden (vgl. Koschnitzky 1974, S. 112). Die Transportintensitäten lassen sich ebenfalls in einem Von-Nach-Diagramm, auch Transport- oder Transportintensitätenmatrix genannt, darstellen. 7.1.3.2 Prinzipplanung Gegenstand der Prinzipplanung sind die Festlegung – des Fertigungs- und Montageprinzips, – der Fertigungstechnologie sowie – des Transport- und Lagerprinzips (siehe hierzu Kapitel 4 und 5). 7.1.3.2.1 Fertigungs- und Montageprinzipien Die Festlegung des Fertigungs- und Montageprinzips hat entscheidenden Einfluss auf die Material-Durchlaufzeiten sowie den Koordinationsaufwand für die Sicherstellung eines optimalen Produktionsablaufs. Bei der Anordnung von Fertigungs- und Montagearbeitsplätzen lassen sich drei Hauptgruppen unterscheiden (vgl. Abb. 7–7): – Verrichtungsprinzip, – Gruppenprinzip, – Objekt- oder Flussprinzip. 07-05.tif 372 7 Produktionslogistik D ruckerei C .H . B eck Schulte, Logistik (Vahlen) ..................................... M edien m it Zukunft R evision, 23.11.2012 Abb. 7–7: Merkmale verschiedener Fertigungsprinzipien (Ehmer u. a. 1989, Sp. 489 f.) 07-06.tif 7.1 Materialflussgerechte Fabrikplanung 373 Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 Beim Verrichtungsprinzip fasst man Betriebsmittel, die gleichartige Verrichtungen durchführen, in Organisationseinheiten, sogenannten Werkstätten, zusammen (z. B. Bohrerei, Dreherei, Fräserei). Das Objekt- bzw. Flussprinzip ist gekennzeichnet durch die Anordnung der Betriebsmittel entsprechend der Folge des Arbeitsablaufs. In Abhängigkeit von der zeitlichen Koordination der Produktionsstellen können die Reihenfertigung (zeitlich ungebundener, gerichteter Materialfluss), die Fließband- bzw. Transferstraßenfertigung (zeitlich gebundener, gerichteter Materialfluss) sowie flexible Transferlinien (taktweiser Materialfluss in sequentieller Maschinenfolge bei gleichzeitiger Möglichkeit zum schnellen Umrüsten innerhalb eines begrenzten Werkstückspektrums) unterschieden werden (vgl. Zäpfel 1989, S. 158 ff.). Neben diesen beiden Extremformen der organisatorischen Gestaltung des Fertigungsablaufs gewinnt – insbesondere für die Teilefertigung – das Gruppenprinzip immer mehr an Bedeutung. Mit diesem versucht man die jeweiligen Vorteile von Werkstatt- und Fließprinzip zu verknüpfen, nämlich die Flexibilität zur Erfüllung verschiedener Fertigungsaufgaben und die Erzielung einer möglichst fließenden Materialbewegung. Ausprägungsformen des Gruppenprinzips sind – Fertigungszellen, – Fertigungsinseln, – Flexible Fertigungssysteme (FFS) und – Fertigungssegmente. Unter Fertigungszellen werden automatisierte, technologisch autonome Produktionsmittel verstanden, die sich für eine Verkettung zu höhergeordneten Produktionssystemen eignen (vgl. Spur 1983, S. 176 ff.). Während Fertigungszellen definitionsgemäß auf einen hohen Automatisierungsgrad abstellen, dominiert bei dem Konzept der Fertigungsinsel die organisatorische Komponente. Merkmale einer Fertigungsinsel sind: – Bildung von Fertigungsfamilien durch die Zusammenfassung von Werkstücken, die mit gleichen Betriebsmitteln bearbeitet werden können (vgl. AWF 1984, S. 3) – räumliche und organisatorische Zusammenfassung der zur möglichst kompletten Bearbeitung dieser Fertigungsfamilien notwendigen Maschinen (vgl. Mönig 1985, S. 83) – Übertragung aller planerischen und organisatorischen Aufgaben, die den Fertigungsablauf des der Insel zugeordneten Fertigungsspektrums betreffen, auf die Gruppe (vgl. KfK 1983, S. 10). „Ein flexibles Fertigungssystem enthält mehrere automatische Arbeitsstationen, die durch ein automatisches Werkstücktransportsystem so verknüpft sind, dass ein gleichzeitiges Bearbeiten unterschiedlicher Werkstücke im Gesamtsystem möglich ist. Die unterschiedlichen Werkstücke können das System auf verschiedenen Wegen über verschiedene Arbeitsstationen durchlaufen“ (Vettin 1979, S. 15). Vorteile eines FFS bestehen vor allem darin, dass auch kleinere Losgrößen durch den hohen Automatisierungsgrad (automatische Werkzeugeinstellung und -wechsel, automatischer Transport etc.) ähnlich kostengünstig wie bei einer Großserienfertigung hergestellt werden können. Nachteilig wirken sich allerdings die hohen Investitionskosten, die eine hohe Auslastung erfordern (vgl. Eversheim u. a. 1983, S. 848), der