Analyse und Systematisierung des Einflusses von Rüstvorgängen auf die Wirtschaftlichkeit des Ablaufes von Fertigungsprozessen

Inhaltsverzeichnis I

  Abkürzungsverzeichnis  II

  Abbildungsverzeichnis  III

Tabellenverzeichnis  IV  IV

2.1  Der Fertigungsprozess  04

2.2  Der Rüstvorgang als Bestandteil der Durchlaufzeit  05

2.3  Der Begriff der Wirtschaftlichkeit  06

  Analyse von Rüstabläufen in der Fertigung 3  08

3.1  Der Rüstvorgang im Rahmen von Vorgabezeiten des Arbeitsprozesses  08

3.1.1  Auftragszeit  08

3.1.2  Belegungszeit  09

3.1.3  Zusammenfassung und Beurteilung  09

3.2  Analytische Betrachtung des Rüstvorgangs  10

3.2.1  Einordnung und Vorbemerkung  10

3.2.2  Interne und externe Rüstzeit  11

3.2.3  Rüstabschnitte und Rüstelemente  11

3.2.3.1  Rüstabschnitte  12

3.2.3.2  Rüstelemente  13

3.3  Erweiterung der Definition nach REFA  14

4.1  Ziel und Aufgabe der Rüstzeitoptimierung  15

4.2  Rüstkosten  15

4.3  Rüstzeitkonzepte  16

Inhaltsverzeichnis II

4.4  Maßnahmen effizienter Rüstreduzierung  17

4.4.1  Überblick  17

4.4.2  Dispositive Maßnahmen  18

4.4.3  Konstruktive Maßnahmen  18

4.4.4  Technologische Maßnahmen  18

4.4.5  Organisatorische Maßnahmen  19

4.4.6  Praxisbeispiel Rüstzeitreduzierung in der spanenden Fertigung  20

4.5  SMED-Methode  21

4.5.1  Definition  21

4.5.2  Schritte der SMED-Methode  21

4.5.3  Erfolgsaussicht  23

5.1  Erweiterung der Definition  24

5.2.  Einflussfaktoren auf den Output Input  25

5.2.1  Einflussfaktoren auf den Output  25

5.2.2  Einflussfaktoren auf den Input  26

5.3  Vorbemerkungen zur Zielstellung  26

5.3.1  Zeit als Ziel  27

5.3.2  CI-MKonzept  28

5.3.3  Aufgaben des Produktionscontrolling  29

5.3.4  Elektronischer Leitstand  33

5.4  Kostenreduzierung  37

5.4.1  Kapitalbindungskosten  37

5.4.1.1  Anlagevermögen (AV)  37

5.4.1.2  Umlaufvermögen (UV)  38

5.4.2  Materialkosten  38

5.4.2.1  Einkaufspreissenkung  38

5.4.2.2  Verbrauchsmengensenkung  39

5.4.3  Personalkosten  39

5.4.4  Fertigungskosten  39

  Abkürzungsverzeichnis III  

  Abkürzungsverzeichnis  

  AP Arbeitsprozess  

  AV Anlagevermögen  

  BDE Betriebsdatenerfassung  

  BG Baugruppe  

  BM Betriebsmittel  

  bsw. beispielsweise  

  bzw. beziehungsweise  

  CIM Computer Integrated Manufacturing  

  DLZ Durchlaufzeit  

  ET Einzelteil  

  JIT Just In Time  

  SMED Organisationsmethode zur Rüstzeitreduzierung  

  UV Umlaufvermögen  

Abbildungsverzeichnis IV

  Abbildungsverzeichnis  

  Abb 1: Haupt und Teilziele der Arbeit im Zusammenhang  03

  Abb 2: Gliederung der Durchlaufzeit  05

  Abb 3: Die Wirtschaftlichkeit  06

  Abb 4: Gliederung der Auftragszeit  07

  Abb 5: Gliederung der Belegungszeit  08

  Abb 6: Betriebsmittel und personenbezogene Rüstzeit  10

  Abb 7: Internes und externes Rüsten  11

  Abb 8: Rüstabschnitte  13

  Abb 9: Auswirkungen kurzer Rüstzeiten  15

  Abb 10: Verkürzendes Konzepte der Rüstreduzierung  16

  Abb 11: Verlagerndes Konzepte der Rüstreduzierung  17

  Abb 12: Vermeidendes Konzepte der Rüstreduzierung  17

  Abb 13: Ansätze zur Rüstreduzierung in der spanenden Fertigung  21

  Abb 14: SMED-Methode  23

  Abb 15: Zusammenhang zwischen Produktivität und Wirtschaftlichkeit  24

  Abb 16: Wirkungstendenzen des Wirtschaftlichkeitsprinzips  25

  Abb 17: Zeit und Kostenziele der Produktionsdurchführung  27

  Abb 18: Auflagendegression  30

  Abb 19: Lagerhaltungskosten in Abhängigkeit von der Losgröße  30

  Abb 20: Losgrößenvariationen und deren Wirkung auf Rüst und Lagerhaltungskosten  31

