Fabrikplanung

Inhaltsverzeichnis

Definition: Fabrikplanung (nach VDI 5200-1)

1. Grundlagen
1.1. Grundfälle der Fabrikplanung nach VDI 5200-1
1.1.1. 4 Grundfälle
1.1.2. Besonderheit Neuplanung – Warum Idealfall?
1.1.3. Häufigster Grundfall in der Praxis
1.2. Grundsätze der Fabrikplanung – Erläuterung Stufenweises Vorgehen
1.3. Flexibilität und Wandlungsfähigkeit
1.3.1. Welche allgemeine Fähigkeit beschreiben beide Begriffe?
1.3.2. Unterschiede
1.3.3. Wandlungsfähigkeit
1.4. Planungsebenen und deren funktionelle Einheiten nach VDI 5200-1
1.5. Zeit-Kosten-Diagramm
1.6. Allgemeine Zielfelder der Fabrikplanung
1.7. Impulse für die Fabrikplanung:
1.8. Nennen sie 7 Felder der Unternehmensziele
1.9. 7 Faktoren die im Wesentlichen die Leistungsfähigkeit eines Unternehmens charakterisieren

2. Planungssystematik 7 - Phasen der Fabrikplanung nach VDI 5200-1 mit Meilensteinen

3. Zielfestlegung
3.1. Allgemeine Zielfelder der Fabrikplanung
3.2. Untergliederung der Ziele in der Zielfestlegung mit Beispielen

4. Grundlagenermittlung
4.1. Voraussetzungen für die Reproduzierbarkeit von Daten
4.2. „Validierung“ und „Methoden zur Validierung“ erläutern
4.3. Verfahren zur Bildung von Produktgruppen bzw. Produkt- und Teilefamilien in der Produktplanung nennen
4.4. Typenvertreter

5. Strukturplanung
5.1.1 Strukturprinzipien bzw. Kriterien, nach denen eine Fabrik strukturiert werden kann
5.1.2. Was ist bei der Strukturierung nach mehreren Kriterien zu beachten?
5.2. Fertigungsformen: Werkstattfertigung vs. Gruppenfertigung
5.3. Wesentliche Merkmale zur Abgrenzung von Fertigungssegmenten
5.4. Vorgehensweise zur Auswahl von Fertigungsprinzip/Fertigungsform (7 Schritte)
5.5. Welche Formen von Funktionsschemata werden in der Fabrikplanung angewendet, von welcher Teilphase der Planung sind sie jeweils das Ergebnis?
5.6. In welchen Schritten geht man bei einer ABC-Analyse vor

6. Dimensionierung
6.1.1. Welche Faktoren führen zu Verringerung des theoretisch maximalen Kapazitätsangebotes auf das verfügbare Kapazitätsangebot?
6.1.2. Welche Faktoren werden im Schichtnutzungsgrad berücksichtigt?
6.2. Dimensionierung für Betriebsmittel und Personal
6.3. Kritische Würdigung der Berechnung auf Basis von Produktionsprogramm, Stücklisten und Arbeitsplänen
6.4. Funktionsflächen am Arbeitsplatz
6.5. Beispiel: Funktionsflächen einer Maschine
6.6. Ersatzflächenverfahren
6.7. Flächenbestandsteile eines Produktionsbereiches

7. Layoutplanung
7.1. Wesentliche Ziele
7.2. Notwendigkeit der Idealplanung / des Ideallayouts
7.3. Typische Materialflussformen bei der Betrachtung einer vereinfachten Gebäudehülle
7.4. Wesentliche Kriterien der Layoutplanung
7.5. Standortfaktoren
7.6. Standortkriterien
7.7. Definition der 7 Arten von Verschwendung

8. Standort- und Master-/Generalbebauungsplanung
8.1. Zwei Stufen des Bauleitplans nach BauGB
8.2. Für Fabrikplaner wichtigstes Gesetz für Standort- und Bebauungsplanung
8.3. Wesentliche Planungsinhalte der Generalbebauungsplanung:
8.4. Die gebräuchlichen Zertifizierungen von Gebäuden
8.5. Merkmalsgruppen und einzelne Maßnahmen zur Ressourceneffizienz von Gebäuden
8.6. Welche Aufgaben übernimmt die örtliche Bauleitung?

