Handbuch Fabrikplanung

Frontmatter

1. Veränderungstreiber der Fabrik

Zusammenfassung

Infolge der vielfältigen und rasch veränderlichen Einflussfaktoren aus dem Umfeld einer Fabrik kann diese in wenigen Jahren nicht mehr wettbewerbsfähig sein. Der Hauptgrund liegt in der mangelnden Anpassungsfähigkeit ihrer Einrichtungen und Organisation. Für eine strategisch weitsichtige Fabrikplanung ist es daher unerlässlich, sich die Veränderungstreiber vor Augen zu führen, die in der Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft auf eine Fabrik eingewirkt haben bzw. einwirken. Dieses Kapitel zeigt zunächst die Symptome einer wandlungsträgen Fabrik, erläutert dann wesentliche Entwicklungsstufen der modernen Fabrik und skizziert erste Ansätze eines wettbewerbsfähigen Produktionsunternehmens.

Hans-Peter Wiendahl, Jürgen Reichardt, Peter Nyhuis

2. Planungsbasis

Zusammenfassung

In diesem Kapitel wird eine strategisch begründete Planungsbasis beschrieben, die als Leitlinie für das Planungsteam einer Fabrik gilt. Auf Grundlage der in Kapitel 1 skizzierten Einflussfaktoren, die auf eine Fabrik wirken, ist zunächst die Produktionsstrategie zu bestimmen. Dazu gehört die Festlegung der Produkte und Geschäftsprozesse, die in der Fabrik hergestellt bzw. abgewickelt werden sollen. Dies ist Aufgabe der Unternehmensplanung. In der Regel steht innerhalb einer Fabrik die Auftragserfüllung mit ihren Teilprozessen im Vordergrund. Aus den Produkten und Geschäftsprozessen ergeben sich der Standort und die zu gestaltenden Fabrikbereiche. Die weiteren wichtigen Bestandteile der Planungsbasis sind die Festlegung des Fabriktyps aus Kundensicht, die Position der Fabrik in der Lieferkette und gegebenenfalls die Einbindung in ein Produktionsnetz.

Hans-Peter Wiendahl, Jürgen Reichardt, Peter Nyhuis

3. Produktionsanforderungen

Zusammenfassung

Die Anforderungen an eine Produktion resultieren primär aus dem zukünftigen Produktionsprogramm, das sich wegen der häufig unsicheren Annahmen über die zukünftige Marktentwicklung schnell ändern kann. Dieses Kapitel erläutert daher weitere allgemeine Anforderungen, die den Blick des Fabrikplaners auch auf strategische Aspekte lenken sollen. Sie betreffen die Fähigkeit einer Produktion, durch logistische und organisatorische Maßnahmen gegen rasche Veränderungen gewappnet zu sein, die Berücksichtigung der Altersstruktur der Mitarbeiter durch den demographischen Wandel sowie die Differenzierung durch eine wahrnehmbare Unternehmenskultur und Nachhaltigkeit. Daraus resultieren Leitsätze, mit denen die Unternehmensführung nicht nur die Planungsphase, sondern auch die folgende Betriebsphase prägt.

Hans-Peter Wiendahl, Jürgen Reichardt, Peter Nyhuis

4. Bekannte Produktionskonzepte

Zusammenfassung

Die Fabrik hat im Laufe der Entwicklung der industriellen Produktion teils durch die Forderungen einer zunehmend vernetzten Wirtschaft, teils durch neue technische Möglichkeiten immer wieder grundlegende Veränderungen erfahren. Die von Taylor 1911 vorgeschlagene und durch Ford erstmals praktizierte Zerlegung einer Arbeit in kleine standardisierte Schritte und die Einführung des Fließbandes ermöglichten die Massenproduktion von Gebrauchsgütern durch angelernte Arbeitskräfte. Das Grundprinzip blieb zur Deckung des hohen Nach-kriegsbedarfs bis in die 1950er Jahre erhalten.

Hans-Peter Wiendahl, Jürgen Reichardt, Peter Nyhuis

5. Systematik der Veränderungsfähigkeit

Zusammenfassung

Die Notwendigkeit der situationsgerechten Anpassung eines Produktionsunternehmens an die vielfältigen externen und internen Herausforderungen ist aus den bisherigen Ausführungen hinreichend deutlich geworden. Insgesamt haben sich das erforderliche Ausmaß und die Geschwindigkeit, mit der die Veränderungen umzusetzen sind, infolge des globalen Güter- und Dienstleistungsmarktes seit den 1990er-Jahren deutlich erhöht. Die Anpassung betrifft zum einen die Marktleistung und zum anderen die Geschäftsprozesse, wie sie in Abschnitt 2.1.3 bzw. 2.1.4 als strategische Basis der Fabrik vorgestellt wurden. Die Fähigkeit, diese Anpassung vornehmen zu können, soll zunächst ganz allgemein als Veränderungsfähigkeit bezeichnet werden. In der Literatur und Praxis finden sich hierzu unzählige begriffliche Ausprägungen wie z. B. Flexibilität, Rekonfigurierbarkeit, Adaptionsfähigkeit, Agilität, Wandlungsfähigkeit und Dynamik. Die für die Produktion und Fabrikplanung wesentlich erscheinenden Begriffe sollen im Folgenden näher betrachtet und systematisch geordnet werden.