  Abb 21: Losgrößenbestimmung  42

Tabellenverzeichnis V

  Tabellenverzeichnis  

  Tab 1: Fertigungswirtschaftliche Kennzahlen  32

  Tab 2: Relevante Daten für das Produktionscontrolling  33

  Tab 3: Verwendung von Leitstandsdaten für Controllingzwecke  35

  Tab 4: Verwendung von Plandaten im Leitstand  36

1 Konzeption und Einleitung 1

1 Konzeption und Einleitung

Die gegenwärtigen Verhältnisse im Kontext der Globalisierung stellen Unternehmen vor große Herausforderungen. Um auf Dauer betriebswirtschaftlich erfolgreich und wettbewerbsfähig zu sein, muss ein Unternehmen das Ziel der Wirtschaftlichkeit auf Dauer verfolgen und zugleich Anforderungen der ständigen Prozessgestaltung gerecht werden. Insbesondere im Bereich der Fertigung ist der Trend der Auslagerung von Wertschöpfungsprozessen in Länder mit geringerem Lohnniveau nachzuweisen. Arbeits- und lohnpolitische Rahmenbedingungen erhöhen die Bedeutung von Produktivitätsreserven und Kostensenkungspotentialen. Zugleich sind Marktforderungen nach kundenindividueller Fertigung, kurzen Lieferfristen und großer Produktpalette verstärkt von Bedeutung und zwingen zur wirtschaftlichen Fertigung kleiner Lose. Das Rüsten, dessen Bedeutung während der letzten Jahrzehnte stark zugenommen hat, soll Beiträge zur innerbetrieblichen Forderungen nach hoher Flexibilität der Produktion, geringen Beständen und kürzeren Durchlaufzeiten leisten und wird mittlerweile als „Schlüssel für eine hohe Wettbewerbsfähigkeit“ (vgl. WANIEK [WAN03, S. 52.]) angesehen.

Das Hauptziel der vorliegenden Arbeit besteht darin, den auf der Wirtschaftlichkeit des Ablaufs von Fertigungsprozessen bestehenden Einfluss von Rüstvorgängen, zu analysieren und systematisieren.

Teilziel 1: Begriffsdefinitionen und Grundlagen

Ziel des ersten Kapitels ist die Erläuterung der Begriffe: des Fertigungsprozesses, des Rüstvorganges im Rahmen der Durchlaufzeit sowie der Wirtschaftlichkeit. Das Kapitel bildet die Grundlage für sämtlich folgende Kapitel.

Hypothese:

Von der Bestimmung der Begriffe wird erwartet, dass ausgehend von Gesamtübersichten, Zusammenhänge ebenso wie Optimierungsziele der Einzelbegriffe deutlich werden.

Teilziel 2: Analyse von Rüstabläufen in der Fertigung

1 Konzeption und Einleitung 2

Im Mittelpunkt des zweiten Teilziels steht die Untersuchung und Bewertung des Rüstvorganges im Fertigungsprozess. Die Darlegung beginnt mit der Gliederung des Rüstvorganges im Rahmen von Vorgabezeiten und setzt mit der differenzierteren, tieferen Betrachtung fort. Abschließend wird eine erweiterte Definition des Rüstens vorgestellt.

Hypothese:

Im Ergebnis dieses Kapitels wird die Darstellung des Rüstvorganges vermutlich Schlussfolgerungen zulassen, die die Grundlage für geeignete Optimierungsentscheidungen des folgenden Teilziels legen.

Teilziel 3: Konzepte der Rüstzeitoptimierung

Dieses Kapitel stellt Konzepte und Maßnahmen der Rüstzeitminimierung vor, die Beiträge zu einer gesteigerten Wirtschaftlichkeit des Fertigungsprozesses bieten. Auf Basis der Zieldefinierung werden drei Rüstzeitkonzepte vorgestellt, die durch Maßnahmen im dispositiven, konstruktiven und insbesondere technologischen und organisatorischen Verfahren verwirklicht werden können.