Steuerungsaufwand sowie eine überdurchschnittliche Störanfälligkeit, die durch die automatische Verkettung zu Folgestörungen führen kann, aus. 374 7 Produktionslogistik Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 „Unter Fertigungssegmenten werden produktorientierte Organisationseinheiten der Produktion zusammengefasst, die mehrere Stufen der logistischen Kette eines Produktes umfassen und mit denen eine spezifische Wettbewerbsstrategie verfolgt wird. Darüber hinaus zeichnen sich Fertigungssegmente auch durch die Integration planender und indirekter Funktionen aus und sind in der Regel als Cost-Center organisiert. Fertigungssegmente sind damit durch fünf Merkmale gekennzeichnet (vgl. Abb. 7–8): – Markt- und Zielausrichtung; – Produktorientierung; – Mehrere Stufen der logistischen Kette eines Produktes; – Übertragung indirekter Funktionen; – Kostenverantwortung“ (Wildemann 1988 b, S. 54). Markt- und Zielausrichtung – Bildung abgegrenzter Produkt-Markt- Produktion-Kombination – Strategische Erfolgsfaktoren Fertigungssegment Produktorientierung – Koordinationsaufwand – Leistungsverflechtung – Fertigungstiefe Übertragung indirekter Funktionen – Instandhaltung – Transport – Materialbereitstellung – Steuerung – Disposition – Rüsten – Qualitätskontrolle Mehrere Stufen der log. Kette – Integration mehrerer unternehmensinterner Wertschöpfungsstufen – Flussoptimierung Kostenverantwortung „cost centers“ Abb. 7–8: Merkmale von Fertigungssegmenten Die Flussoptimierung als wesentliches Gestaltungsprinzip der Fertigungssegmentierung stellt bei hinreichender Kapazitätsauslastung die kostengünstigste Form der Fertigungsorganisation dar. Durch die Reduzierung der Übergangszeiten werden die Durchlaufzeiten minimiert. Dies führt zur Senkung der Bestände und zu geringeren Aufwendungen für die Koordination der Abläufe. Für ein flussoptimiertes Layout bietet sich insbesondere die U-Form an (vgl. Schonberger 1983, S. 70). Sie hat die folgenden Vorteile: – Vereinfachung von Material- und Werkzeughandhabung sowie Verkürzung von Transportwegen, – Personaleinsatzflexibilität durch Mehrmaschinenbedienung, – Teamwork, d. h. gemeinsame Problemlösung und Qualitätsverbesserung, durch räumliche Nähe und Kommunikationsmöglichkeiten der Mitarbeiter, – Unmittelbare Nacharbeit und folglich sofortige Korrektur von Qualitätsmängeln am Ort ihrer Entstehung, Schulte_072.eps 7.1 Materialflussgerechte Fabrikplanung 375 Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 – Durchlässigkeit der Bereiche, denn im Gegensatz zu einer lang gestreckten Maschinenreihe, die jeden Durchgang relativ schwer macht, ist die U-Form übersichtlicher und kompakter. Die sich permanent ändernden Marktanforderungen führen bei wechselndem Produktionsprogramm zu Problemen der Kapazitätsabstimmung. Diese lassen sich dann leichter lösen, wenn Anlagen entsprechend dem aktuellen Auftragsmix variabel aufgestellt werden können (vgl. Wildemann 1988 b, S. 231). Neben diesem Aspekt der kurzfristigen Flexibilität, also der Anpassungsfähigkeit an vorübergehende Veränderungen im Produktmix, ist mit der Forderung nach langfristiger Flexibilität der dauerhafte Wandel der Produktionsstruktur in qualitativer und in quantitativer Hinsicht angesprochen. Starre Layoutformen der Betriebsmittel können in diesem Zusammenhang zu folgenden nachteiligen Konstellationen führen: Bei Zunahme der Produktionsmengen kann das zur Verfügung stehende Areal nicht ausreichen (vgl. Aggteleky 1982, S. 606). Außerdem ist hierbei anzuführen, dass die Integration zusätzlicher Betriebsmittel funktionell kaum möglich ist. Die zu vermeidende Folge ist meist die Durchbrechung des kontinuierlichen Materialflusses mit allen damit verbundenen Negativkonsequenzen auf das Leistungsergebnis. Dies bedeutet, dass starre Layoutformen hemmenden Einfluss auf Erweiterungs-, Rationalisierungs- und Automatisierungsbestrebungen haben können, was gleichzeitig Diversifikations- und Innovationsaktivitäten negativ beeinflusst. Es ist deshalb bereits in der Beschaffungsphase auf die mobilitätsrelevanten Gestaltungskriterien von Betriebsmitteln zu achten. Gegenwärtig zeichnet sich folgender Trend ab: Die Betriebsmittel werden nicht ortsgebunden montiert, vielmehr wird die Aufstellung auf standardisierten Fundamenten bevorzugt. Die