Literaturverzeichnis

Definition: Fabrikplanung (nach VDI 5200-1)

zielorientierte, systematische, in aufeinander aufbauende Phasen strukturierte und unter Zuhilfenahme von Methoden und Werkzeugen durchgeführte Prozess zur Gestaltung einer Produktionsstätte von der ersten Idee bis zum Hochlauf der Produktion. Geprägt durch Maschinenarbeit. Synonym für Fabrik (factory), Betrieb (works), Werk (plant), Werksanlage (facilities)

Fabrik von der Zielfestlegung bis zum Hochlauf der Produktion:

- Anpassung im laufenden Betrieb
- kann verschiedene Anlässe haben sowie unterschiedliche Planungsfälle umfassen.
- Die Aufgaben der Fabrikplanung werden in Form von Projekten im Team bearbeitet und mit Methoden des Projektmanagements gesteuert.

In welchem Jahrhundert entwickelten sich die ersten industriellen Betriebsstätten in Europa? Ende des 17. Jahrhunderts. Manufakturen à industrielle Betriebsstätten

Arbeitsprinzip von Taylor:

- Auch Taylorismus
- Prinzip der Prozesssteuerung von Arbeitsabläufen
- Produktivitätssteigerung
- Zerlegung von Arbeitsvorgängen unter Berücksichtigung von Zeit-, Bewegungs-, und Belastungsvorgängen in kleinste Einheiten à keine oder nur geringe geistige Anforderungen stellen, schnelle wiederholbar und leicht erlernbar sind à Kurze Zeitintervalle führen zu einseitiger Belastung, Monotonie

1. Grundlagen

1.1. Grundfälle der Fabrikplanung nach VDI 5200-1

1.1.1. 4 Grundfälle

- Neuplanung à idealer Grundfall, frei in der Gestaltung, da mehr Möglichkeiten gegeben sind
- Umplanung à Anpassung, Erweiterung, Reduktion der Fabrik
- Rückbau
- Revitalisierung à Sanierung, Renovierung

1.1.2. Besonderheit Neuplanung – Warum Idealfall?

- Komplett frei und flexibel in der Planung
- perfekte Ausrichtung auf einen Zweck möglich
- kaum/keine Bindung an Bestandsschutz Restriktionen → nicht auf Idealplanung verzichten
- keine vorschnelle Realplanung
- Idealplanung = Maßstab für Realplanung (d.h. Unzulänglichkeiten erkenne, Selbsttäuschung vorbeugen, Lösungsraum erweitern, neue kreative Ideen)

1.1.3. Häufigster Grundfall in der Praxis

- Umplanung

1.2. Grundsätze der Fabrikplanung – Erläuterung Stufenweises Vorgehen

- Ganzheitliche Planung
- Stufenweises Vorgehen (mit Iterationen)
- Interdisziplinäre Planung
- Notwendigkeit der Idealplanung
- Planung in Varianten
- Sicherung von Flexibilität und Wandlungsfähigkeit
- Sicherung von Projekttreue
- Wirtschaftlichkeit der Planung

Stufenweises Vorgehen

- „vom Groben zum Feinen“
- vermeidet unnötiges Arbeiten zum falschen Zeitpunkt und überhöhten Aufwand
- „vom Idealen zum Realen“
- Ineinandergreifen (Überlappen) und zahlreiche Rückkopplungen

1.3. Flexibilität und Wandlungsfähigkeit

1.3.1. Welche allgemeine Fähigkeit beschreiben beide Begriffe?

- Anpassung in Bezug auf Wandlungsdimensionen

- Stückzahl/Varianten
- Kosten/Zeit
- Prozessqualität

1.3.2. Unterschiede

- Wandlungsfähigkeit

- vorgedachter Lösungsraum
- Veränderung im Bedarfsfall möglich
- Rückbauoption möglich