Hypothese:

Von den Konzepten und Maßnahmen wird erwartet, dass sie geeignete Möglichkeiten bieten, die Wirtschaftlichkeit in der Fertigung zu fördern, indem vor allem Potentiale der Kostensenkung erschlossen werden. Es ist davon auszugehen, dass die Zielsetzung der Rüstzeitoptimierung die Verringerung der Durchlaufzeit und die Reduzierung der Losgröße anstrebt.

Teilziel 4: Anwendung der Ergebnisse auf die Wirtschaftlichkeit im

Dieses Kapitel befasst sich mit der Umsetzung der Ergebnisse aus den vorangegangenen Teilzielen. Es wird deutlich gemacht, wie Kenntnisse der Struktur des Rüstvorganges und Verfahren zur Rüstzeitminimierung Möglichkeiten bereitstellen die Wirtschaftlichkeit positiv zu beeinflussen.

Hypothese:

1 Konzeption und Einleitung 3

Es ist zu erwarten, dass die Umsetzung von Rüstzeitkonzepten die Produktivität und Wirtschaftlichkeit u. a. durch die Reduzierung der Durchlaufszeit erhöhen können. In Abhängigkeit der Strategieentscheidung sind darüber hinaus Rationalisierungspotentiale und Effekte auf den Nutzungsgrad der Betriebsmittel anzunehmen. ¹ Es ist zu vermuten, dass mit Hilfe betriebswirtschaftlicher Instrumente die Sicherstellung der Wirtschaftlichkeit garantiert ist.

Abbildung 1 stellt die Zusammenhänge zwischen Hauptziel und den Teilzielen dar.

Abbildung 1: Haupt- und Teilziele der Arbeit im Zusammenhang Das sechste Kapitel fasst die Ergebnisse der vorangegangenen Kapitel zusammen und verifiziert bzw. falsifiziert die aufgestellten Hypothesen.

Grundlage der gesamten Belegarbeit ist eine umfassende Literatur- und Internetrecherche.

¹ Vgl. [WIL92, S. 127ff.]

2 Begriffsdefinitionen und Grundlagen 4

2 Begriffsdefinitionen und Grundlagen

2.1 Der Fertigungsprozess

Der Fertigungsprozess ist neben der Forschung und Entwicklung, der Produktionsorganisation sowie der Produktionsplanung, -steuerung und dem Produktionscontrolling aus makrostruktureller Sicht ein Hauptschwerpunkt im zu optimierenden Produktionsprozess, dem Throughput.

Der Fertigungsprozess setzt sich aus der Teilefertigung und der Montage zusammen. Zu den bedeutsamsten Aufgabenbereichen zählen das Bearbeiten, Fügen, Transportieren, Umschlagen, Lagern und Prüfen. ² Mittels kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Förderung und Bearbeitung wird ein Gut durch Einwirkung von Arbeitskräften und Betriebsmitteln in einen vorbestimmten Endzustand gebracht. ³ Arbeitskräfte und Betriebsmittel bringen Leistungen hervor und bilden damit Kapazitäten. Sie leisten Potentialbeiträge für die Durchführung des Produktionsprozesses und werden demzufolge als Potentialfaktoren bezeichnet. Der Faktor Werkstoff hingegen ist nicht kapazitätsbildend, jedoch unentbehrliche Voraussetzung geschaffene Kapazitäten zu nutzten. ⁴ Da Werkstoffe während des Produktionszyklus vollständig verbraucht und für den nächsten Zyklus neu bereitgestellt werden müssen, werden sie als Repetierfaktoren bezeichnet. ⁵ Die Faktorkombination im Throughput erfolgt durch die Wirkung dispositiver Produktionsfaktoren. Es werden die dispositiven Faktoren: Leitung, Planung, Organisation und Kontrolle unterschieden. ⁶ Der Ablauf von Fertigungsprozessen wird von den folgenden Faktoren beeinflusst:

• den Organisationsformen der Teilefertigung,

• der Anzahl und Kapazität der Arbeitsplätze,

• dem Bestand,

• der Belastung der Arbeitsplätze,

• den Transportwegen und -häufigkeiten sowie

² Vgl. [NEB01, S. 11ff.]

³ Vgl. [VOL96, S. 14.]

⁴ Vgl. [NEB01, S. 107.]

⁵ Vgl. [NEB01, S. 238.]

⁶ Vgl. [NEB01, S. 9.]