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

von: Matthias Wessel und Kathrin Mathews

Inhaltsverzeichnis

1 Konzeption und Einleitung

2 Begriffsdefinitionen und Grundlagen

2.1 Der Fertigungsprozess
2.2 Der Rüstvorgang als Bestandteil der Durchlaufzeit
2.3 Der Begriff der Wirtschaftlichkeit 

3 Analyse von Rüstabläufen in der Fertigung

3.1 Der Rüstvorgang im Rahmen von Vorgabezeiten des Arbeitsprozesses

3.1.1 Auftragszeit 
3.1.2 Belegungszeit
3.1.3 Zusammenfassung und Beurteilung 

3.2 Analytische Betrachtung des Rüstvorgangs

3.2.1 Einordnung und Vorbemerkung
3.2.2 Interne und externe Rüstzeit
3.2.3 Rüstabschnitte und Rüstelemente 

3.2.3.1 Rüstabschnitte
3.2.3.2 Rüstelemente

3.3 Erweiterung der Definition nach REFA

4 Konzepte der Rüstzeitoptimierung

4.1 Ziel und Aufgabe der Rüstzeitoptimierung
4.2 Rüstkosten 
4.3 Rüstzeitkonzepte
4.4 Maßnahmen effizienter Rüstreduzierung

4.4.1 Überblick
4.4.2 Dispositive Maßnahmen
4.4.3 Konstruktive Maßnahmen 
4.4.4 Technologische Maßnahmen
4.4.5 Organisatorische Maßnahmen
4.4.6 Praxisbeispiel - Rüstzeitreduzierung in der spanenden Fertigung

4.5 SMED-Methode

4.5.1 Definition 
4.5.2 Schritte der SMED-Methode 
4.5.3 Erfolgsaussicht

5 Anwendung der Ergebnisse auf die Wirtschaftlichkeit

5.1 Erweiterung der Definition
5.2. Einflussfaktoren auf den Output / Input

5.2.1 Einflussfaktoren auf den Output 
5.2.2 Einflussfaktoren auf den Input

5.3 Vorbemerkungen zur Zielstellung

5.3.1 Zeit als Ziel
5.3.2 CIM-Konzept 
5.3.3 Aufgaben des Produktionscontrolling
5.3.4 Elektronischer Leitstand

5.4 Kostenreduzierung 

5.4.1 Kapitalbindungskosten 

5.4.1.1 Anlagevermögen (AV)
5.4.1.2 Umlaufvermögen (UV)

5.4.2 Materialkosten

5.4.2.1 Einkaufspreissenkung
5.4.2.2 Verbrauchsmengensenkung

5.4.3 Personalkosten
5.4.4 Fertigungskosten

6 Schlussbetrachtung

 

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

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 Fertigungsbereich

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:

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 [Abbildung in der Downloaddatei vorhanden]

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.

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
• der Zufallsabhängigkeit der Prozesse.

Entscheidende Kennzahlen des Fertigungsprozesses sind u. a. Durchlaufzeit und Kapazitätsauslastung.7

2.2 Der Rüstvorgang als Bestandteil der Durchlaufzeit

[...]

1 Vgl. [WIL92, S. 127ff.]

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.]

7 Vgl. [BOL05, S. 8ff.]