Autarkie der Betriebsmittel steht im Vordergrund, d. h. die Maschinen und Anlagen werden so weit wie möglich mit einem eigenen Steuerungs-, Hydraulik- und Entsorgungssystem ausgestattet. Auch die Kompaktbauweise von Anlagen wirkt in diesem Zusammenhang mobilitätssteigernd (vgl. Aggteleky 1982, S. 608). Zur Lösung des Zielkonfliktes zwischen der erforderlichen betrieblichen Standardisierung und den Kundenforderungen nach Produktindividualisierung sind für die Montage zwei Lösungsansätze von Bedeutung (vgl. Warnecke 1983, S. 40). Ein Lösungsansatz besteht darin, ein sogenanntes variantenneutrales Rumpfprodukt aufzubauen, das dann – möglichst spät im Fertigungsablauf – entsprechend der Kundenspezifikation komplettiert wird. Die Montage ist dann in weiten Bereichen variantenunabhängig. Einen weiteren Lösungsansatz stellt die Teilung der Montage in Rennerlinien und kleine parallele Arbeitssysteme dar. Voraussetzung hierfür ist insbesondere, dass ein Teil des Montageprogramms in relativ hohen Stückzahlen mit einer niedrigen Schwankungsbreite nachgefragt wird. Für die Rennerlinie ergibt sich dann eine stetige Materialdisposition. Die Notwendigkeit von Taktänderungen und des Umrüstens ist relativ gering. Weitere Vorteile sind die hohe Auslastung der technischen Einrichtungen, die gute Überschaubarkeit des Fertigungsflusses sowie die Möglichkeit der Mechanisierung bzw. Automatisierung bei Vorrichtungen und Betriebsmitteln sowie bei den Verkettungseinrichtungen. Nachteilig können sich demgegenüber – je nach Gestaltung der Rennerlinie – die einseitige Belastung der Mitarbeiter, die geringe Flexibilität und das ungünstige Verhältnis von Hauptund Nebenzeit auswirken (vgl. Warnecke 1983, S. 41). 376 7 Produktionslogistik Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 7.1.3.2.2 Auswahl der Fertigungstechnologien unter logistischen Gesichtspunkten Die Planung der Fertigungstechnologie gehört nicht zum unmittelbaren Aufgabenbereich der Logistik. Sie nimmt allerdings eine Beurteilung der vorgeschlagenen Fertigungstechnologien unter logistischen Kriterien vor und schlägt gegebenenfalls den Einsatz anderer Fertigungsverfahren vor, um eine Optimierung logistischer Zielgrößen herbeizuführen. Dies soll am Beispiel stufenarmer Fertigungsprozesse verdeutlicht werden. Ein wesentliches Hemmnis für den Übergang auf eine objektorientierte Organisationsform in der Teilefertigung stellt vielfach die hohe Anzahl der bei der Erstellung eines Produktes zu durchlaufenden Fertigungsstufen dar. Hinzukommt, dass die Mitarbeiter bei einem vielstufigen Fertigungsprozess häufig den Bezug zum Endprodukt völlig verlieren und sich deshalb mit ihrer Arbeitsaufgabe kaum identifizieren. Einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung der Ziele Minimierung des Koordinationsaufwands und kurze Durchlaufzeiten in der Fertigung kann der Übergang zu stufenarmen Fertigungsprozessen leisten. Um hierbei minimale Gesamtaufwendungen zu erzielen, sind bei der Planung der Fertigungsprozesse eines Produktes in ganzheitlicher Betrachtung alle Teilprozesse einzubeziehen, also beispielsweise Rohteilherstellung, Teilefertigung und Montage. Wesentliche Voraussetzungen für die Prozessstufenreduzierung können durch die Einbeziehung konstruktiver Änderungen an den Teilen geschaffen werden. Als grundsätzliche Vorgehensweisen zur Schaffung stufenarmer Fertigungsprozesse stehen zur Verfügung (vgl. Lichtenberg u. a. 1985, S. 53): – Die Integration technologischer Arbeitsoperationen, bei der Arbeitsgänge bzw. Arbeitsvorgangsstufen mit dem Ziel zusammengefasst werden, sie weitgehend gleichzeitig auszuführen, ohne das Betriebsmittel zu ändern. – Die Eliminierung von Prozessstufen, die den ersatzlosen Verzicht auf die Ausführung bestimmter Arbeitsoperationen zum Gegenstand hat. – Die Substitution technologischer Arbeitsoperationen, die eine Änderung des angewandten Fertigungsverfahrens beinhaltet, um hierdurch eine Prozessstufenreduzierung herbeizuführen (vgl. Abb. 7–9). In der Rohteilfertigung sind die wesentlichen Maßnahmen zur Gestaltung stufenarmer Fertigungsprozesse die geometrische Annäherung des Rohteils an das Fertigteil sowie die Einsparung von Prozessstufen. Eine stufenarme Teilefertigung kann herbeigeführt werden durch die Einsparung von