Hans-Peter Wiendahl, Jürgen Reichardt, Peter Nyhuis

6. Funktionale Arbeitsplatzgestaltung

Zusammenfassung

Ein Arbeitsplatz kann aus verschiedenen Perspektiven betrachtet werden. Primär sind technologische Funktionen im Sinne einer Wertschöpfung zu erfüllen. Dies geschieht durch das Zusammenspiel der Betriebseinrichtungen mit menschlicher Arbeit. Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die Produktionstechnologien und Einrichtungen für die Stückgüterproduktion, soweit ihre Kenntnisse für die Aufgaben des Fabrikplaners notwendig sind. Kapitel 7 betrachtet dann die Arbeitsplatzgestaltung aus Sicht der Arbeitsorganisation, während Kapitel 8 die räumliche Integration der ergonomischen und architektonischen Aspekte untersucht. Diese drei Kapitel bilden die Grundlage der Fabrikauslegung.

Hans-Peter Wiendahl, Jürgen Reichardt, Peter Nyhuis

7. Arbeitsorganisation und Arbeitsplatzgestaltung

Zusammenfassung

Neben der technischen Ausstattung spielen die Motivation, die organisatorische Einordnung, die Ergonomie und die Umgebungsgestaltung der an den Arbeitsplätzen tätigen Mitarbeiter eine wesentliche Rolle für den wirtschaftlichen Erfolg einer Fabrik. Dieses Kapitel behandelt daher zunächst die Entwicklung notwendiger Mitarbeiterkompetenzen, um dann die Aufteilung der Arbeit und die Verantwortung in der Organisation zu thematisieren. Die Gestaltung des Entgeltsystems und der Arbeitszeit schließen das Kapitel ab. Die ebenso wichtigen Fragen der ergonomischen Auslegung eines Arbeitsplatzes und seiner räumlichen Umgebung werden in Kapitel 8 ausführlich behandelt.

Hans-Peter Wiendahl, Jürgen Reichardt, Peter Nyhuis

8. Räumliche Arbeitsplatzgestaltung

Zusammenfassung

Arbeitsplätze, technische Arbeitsmittel und Arbeitsorganisation sollten so gestaltet sein, dass im Rahmen einer auch ästhetisch anregenden räumlichen Umgebung sicherheits- und gesundheitsgerechtes Arbeiten gewährleistet ist.

Hans-Peter Wiendahl, Jürgen Reichardt, Peter Nyhuis

9. Funktionale Arbeitsbereichsgestaltung

Zusammenfassung

Wie in Bild 5.16 gezeigt wurde, fasst ein Arbeitsbereich mehrere Fertigungs- und Montagebereiche organisatorisch zusammen. Sie sind durch Lager-, Transport- und Umschlagsysteme verknüpft und dienen der Herstellung eines verkaufsfähigen Produktes. Zur funktionalen Auslegung eines Bereiches muss die Auftragsart (Kundenoder Lagerfertigung), die Art der Beschaffung, die Organisationsform der Fertigung und Montage sowie die Art der Produktionsplanung und -steuerung bestimmt werden. Diese logistischen Entscheidungen sind eine wesentliche Ausgangsbasis für die räumliche Gestaltung eines Fabrikbereichs.

Hans-Peter Wiendahl, Jürgen Reichardt, Peter Nyhuis

10. Räumliche Arbeitsbereichsgestaltung

Zusammenfassung

Arbeitswelt ist Teil unseres Seins. Der Arbeitsbereich als persönlich erfassbarer Teilbereich einer Werkstatt oder eines Büros sollte ein selbstverständlicher und gleichermaßen erfreulicher Teil unserer Persönlichkeit sein. Es ist falsch, die Lebensqualität auf die Zeit außerhalb der Arbeit zu reduzieren und die Trennung von Arbeit und Freizeit genau auszulegen. Messlatte bei der Erfüllung menschlicher Bedürfnisse in Fabriken waren bislang die gesetzlichen Mindestforderungen für ausreichend Licht, Luft oder Schallschutz. Ihre Erfüllung galt allgemein schon als Inbegriff der Humanisierung des Arbeitsbereiches. Aber ebenso wichtig wie die messbaren Parameter für physisches Wohlbefinden sind die weniger eindeutig messbaren Parameter wie die Varianz des Tageslichtes und eine harmonische Umgebung.

Auf der Gestaltungsebene Arbeitsbereich werden wesentliche Voraussetzungen zur Förderung von körperlichem und geistigem Wohlbefinden, Arbeitsbereitschaft und Arbeitsleistung durch die bauliche Gestaltung gelegt. Bild 10.1 zeigt die wichtigsten Gestaltungselemente der Gestaltungsfelder Kommunikation, Belichtung, Behaglichkeit, Rekreation und Brandschutz. Im Weiteren werden diese erläutert und ihre Bedeutung für die Wandlungsfähigkeit näher betrachtet.

Hans-Peter Wiendahl, Jürgen Reichardt, Peter Nyhuis

11. Gebäudegestaltung

Zusammenfassung

Die architektonische Durchbildung eines Gebäudes umfasst die vier gestaltprägenden Komponenten seiner Baustruktur: Tragwerk, Hülle, Haustechnische Ausrüstung und Ausbau. Die „Leistungsfähigkeit” eines Gebäudes, also seine Fähigkeit, gegenwärtigen und zukünftigen Zwecken zu dienen, wird im Wesentlichen durch die Ausprägung der gewählten technischen und baukonstruktiven Lösungen im Zusammenspiel dieser Komponenten bestimmt. Adam zeigt in [Ada04] eine Vielzahl von Beispielen mit höchst unterschiedlichen Lösungen für Industriebauten.

Hans-Peter Wiendahl, Jürgen Reichardt, Peter Nyhuis

12. Generalbebauung

Zusammenfassung

Mit der Generalbebauung wird die umfassende gegenwärtige wie zukünftige Leistungsfähigkeit der städtebaulichen Gesamtkonzeption einer Fabrik festgelegt. Die Ausprägungen des Anforderungsprogramms bestimmen die Wahl der Bauformen und die Kriterien des Objektschutzes. