Inhaltsverzeichnis Bericht Fabrikplanung - Gruppe C2

  Inhaltsverzeichnis  

Inhaltsverzeichnis   I

  Abbildungsverzeichnis  III

Tabellenverzeichnis  V  V

  Abkürzungsverzeichnis  VII

1  Einleitung  1

2  G1 Vorplanung  2

2.1  Layoutplanungsziele  2

2.2  Bruttobedarfsermittlung  6

3  G2 Strukturplanung  8

3.1  Prinzipplanung  8

3.1.1  Grobauswahl  8

3.1.2  Feinauswahl  9

3.2  Bestimmung der Rüst- und Fertigungskosten  15

3.3  Bestimmung der Losgröße X L und der Losanzahl Z L  16

3.4  Ideales Funktionsschema  19

3.5  Alternative Prinzipfindung  20

4  G3 Dimensionierung  21

4.1  Bestimmung der Betriebsmittelanzahl  21

4.2  Kapazitätsnachweis  27

4.3  Berechnungen des Personalbedarfs  31

4.4  Flächenberechnung  33

4.5  Flächenmaßstäbliches Funktionsschema  35

I

  Bericht Fabrikplanung - Gruppe C2  

5  G4 Logistikplanung  36

5.1  Transport  36

5.1.1  Ladehilfsmittel (LHM)  37

5.1.2  Fördermittel (FM)  40

5.2  Lager/Puffer  43

6  G5 Idealplanung  44

6.1  Anordnungsoptimierung  44

6.2  Blocklayout  44

6.3  Sankeydiagramm  45

7  G6 Realplanung  47

7.1  Groblayoutvarianten  47

7.2  Nutzwertanalyse  53

7.3  Zusammenfassung und Fazit  56

  Literaturverzeichnis  VIII

  Anlage  X

  Aufgabenstellung  X

  Produktionsprogramm  XII

  Arbeitspläne  XIV

  Betriebsmittellayouts  XV

  Zeichungen der Kleinteile  XVI

  Hallenlayout  XIX

II

  Abbildungsverzeichnis Bericht Fabrikplanung - Gruppe C2  

  Abbildungsverzeichnis  

  Abbildung 1 : ABC-Diagramm Layoutplanungsziele  

  Abbildung 2 : Grobauswahl der Fertigungsprinzipien  

  Abbildung 3 : Abstimmung der Losgröße X L  

  Abbildung 5 : Legende der Losgrößenberechnung  

  Abbildung 4 : Andler-Formel für wirtschaftlich optimale Lösgröße X opt  

  Abbildung 6 : Ideales Funktionsschema - Gruppenfertigung  

  Abbildung 7 : Flächengliederung nach DIN 277  

  Abbildung 8 : Flächenkennzahl für Werkzeughandling  

  Abbildung 9 : Nachweis der Gebäudeeignung  

  Abbildung 10 : Flächenmaßstäbliches Funktionsschema - Reihenfertigung  

  Abbildung 11 : Rechentabelle VoluOPT  

  Abbildung 12 : Boxpalette Typ A1  

  Abbildung 13 : Auszug aus DIN 15142  

  Abbildung 14 : Kippbehälter für Späneentsorgung  

  Abbildung 15 : Transporte pro Jahr und Lastspielzahl  

  Abbildung 17 : Hochhubwagen  

  Abbildung 16 : Handgabelhubwagen  

  Abbildung 18 : Schlepper beim Transport von Stangen  

  Abbildung 19 : Heben mittels Schlupfen /Transportschlingen  

  Abbildung 20 : Rundmaterialgreifer  

  Abbildung 21 : Lasthebemagnet mit großem Prisma  

  zum Heben des Sechskant- und Rundmaterials  

  Abbildung 22 : Wandschwenkkran mit Elektro-Seilzug  

  (Ausladung bis 10m) 180  

  Abbildung 23 : Schwenkarmkran (360 )  

  Abbildung 24 :Zweiträgerkran  

  Abbildung 26 : Kragarmregale, einseitig oder doppelseitig  

  Abbildung 25 : Ständerregal  

III

  Bericht Fabrikplanung - Gruppe C2  

  Abbildung 27 : Blocklayout  

  Abbildung 29 : Maschinengenaues Sankeydiagramm  

  Abbildung 28 : Legende Sankeydiagramm  

  Abbildung 30 : Legende Groblayoutvarianten  

  Abbildung 31 : Groblayoutvariante 1  

  Abbildung 32 : Groblayoutvariante 2  

  Abbildung 33 : Groblayoutvariante 3  

  Abbildung 34 : Groblayoutvariante 4  

  Abbildung 35 : Legende Nutzwertanalyse  

  Abbildung 36 : Anlage 1 Aufgabenstellung Blatt 1  

  Abbildung 37 : Anlage 2 Aufgabenstellung Blatt 2  

  Abbildung 38 : Anlage 3 Produktionsprogramm  

  Abbildung 39 : Anlage 4 Detailliertes Produktionsprogramm  

  Abbildung 40 : Anlage 5 Arbeitspläne  

  Abbildung 41 : Anlage 6 Betriebsmittellayouts  

  Abbildung 42 : Anlage 7 Zeichnungen  

  Zahnstange (Teil 2 ) und Schneckenwelle (Teil 6 )  

  Abbildung 43 : Anlage 8 Zeichnungen  

  Zahnrad (Teil 8 ) und Welle (Teil 9 )  

  Abbildung 44 : Anlage 9 Zeichnungen  

  Überwurfmutter (Teil 12 ) und Buchse (Teil 14 )  

  Abbildung 45 : Anlage 10 Hallenlayout  

IV

Tabellenverzeichnis Bericht  Fabrikplanung - Gruppe C2  

  Tabellenverzeichnis  

Tabelle 1  : Interdependenz-Matrix von Jens Dietel  2

Tabelle 2  : Interdependenz-Matrix von Robert Lux  2

Tabelle 3  : Interdependenz-Matrix von Artem Balitskiy  3

Tabelle 4  : Interdependenz-Matrix von Paul Tschuschke  3

Tabelle 5  : Legende Interdependenz-Matrizen  3

Tabelle 6  : Ergebnistabelle Layoutplanungszielbewertung  4

Tabelle 7  : Geordnete Ergebnistabelle der Layoutplanungszielbewertung  4

Tabelle 8  : Legende zum ABC-Diagramm  5

Tabelle 9  : Ausschussmatrix - Ausschusskoeffizienten der Betriebsmittel  6

Tabelle 10  : Bruttobedarfsermittlung  7

Tabelle 11  : Arbeitsgangfolgeschema  11

Tabelle 12  : Produktionsfolgeschema der Werkstättenprinzip  11

Tabelle 13  : Linienfertigung / Gruppenfertigung mit 6 Teilefamilien  12

Tabelle 14  : Gruppenfertigung mit 3 Teilefamilien  

  (Wellen, Zahnrad und gedrungene Teile)  12

Tabelle 15  : Gruppenfertigung mit 2 Teilefamilien nach 1. Arbeitsgang  13

Tabelle 16  : Gruppenfertigung mit 2 Teilefamilien  

  (verzahnte und nichtverzahnte Teile)  13

Tabelle 17  : Reihenfertigung/Gruppenfertigung mit 1 Teilefamilie  14

Tabelle 18  : 2 Teilefamilien gleicher Arbeitsvorgänge  14

Tabelle 19  : Bestimmung der Rüst- und Fertigungskosten  15

Tabelle 20  : Legende Rüst-und Fertigungskostentabelle  15

Tabelle 21  : Stundenkostensätze - Rüsten und Fertigen  16

Tabelle 22  : Annahmen zur Losgrößenrechnung  17

Tabelle 23  : Materialpreisberechnung  17

Tabelle 24  : Bestimmung Losgröße X L und Losanzahl Z L  18

Tabelle 25  : Von-Nach Matrix  20

Tabelle 26  : Berechnung der Betriebsmittelanzahl ABS  22

V

Tabellenverzeichnis Bericht  Fabrikplanung - Gruppe C2  

Tabelle 27  : Berechnung der Betriebsmittelanzahl RISZ 10  22

Tabelle 28  : Berechnung der Betriebsmittelanzahl TNC 65  23

Tabelle 29  : Berechnung der Betriebsmittelanzahl PE 150 C  24

Tabelle 30  : Berechnung der Betriebsmittelanzahl ZX 1  25

Tabelle 31  : Zusammenfassung der Betriebsmittelrechnung  26

Tabelle 32  : Kapazitätsnachweis des Idealen Funktionsschemas  

  Gruppenfertigung mit 2 Teilefamilien  28

Tabelle 33  : 2. Möglichkeit der Kapazitätsaufteilung  29

Tabelle 34  : 3. Möglichkeit der Kapazitätsaufteilung - Entscheidung  30

Tabelle 36  : Berechnung Personalbedarf Maschinenbediener  31

Tabelle 35  : Legende Personalbedarf Schichtverteilung  31

Tabelle 37  : Aufteilung der Schichten je Betriebsmittel  32

Tabelle 38  : Berechnung des Gesamtpersonalbedarfs  32

Tabelle 39  : Berechnung des Flächenbedarfes  

  für Fertigung und Produktion  33

Tabelle 40  : Berechnung der Bruttogrundfläche  34

Tabelle 41  : Variante 1 Behältergröße 800x600x400  37

Tabelle 42  : Variante 2 Behältergröße 800x1000x525  38

Tabelle 43  : Variante 3 Behältergröße 800x1200x650  38

Tabelle 44  : Variante 4 Behältergröße 1000x1200x775  38