Prozessstufen der mechanischen Bearbeitung, der Behandlung sowie vor- und nachbereitender Prozessstufen. Tendenziell ist die Verminderung der Zahl der Fertigungsprozessstufen wirkungsvoller als die Reduzierung der Zahl der Arbeitsvorgangsstufen. Durch die Zusammenfassung mehrerer Produktionsstufen in einem einzigen Prozess wird insbesondere eine Entlastung von einem heterogenen Maschinenpark herbeigeführt. Die Konzentration des technischen Know-hows auf weniger Herstellvorgänge bedeutet eine deutliche Erhöhung des Vorbereitungsgrades (vgl. Ellinger 1963, S. 481 ff.). Die Verringerung der Anlagenvielfalt führt nicht nur zu einem Abbau der zeitlich-technischen Komplexität des Fertigungsprozesses, sondern auch zu einer Senkung des Gesamtaufwandes für Fabrikplanung, Konstruktion, Montage, Wartung, Arbeitsvorbereitung und Qualitätskontrolle (vgl. Wuttke 1985, S. 209). Abb. 7-10 verdeutlicht den Einfluss alternativer Fertigungsverfahren auf die Herstellkosten anhand eines Zahlenbeispiels (vgl. Eidenmüller 1986 b, S. 625). Das Verfahren, 7.1 Materialflussgerechte Fabrikplanung 377 Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 das unter logistischen Gesichtspunkten die günstigsten Voraussetzungen aufweist, hat nicht die niedrigsten Herstellkosten, falls diese nach dem üblichen Schema der Zuschlagskalkulation ermittelt werden. Hierbei bleiben dann aber unberücksichtigt Abb. 7–9: Exemplarische Gegenüberstellung konventioneller und stufenarmer Fertigungsprozesse (Lichtenberg u. a. 1985, S. 53) – die Senkung von Gemeinkosten durch Verminderung der Anzahl der Teilepositionen, die – in Abhängigkeit von der Produktstruktur – zwischen 500 und 2000 Euro pro Jahr und Position betragen können, – die Vereinfachung von Handling und Transport, – die Reduzierung der Durchlaufzeit und die damit einhergehende Verbesserung der Lieferfähigkeit sowie – die mögliche Produktivitätssteigerung. 7.1.3.3 Grobplanung Bei einem komplexen Entscheidungsprozess wie der Layoutplanung sollte zur Sicherstellung eines wirtschaftlichen Planungsablaufs eine stufenweise Verarbeitung der gewonnenen Daten erfolgen (vgl. Frey 1975, S. 5). Zunächst sollte ein optimales Layout entworfen werden, das frei von Restriktionen die erfassten Anforderungen idealisiert erfüllt. Ein allein auf den funktionellen Erfordernissen des Produktionsprozesses basierendes Ideallayout bietet die Möglichkeit, die Unzulänglichkeiten einer realen Lösung zu erkennen und einen Entwurf kritisch zu beurteilen (vgl. Schmidt 1977, S. 82). Dieser Schritt wird 07-07.tif 378 7 Produktionslogistik Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 als Ideallayoutplanung bezeichnet. Danach lässt sich die optimale Konzeption zu einem ausführungsreifen Layout weiterentwickeln, indem die Zuordnung der Betriebsmittel an die realen Gegebenheiten angepasst wird (vgl. Sauter 1977, S. 7). Entsprechend wird hierbei von einer Reallayoutplanung gesprochen. Abb. 7–10: Zusammenhang zwischen Fertigungstechnologien und Kenngrößen der Logistik (Eidenmüller 1986 b, S. 625) Ein materialflussgerechtes Layout sollte folgenden Anforderungen genügen (vgl. Adamowsky 1973, Sp. 973): – Die Einheitlichkeit der Fließrichtung muss weitestgehend gewährleistet sein. – Die Gesamttransportentfernung in einem Layout muss minimiert sein. – Die Betriebsmittel müssen so angeordnet sein, dass man durch Umstellungen das Layout möglichst flexibel sowohl an kurzfristige Variationen der Programme und Abläufe, als auch an die Erfordernisse des langfristigen Wachstums anpassen kann. Als Vorteile einer einheitlichen Fließrichtung sind zu nennen: Die Möglichkeit der Verstetigung des Transports durch Einsatz fester Transportmittel, die Nutzung der Schwerkraft zum Transport, die Einführung einer rationelleren Transportorganisation, die Reduzierung des Leerfahrtenanteils durch geringere Rückflüsse und schließlich die Vereinfachung der Fertigungssteuerung (vgl. Hanke 1975, S. 190 ff.). Aufgrund der sich dahinter verbergenden Kostenreduzierungspotenziale treten die beiden anderen Forderungen bei Kollision mit dem Fließprinzip zurück (vgl. Adamowsky 1973, Sp. 973). Der Forderung nach einer Transportentfernungsminimierung liegt der Gedanke zugrunde, dass, neben der entfernungsbezogenen Transportkostenminimierung, durch eine räumliche