- Flexibilität

- vorgehaltener Tätigkeitsbereich
- skalierbar in festgelegten Korridoren
- Rückbau ist nicht vorgesehen

1.3.3. Wandlungsfähigkeit

- Universalität - Dimensionierung und Gestaltung für verschiedene Anforderungen hinsichtlich Produkts oder Technologie (z.B. Variantenflexibilität)
- Mobilität (z.B. Maschinen auf Rollen)
- Skalierbarkeit - Technische, räumliche und personelle Atmungsfähigkeit (Erweiterbarkeit und Reduzierbarkeit, z.B. flexibles Arbeitsmodell)
- Modularität - Standardisierte, funktionsfähige Einheiten oder Elemente (z.B. Plug & Produce Module)
- Kompatibilität - Vernetzungsfähigkeit bzgl. Material, Information, Medien und Energie (z.B. einheitliche Softwareschnittstellen)

1.4. Planungsebenen und deren funktionelle Einheiten nach VDI 5200-1

Planungsebenen (Strukturebenen)

- Arbeitsplatz (Arbeitsstation)
- Segment (Bereich)
- Gebäude (Fabrik im engeren Sinne)
- Werk (Fabrik im weiteren Sinn)
- Produktionsnetz

1.5. Zeit-Kosten-Diagramm

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1.6. Allgemeine Zielfelder der Fabrikplanung

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1.7. Impulse für die Fabrikplanung:

à Markt - Gesellschaft - Technik

- Erschließung neuer Märkte
- Änderung der Fertigungstechnologie
- Aufnahme neuer Produkte
- Änderung der Fertigungstiefe
- Kosten und Wettbewerbsdruck
- Neue Qualitätsanforderungen
- Änderung der Betriebsorganisation
- Rechtsvorschriften, Umweltauflagen
- Zwang zur Rationalisierung

1.8. Nennen sie 7 Felder der Unternehmensziele

à Zielsetzung von Fabrikplanungsaufgaben

- Technologie-, Standort-, Finanzentwicklung
- Markt- und Geschäftsentwicklung
- Sortimentsstrukturen, Marktanteile, Produktinnovationen,
- Absatzdynamik)
- Unternehmenssicherung
- Personal- und Arbeitsentwicklung, Qualitätsniveau, Marktstellung
- Entwicklung der Rechtsform des Unternehmens
- (Zusammenschlüsse, Allianzen)

1.9. 7 Faktoren die im Wesentlichen die Leistungsfähigkeit eines Unternehmens charakterisieren

- Standort
- Produktionsmittel
- Verfahren
- Flächen / Gebäude
- Fabrik- Personalstruktur
- Organisation / Logistik

2. Planungssystematik

7 - Phasen der Fabrikplanung nach VDI 5200-1 mit Meilensteinen

1. Phase: Zielfestlegung

- Fabrikziele

2. Phase: Grundlagenermittlung

- Planungsdaten

3. Phase: Konzeptplanung

- Fabrikkonzept (Grob-Projekt)
- Teilphasen:

1. Strukturplanung

2. Dimensionierung

3. Idealplanung

4. Realplanung

5. Feinplanung

4. Phase: Detailplanung

- Lastenheft

5. Phase: Realisierungsvorbereitung

- Pflichtenheft

6. Phase: Realisierungsüberwachung

- Dokumentation

7. Phase: Hochlaufbetreuung

- Fabrikbewertung

3. Zielfestlegung

3.1. Allgemeine Zielfelder der Fabrikplanung

- Fabrikziele … Was soll mit der Fabrik erreicht werden?
- Wettbewerbsfähigkeit (Rentabilität)
- Wirtschaftlichkeit
- Flexibilität / Handlungsfähigkeit
- Attraktivität

3.2. Untergliederung der Ziele in der Zielfestlegung mit Beispielen

- Vision der Fabrik im Projekt

- Produkte sind zuverlässig, präzise und wirtschaftlich
- hohe Qualität, Kompetenz und Effizienz

- Metaziele

- Umsatz von x auf y in t (Zeit) steigern
- versprochene Lieferzeit einhalten
- Produktivität steigern
- Lagerumschlaghäufigkeit erhöhen
- Wandlungsfähigkeit steigern