Tabelle 45  : Transportintensitätenmatrix  45

Tabelle 46  : Legende Transportintensitäten  45

Tabelle 47  : Layoutplanungsziele  53

Tabelle 48  : Nutzwertanalyse von Paul Tschuschke  54

Tabelle 49  : Nutzwertanalyse von Artjom Balitskiy  54

Tabelle 50  : Nutzwertanalyse von Jens Dietel  54

Tabelle 51  : Nutzwertanalyse von Robert Lux  54

Tabelle 52  : Arithmetisches Mittel der Gesamtnutzwerte  55

Tabelle 53  : Mittelwerte der A-Ziele  55

VI

Abkürzungsverzeichnis Bericht Fabrikplanung - Gruppe C2

Abkürzungsverzeichnis

ABS(280) Benennung eines Betriebsmittels - Bändsägeautomat ABS 280, Hersteller: Knuth Werkzeugmaschinen GmbH Abb. Abbildung Ausl. Auslastung BAZ Bearbeitungszelle BM Betriebsmittel Diff. Differenz ET Ersatzteile etc. et cetera (lat. für "und im übrigen“) FM Fördermittel JIT Just-In-Time kum kumuliert lfd.Nr. Laufende Nummer LHM Ladehilfsmittel NA Nacharbeit Nr. Nummer Teile-Nr. Teilenummer

TNC(65) Benennung Hochleistungs-Drehzentrum, Drehmaschinen GmbH & Co.KG

PE(150C)

RISZ(10x320x1000) Benennung eines Betriebsmittels - Senkrecht-Innenräummaschine, Hersteller: Arthur Klink GmbH SMED Single Minute Exchange of Die SGU Bezeichnung für Spänebehältertyp T Teil WA Warenausgang WE Wareneingang

ZX(1) Benennung

Rundschleifmaschine, Hersteller: Studer Schaudt GmbH z.B. Zum Beispiel # Nummerierung bei mehreren gleichen BM

VII

Einleitung Bericht Fabrikplanung - Gruppe C2

1 Einleitung

Ziel dieses Berichtes ist es eine statische Fabrikplanung durchzuführen. Betrachtungsgegenstand ist die Umplanung eines Fertigungsbereichs, in welchem 6 Kleinteile für den Maschinenbau hergestellt werden sollen.

Die Vorgehensweise dieser Arbeit orientiert sich am methodischen Planungsvorgehen nach VDI-Richtlinie 5200, welche geeignet für die Planung von Fabriken zur Stückgutproduktion ist. Die Kapitel G1 bis G6 reichen von der Vorplanung bis zu Realplanung. Der Bericht beinhaltet 60 Seiten auf welchen der Leser mittels Visualisierungen, Anmerkungen zu diesen und Fußnoten nachvollziehen kann, wie die Gruppe vorgegangen ist.

Aufgabenstellung, Datenbasis und Restriktionen sind vom Dozenten vorgegeben worden und in der Anlage zu finden. Der Großteil der verwendeten Tabellen und Abbildungen wurden ebenfalls vom Dozenten zur Verfügung gestellt. Ausgewählte Werte ohne ausgewiesene,

detaillierte Berechnung beruhen auf dessen langjähriger Hochschul- und Praxiserfahrung. 1

In diesem Bericht sind Visio-Schablonen aus der Gruppenarbeit Bohm/Kotteck/Roemer/Marburg (2010):Gruppe C3, WiSe 2009/10 in Einverständnis der Teilnehmer genutzt worden. Beweggründe sind:

x Nutzung von bewährten und standardisierten Vorlagen

x Qualität dieses Berichts wurde vom Dozenten als hochwertig beurteilt x Verwendung von alten Projekten ist ausdrücklich erlaubt worden

Ferner hat die Gruppe C2 mit den Gruppen B5 (Elster, Neppert, Triegel, Wuttke), B3 (Aksu, Dymek, Gutschke, Hein) und A5 (Altvater, Jedamzik, Lichtenberg, Massanz) Ideen und Ergebnisse ausgetauscht, als auch fachliche Diskussionen geführt.

Der vorliegende Bericht wurde von der Gruppe C2 eigenständig und ohne fremde Hilfe erstellt.