Konzentration der Betriebsmittel Zwischenlagerungen und Transportvorgänge eingespart werden können. Den Verfahren zur Ideallayoutplanung liegt der Ansatz zugrunde, durch eine Minimierung der Transportleistung eine materialflussgerechte Anordnung der Betriebsein- 07-08.tif 7.1 Materialflussgerechte Fabrikplanung 379 Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 heiten zu erzielen (vgl. Mende 1984, S. 322). Dies wird in folgender Zielfunktion ausgedrückt (Baur 1971, S. 24): Z = (cij·dij) min wobei cij die Anzahl der Transporte zwischen den Betriebsmitteln i und j in einer Zeiteinheit ist und dij die Wegstrecke zwischen i-tem und j-tem Betriebsmittel. Revision 7.1 Materialflussgerechte Fabrikplanung Abb. 7–11 zeigt eine Auswahl von Verfahren zur Ideal-Layoutplanung (Zäpfel 1989; ähnlich auch Eidt u. a. 1977). Die Verfahren werden umfassend in den Monografien von Domschke/Drexl (1984), Wäscher (1982), Fandel/Reese (1979), Niedereichholz (1979), Francis/White (1974), Lüder (1983) sowie Bloech (1970) dargestellt. Abb. 7–11: Verfahren zur Ideal-Layoutplanung (Zäpfel 1989, S. 180) 07-09.tif n Σ j=1 n Σ i=1 380 7 Produktionslogistik Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 In der Praxis werden primär die Näherungsverfahren eingesetzt, die sich in folgende Gruppen einteilen lassen (vgl. Müller-Merbach 1970; Zäpfel 1989, S. 181 f.): 7 Produktionslogistik – Konstruktionsverfahren (Eröffnungsverfahren) Hier erfolgt ein sukzessiver Aufbau des Layouts, so dass bei jedem Verfahrensschritt eine Organisationseinheit ausgewählt und angeordnet wird. Sobald alle Organisationseinheiten angeordnet sind, brechen die Konstruktionsverfahren ab. Ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal der Verfahren liegt in der Reihenfolge, in der Organisationseinheiten in das Layout eingesetzt werden. – Verbesserungsverfahren Ausgehend von einer gegebenen Ausgangslösung des Planungsproblems werden bei den Verbesserungsverfahren Organisationseinheiten so lange vertauscht, bis keine weitere Verbesserung des gewählten Zielkriteriums herbeigeführt werden kann. – Kombination aus Konstruktions- und Verbesserungsverfahren Hier wird beispielsweise die Ausgangslösung mit Hilfe des Konstruktionsverfahrens ermittelt und anschließend durch ein Verbesserungsverfahren optimiert. Bei der Anordnung von einzelnen Einheiten müssen die Standortpräferenzen beachtet werden, die sich aus ihren funktionalen Eigenschaften ergeben. So sind für Materialbereitstellungsläger Standorte am Beginn des Materialflusses besonders günstig (vgl. Müller 1981, S. 261), während Werkzeugläger zur Erzielung kurzer Wege möglichst nah bei den Maschinen und Anlagen angeordnet werden sollten (vgl. Schumann 1985, S. 149). Für Verwaltungsräume werden dagegen Standorte bevorzugt, von denen aus die Produktion gut zu übersehen ist (vgl. Bremer 1979, S. 91). Die Zentralanlagen der Ver- und Entsorgung sollten im Randbereich des Layouts untergebracht werden, da sie dort den Hauptmaterialfluss nicht behindern (vgl. Aggteleky 1981, S. 604). Gleiches gilt für die Anordnung der Sozialflächen. Bei der Integration von Reserveflächen ist zu berücksichtigen, dass spätere Erweiterungen oder Umstellungen ohne größeren Änderungsaufwand im Layout möglich sein sollten. Dies ist dann gewährleistet, wenn: – die Reserveflächen senkrecht zum Materialfluss angeordnet werden, – die Anordnung erweiterungsverdächtiger Bereiche an Außenwänden in Erweiterungsrichtung erfolgt, – bauliche und anlagetechnische Fixpunkte (Aufzüge, Anlagen mit aufwändigen Fundamenten) in Gebäudekernzonen gelegt werden, damit diese bei einer Erweiterung unver- ändert bleiben können. Bei der Erstellung des Layouts ist zu beachten, dass eine sukzessive Anordnung der Betriebsmittel nicht möglich ist, da auf Grund gewünschter Nachbarschaften und der Transportbeziehungen Standortkonkurrenzen zwischen den Betriebsmitteln entstehen können, die sich nur in einem iterativen Anordnungsprozess auflösen lassen (vgl. Hanke 1975, S. 104). Als Planungshilfe sollte daher ein Dreiecks- oder Vierecksraster als Untergrund für die Anordnung benutzt werden. Dieses hat den Vorteil, dass bei auftretenden Standortkonkurrenzen anhand der Rasterkanten der Transportaufwand für alternative Standorte von Betriebsmitteln berechnet werden kann (vgl. Schnabel 1976, S. 58). Die für die Erstellung von Ideallayouts notwendigen Angaben über die Anzahl der Transportvorgänge und der Betriebsmittelflächen sind in der Transportmatrix und im Raumprogramm enthalten. Sie lassen sich am günstigsten im Maßstab 1 : 50 darstellen (vgl. Frey 1975, S. 524). 