- Unternehmensstrategie für die Fabrik

- Technologieführerschaft (Präzision, Zuverlässigkeit)
- Modularität
- Mobilität der Einrichtung

- Randbedingungen

- max. akzeptable Umzugszeit
- keine Gefährdung anderer Projekte

4. Grundlagenermittlung

Leitfragen zu Informationsbeschaffung – 5 W`s

1. W elche Daten/Informationen sollen beschafft werden?
2. W ie können Daten beschafft werden?
3. W elche Genauigkeiten der Daten sind gefordert?
4. W ie kann die ggf. notwendige Reproduzierbarkeit der Daten gesichert werden?
5. W ie können Daten validiert werden?

4.1. Voraussetzungen für die Reproduzierbarkeit von Daten

- Quellenangaben (betriebliche Daten)
- Zeitraum
- Bedingungen zum Zeitpunkt und Erfassung
- statistische Absicherung

4.2. „Validierung“ und „Methoden zur Validierung“ erläutern

- Validierung ≈ Prüfung der Gültigkeit von Daten

- Methoden:

- Planungsdaten verdichten und im Hinblick auf Fabrikziele auswerten
- Erreichbarkeit der in Phase 1 definierten Fabrikziele prüfen

Welche Daten sind zur Analyse des Wertstroms und zur Berechnung der Kenndaten notwendig?

- Zykluszeit des Prozesses
- Rüstzeit der Maschine
- Maschinenzuverlässigkeit
- Losgröße / Behältergröße für Fertigteile
- Bestände zwischen und in den einzelnen Produktionsschritten
- Anzahl der Mitarbeiter
- Anzahl der Produktvarianten
- Verfügbare Arbeitszeit / Schichtarbeit
- Ausschussrate / Nacharbeitsrate
- Durchlaufzeit und Verarbeitungszeit

4.3. Verfahren zur Bildung von Produktgruppen bzw. Produkt- und Teilefamilien in der Produktplanung nennen

- Ablauf- und Teileflussanalysen
- Clusteranalyse
- Klassifizierung
- Komplettbearbeitungsanalyse

4.4. Typenvertreter

- Ziel: Verringerung des Planungsaufwandes durch rechnerische Reduzierung der Produktvielfalt
- Arten:
- realer Repräsentant"ein Produkt der Produktgruppe enthalt eine ausreichende Menge an Merkmalen, die in allen gemeinsam sind
- virtueller Repräsentant"Merkmale der einzelnen Produkte innerhalb der Gruppe weisen zu große Bandbreite auf, als dass ein konkretes Produkt die anderen ausreichend repräsentieren kann "Bildung eines gedachten Produktes mit Merkmalen, die z.B. als Durchschnitt aus dem Produktionsmix eines Jahres ermittelt bzw. berechnet werden kann

5. Strukturplanung

Teilphase der Strukturplanung nach VDI 5200-1

Input:

- Fabrikziele aus Phase „Zielfestlegung“
- Planungsdaten aus der Phase „Grundlagenermittlung“

Zweck:

- Festlegung der funktionalen und organisatorischen Einheiten der betrachteten Planungsebenen mit ihren wechselseitigen Beziehungen (funktionelle Beziehungen, noch keine räumliche Anordnung)

Vorgehen:

- Geschäftsprozesse definieren und Abfolge aller zur Wertschöpfung notwendigen Aktivitäten festlegen, daraus Kommunikationskonzept ableiten
- Produktion nach auszuwählenden Kriterien (Strukturprinzipien) strukturieren, z. B. Technologien, Produkte, Märkte/Kunden, Produktionsabläufe oder Kundenentkopplung.
- Kriterien sind heterogen bzw. teilweise gegenläufig und können kombiniert auf den verschiedenen Planungsebenen zur Anwendung kommen.
- Produktionsstruktur in mehreren Varianten gestalten und unter technischen, organisatorischen und wirtschaftlichen Aspekten bewerten (Variantenprinzip) sowie abschließend in einem idealen Funktionsschema zusammenführen.

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