¹ Unterlagen über die folgende URL abrufbar: http://www.uwe-pret.de/fabrikplanung.htm, - am: 22.02.2011

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G1 Vorplanung Bericht Fabrikplanung - Gruppe C2

2 G1 Vorplanung

2.1 Layoutplanungsziele

In diesem Kapitel werden geeignete ² Layoutplanungsziele als Einflussfaktoren in einer Interdependenz-Matrix durch paarweisen Vergleich bewertet. Ist ein Einflussfaktor wichtiger als der Verglichene wird der Wert 1 (>) gesetzt, sind beide gleich wichtig 0,5 (=), ist der erste unwichtiger der Wert 0 (<). Die daraus resultierende Zeilensumme ergibt den Wichtungsfaktor W K . Der relative Prozentsatz der Wichtungsfaktoren ergibt das Kriteriengewicht K G . Um die Subjektivität zu verringern wird diese Bewertung von jedem Gruppenmitglied durchgeführt.

² Übernommen aus: Pret, Uwe: Fabrikplanung (Übung) - komplexes Fallbeispiel. http://www.uwe-pret.de/fabrikplanung/skripte/stapel3/getriebe.pdf, am: 20.02.2011

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G1 Vorplanung Bericht Fabrikplanung - Gruppe C2

Alle Wichtungsfaktoren der Ergebnisse aus den Interdependenz-Matrizen werden in Tabelle 6 zusammengefasst und daraus die Mittelwerte gebildet, was wiederum zu gemittelten Kriteriengewichten führt.

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G1 Vorplanung Bericht Fabrikplanung - Gruppe C2

Die Wichtungsfaktoren aus Tabelle 6 werden nun nach absteigendendem Wert sortiert. Die Rangfolge und Priorität der Ziele ist in Tabelle 7 dargestellt:

Um wesentliche Schwerpunkte zu setzen, welche die Wirtschaftlichkeit der Planung sichern und wirkungsschwache Anstrengungen vermeiden werden die Ziele in A, B und C-Kategorien klassifiziert ³ . Aufgrund der geringen Zielanzahl

und Varianz der Wichtungsfaktoren ist die 80/20-Regel nach Pareto hier nicht gültig (!). Nach Grundig ist die Klasseneinteilung jedoch frei wählbar ⁴ und wird

wie folgt festgelegt: A-Ziele: 0-38%, B-Ziele: 39-67% und C-Ziele: 68-100% kumulierte Kriteriengewichte.

³ Olfert, Rahn (2008): Lexikon der Betriebswirtschaftslehre. 6.Auflage. Kiehl Verlag. Ludwigshafen.

⁴ Grundig, C.G. (2009) : Fabrikplanung. 3. Neu bearbeitete Auflage, HANSER_VERLAG, München. S. 62

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G1 Vorplanung Bericht Fabrikplanung - Gruppe C2

Im folgenden ABC-Diagramm sind diese kumulierten Kriteriengewichte visualisiert. Durch Verbinden der Balken bildet sich die Lorenzkurve als Funktion.

Interpretation der Ergebnisse:

Im Fabrikplanungprozess entstehen oft konkurriende Zielkonflikte. Durch Variantenplanung können Kompromisse gefunden werden. Zur Entscheidung wird die festgesetzte Rangfolge der Layoutplanungsziele herangezogen, in welcher wesentliche von unwesentlichen Layoutplanungszielen getrennt wurden. Den Zielen der A-Kategorie sollte besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden, da sie wenige an der Zahl sind und den größten Einfluss auf den Planungserfolg haben. Durch Sensitivitätsprüfung der Nutzwertanalyse in Kapitel G6 wird mithilfe der ABC-Klassifizierung ein Planungsergebnis herbeigeführt, welches den Unternehmenserfolg sichert.

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G1 Vorplanung Bericht Fabrikplanung - Gruppe C2

2.2 Bruttobedarfsermittlung

In der folgenden Tabelle 9 ist der Ausschusskoeffizienten K A der vorhandenen Betriebsmittel dargestellt. Der Ausschusskoeffizient ist das Verhältnis von fehlerhafter Produktion zu gesamter Produktion ⁵ Aus der Summe der Einzelausschusskoeffizienten aller geplanten Betriebsmittel für jedes Teil, wird der Ausschusskoeffizient K A ermittelt.

Mit dem berechneten Ausschusskoeffizienten wird in Tabelle 10 der Bruttobedarf bestimmt. Zusätzlich kommen ein Ersatzteilbedarf von 2% und eine Nacharbeitsquote von 0,04 % bei allen Teilen hinzu. Diese und die Werte in Tabelle 9 beruhen auf durchschnittlichen Erfahrungswerten aus der betrieblichen Praxis ⁶ und erhöhen die erforderliche Ausbringungsmenge soweit, dass die Kundenanforderungen erfüllt werden können.

⁵ Pepels (2008): Expert Praxislexikon, Betriebswirtschaftliche Kennzahlen. Expert Verlag

⁶ Pret, Uwe: Übungsbegleitendes Skript M1 , http://www.uwe-pret.de/modul1, - am: 20.02.2011