7.1 Materialflussgerechte Fabrikplanung 381 Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 Bei einer Erstellung von Gebäudelayouts müssen anschließend noch die Funktionsbereiche in Fließrichtung angeordnet werden. Zuerst kann ohne Berücksichtigung der Grundflächen versucht werden, eine möglichst rückfluss- und kreuzungsfreie Anordnung der Funktionsbereiche zu finden, die auch als „ideales Funktionsschema“ bezeichnet wird (vgl. Podolsky 1977, S. 23). Abbildung 7–12 zeigt das ideale Funktionsschema eines Maschinenbaubetriebs. Dieses Ideallayout ist aber noch sehr abstrakt und beinhaltet noch keinerlei Informationen über die räumliche Proportionen. Im zweiten Schritt werden daher die Flächen der Funktionsbereiche in das Funktionsschema eingefügt. Das Problem dabei ist, die Flächen so zu übertragen, dass die ermittelte ideale Struktur erhalten bleibt (vgl. Wiendahl/Enghardt 1986, S. 743). Zur Anordnung kann man sich der Hilfe von Schablonen bedienen (vgl. Eversheim/Witte 1977, S. 510). Abbildung 7–13 zeigt die flächenmäßige Erweiterung des idealen Funktionsschemas. Abb. 7–12: Ideales Funktionsschema (Beispiel) (vgl. Frey 1975) 07-10.tif 382 7 Produktionslogistik Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 Abb. 7–13: Flächenmaßstäbliches ideales Funktionsschema (Beispiel) (Kettner u. a. 1984, S. 102) In der Realplanung muss der Idealplan in eine wirtschaftlich günstige Lösung, die alle Restriktionen erfüllt, überführt werden. Da bei jedem Planungsfall unterschiedliche Einflüsse eine Rolle spielen, lässt sich auch bei der Reallayoutplanung kein allgemeingültiger Lösungsalgorithmus entwickeln, so dass ein Reallayout wiederum nur durch schrittweises Probieren erstellt werden kann (vgl. Eidt u. a. 1977, S. 337). Die Gebäudestruktur ist lediglich bei Neu- und Erweiterungsplanungen zu bestimmen, da umfangreichere Baumaßnahmen in bestehenden Gebäuden für eine Umstellung von Betriebsmitteln erfahrungsgemäß unwirtschaftlich sind (vgl. Sauter 1977, S. 52). 07-11.tif 7.1 Materialflussgerechte Fabrikplanung 383 Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 Im Rahmen der Gebäudestrukturplanung sollten unter Materialgesichtspunkten folgende Ziele beachtet werden: – große ebenerdige Hallen, die einen gesamthaften Überblick ohne Zwischenwände erlauben, – kurze, ebene Wege, die von Fördermitteln problemlos befahrbar sind, – Möglichkeit für spätere Erweiterungen sowie – Realisierung einheitlicher Standards für Gebäude und Technik. Nachdem die Gebäudeform grob festgelegt ist, können Boden- und Deckentragfähigkeit, Raumhöhe, Stützenabstände, Beleuchtung und Klimatisierung an die Ansprüche des Ideallayouts angepasst werden. Die Auslegung dieser Merkmale sollte eine universelle Verwendung des Gebäudes zulassen, da die Lebensdauer von Gebäuden im Allgemeinen mehrere Produkt- und Maschinengenerationen umfasst. So erhöht eine großzügige Auslegung der Boden- und Deckentragfähigkeit die Flexibilität bei einer Umstellung von Betriebsmitteln oder einer Änderung der Produktion. Dies gilt ebenso für die Raumhöhe. Diese wird bestimmt, indem die maximale Höhe der flurbezogenen Einrichtungen zu der Höhe von Krananlagen, Hängebahnen oder Installationseinrichtungen über Flur hinzugerechnet wird (vgl. Rockstroh 1982, S. 134 f.). Bei der Festlegung der Stützenabstände ist zwischen einer flexibleren größeren und einer kostengünstigeren kleineren Stützeneinteilung abzuwägen (vgl. Sauter 1977, S. 30). Ferner hängt die Wahl der Stützenabstände von baustatischen Gesichtspunkten sowie von der verwendeten Fertigungs- und Materialflusstechnik ab (vgl. VDI-Richtlinie 2385, S. 3). Bei der Planung der Fensterflächen sollte das Tageslicht von links auf die Einzelarbeitsplätze und längs der Hauptmaterialflussrichtung einfallen, um Schatten oder Blendungen zu vermeiden. Sind Sheddächer vorgesehen, so sind diese nach Norden auszurichten, um eine gleichmäßige Ausleuchtung und günstige Klimaverhältnisse zu erzielen (vgl. Rockstroh 1982, S. 142). Für die Umstellungsplanung stellen diese Faktoren dagegen Restriktionen dar. So können extreme Ansprüche, wie z. B. an Raumhöhen, Überkranung oder Fundamentierung die Standorte bestimmter Funktionsbereiche von vornherein zwingend festlegen (vgl. Wiendahl/Enghardt 1985, S. 743). Bei der Erstellung des Groblayouts sollte man zunächst versuchen, das Ideallayout unverändert in den Standortraum zu übertragen. Ist dies nicht möglich, muss das Ideallayout schrittweise an die Gegebenheiten der Gebäudestruktur angepasst werden, wobei die ideale Zuordnung der Funktionsbereiche zueinander möglichst erhalten bleiben sollte (vgl. Dolezalek/Warnecke 1981, S. 171 f.). Lässt sich eine eindeutige Anordnung nicht festlegen, kann eine entsprechende Anzahl von Varianten erstellt werden, um einen Eindruck von der Bedeutung einzelner Einflussfaktoren zu erhalten. 7.1.3.4 Feinplanung Sind die Funktionsflächen innerhalb eines Standortraums definiert, können die endgültige Betriebsmittelanordnung innerhalb der Funktionsbereiche geplant und die Schnittstellen für den Fertigungsfluss festgelegt werden. Dabei entsteht bisweilen das Problem, dass die im Groblayout entwickelte Gebäudestruktur ungünstig gewählt und die vorgesehenen Flächen für einzelne Funktionsbereiche zu knapp bemessen wurden. Unter Umständen kann dies eine Wiederholung der Groblayoutplanung erforderlich machen. 384 7 Produktionslogistik Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 Um eine größere Übersichtlichkeit zu gewährleisten, werden als Detaillayoutpläne erstellt: – Betriebsmittellayouts, – Ver- und Entsorgungslayouts, – Gebäudelayouts (vgl. Kettner u. a. 1984, S. 244). Aufgabe des Betriebsmittellayouts ist die Darstellung der zukünftigen Betriebsmittelaufstellung in den einzelnen Funktionsbereichen (vgl. Frey 1975, S. 505). Zu ihrer Erstellung sollte für jedes Betriebsmittel geprüft werden, ob der ideale Standort im Ideallayout mit seinen Anforderungen an den in der Groblayoutplanung bestimmten Standortraum in Übereinstimmung zu bringen ist (vgl. Rockstroh 1982, S. 177). In diesem Zusammenhang spielen vor allem die zentralisierenden und dezentralisierenden Bedingungen eine entscheidende Rolle. So ist für jedes Betriebsmittel, das spezielle Ansprüche an bauliche oder technische Einrichtungen, wie Fundamente, Absauganlagen o. ä. stellt, zu überprüfen, ob eine gemeinsame Aufstellung mit Betriebsmitteln gleicher Anforderungen günstiger ist als eine partikuläre Lösung. Dabei ist zwischen den Kosteneinsparungen, die sich aus einer weniger aufwändigen Bauausführung oder einer gemeinsamen Nutzung von Aggregaten ergeben, und den Mehrkosten, die durch einen verschlechterten Materialfluss entstehen, abzuwägen (vgl. Baur 1972, S. 56). Änderungen im Ideallayout sind auch dann vorzunehmen, wenn fertigungstechnische Erfordernisse oder gesetzliche Bestimmungen zum Schutz der Arbeitskräfte den Standort eines Betriebsmittels verbieten. Ferner üben organisatorische Überlegungen einen Einfluss auf die Anordnung der Betriebsmittel aus. Es kann z. B. sinnvoll sein, bei einer un- übersichtlichen Raumform auf die materialflussgerechte Anordnung zu verzichten und gleichartige Maschinen zu einer Leitungseinheit (Einsteller-, Meisterbereich) zusammenzufassen (vgl. Sauter 197, S. 63 f.). Nach erfolgter Betriebsmittelanordnung können anschließend Verkehrswege, Türen und Tore eingeplant und entsprechend den Vorschriften dimensioniert werden. Existiert ein einheitlicher Fertigungsablauf mit wenigen, aber dafür intensiven Transportbeziehungen, so bietet sich eine tendenziell linienförmige Anordnung an, da hierdurch der Einsatz stationärer Transportmittel erleichtert wird und zu einem übersichtlichen Layout führt (vgl. Schmigalla 1968, S. 29). Bei einem uneinheitlichen Fertigungsablauf sollte dagegen eine gestreute Anordnung bevorzugt werden, um kurze Transportentfernungen und eine bessere Raumnutzung zu erhalten (vgl. Eversheim/Witte 1977, S. 509). Unter Zuhilfenahme der im Raumprogramm enthaltenen Ansprüche der Betriebsmittel an die Infrastruktur kann ein Ver- und Entsorgungslayout entworfen werden (vgl. Aggteleky 1981, S. 580). Der Vorteil der getrennten Darstellung der Leitungsnetze ist eine Vereinfachung der Planung bei der Zusammenfassung und Verlegung der Infrastruktureinrichtungen im Gebäude (vgl. Frey 1975, S. 505). Bei Neu- und Erweiterungsplanungen wird zusätzlich ein Gebäudelayout erstellt, das als Grundlage für die Bauplanung und als Eingabedokument für die behördlichen Baugenehmigungsverfahren dient. Den Abschluss des Fabrikplanungsprozesses bildet die Bewertung der Feinlayoutvarianten. Für die Beurteilung eines Layouts anhand quantifizierbarer Zielgrößen lassen sich die in Abschnitt 7.1.1 angegebenen Transport-, Standortwechsel-, Raum- und Zwischenlagerungskosten heranziehen. Die nicht quantifizierbaren Bewertungskriterien sind in ihrer Bedeutung zu gewichten und mit Punkten zu bewerten. Durch die Multiplikation dieser beiden Werte und anschließende 7.2 Planung und Steuerung der Produktion 385 Druckerei C.H . Beck Schulte, Logistik (Vahlen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medien mit Zukunft Revision, 23.11.2012 Addition dieser Zwischenergebnisse erhält man einen Gesamtpunktwert. Durch die abschließende Gegenüberstellung der Gesamtkosten und des Gesamtpunktwertes erhält man für jede Layoutvariante ein Kosten-Punkt-Verhältnis, anhand dessen durch individuelle Gewichtung eine Alternative ausgewählt werden kann (vgl. Loos 1976, S. 55). 7.2 Planung und Steuerung der Produktion Die Planungs- und Dispositionsaktivitäten in der logistischen Kette erfolgen in den meisten Unternehmen im Rahmen von IT-gestützten Produktionsplanungs- und -steuerungssystemen (PPS-Systemen). Es folgt zunächst eine Behandlung der Funktionen der Produktionsplanung und -steuerung. Daran schließt sich eine Behandlung und Beurteilung der verfügbaren PPS-Konzepte an. Hierbei zeigt sich, dass die einzelnen Konzepte die PPS- Funktionen jeweils nur teilweise abzudecken vermögen und deshalb ein auf den Einzelfall abgestimmter Methodenmix zur optimalen Erfüllung der PPS-Funktionen erforderlich ist. Abschließend wird auf die Frage eingegangen, welche Rolle PPS-Systeme bei der Einführung von CIM (Computer Integrated Manufacturing)-Systemen spielen. 7.2.1 Funktionen der Produktionsplanung und -steuerung (PPS) 7.2.1.1 Einzelfunktionen und Ziele der PPS im Überblick Im Rahmen der Produktionsplanung und -steuerung sind folgende Funktionen abzudecken (vgl. Abb. 7–14): Produktionsplanung mit – Produktionsprogrammplanung (Festlegung der zu produzierenden Enderzeugnisse nach Art, Menge und Termin), – Mengenplanung (Festlegung der zu fertigenden Teile und Baugruppen sowie der zu beschaffenden Materialien), – Termin- und Kapazitätsplanung (Bestimmung der Start- und Endtermine für die Arbeitsvorgänge) Produktionssteuerung mit – Auftragsveranlassung (Freigabe von Aufträgen zur Fertigung auf Grund ihrer geplanten Fertigstellungstermine nach einer Verfügbarkeitsprüfung der benötigten Materialien, Baugruppen und Werkzeuge), – Auftragsüberwachung. Als übergreifende Grundfunktion ist die Datenverwaltung allen PPS-Teilgebieten zugeordnet. Als Ziele, die mit dem Einsatz von PPS-Systemen verfolgt werden, sind insbesondere zu nennen (vgl. Brankamp 1977, Ellinger/Wildemann 1978, Hammer u. a. 1979): – hohe Termintreue, – hohe und gleichmäßige Kapazitätsauslastung, – kurze Durchlaufzeit, – niedrige Lagerbestände, – niedrige Werkstattbestände, – hohe Lieferbereitschaft,

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Zusammenfassung

Der 360°-Blickwinkel auf die Logistik

Dieses Buch präsentiert Ihnen in einer umfassenden und systematischen Darstellung den aktuellen Stand der Logistik. Dabei werden Ihnen neben den klassischen Logistikkonzepten insbesondere neue Entwicklungen, die großen Einfluss auf das Supply Chain Management haben, erläutert. Aus diesem Grund findet das Buch nicht nur an vielen Hochschulen sondern auch in der Praxis regen Einsatz.

Aus dem Inhalt:

- Logistikstrategie und nachhaltige Logistik

- Erfolgsfaktoren der Logistik

- Beschaffungs- und Produktionslogistik

- Distributions- und Entsorgungslogistik

- Supply Chain Management

- Informations- und Kommunikationssysteme in der Logistik

- Transport- und Umschlagsysteme

- Lager- und Kommissioniersysteme

- Aufbauorganisation und personelle Aspekte der Logistik

- Logistik-Controlling

Über den Autor:

Dr. Christof Schulte ist Mitglied des Vorstandes (Chief Financial Officer) eines Unternehmens der Energiebranche.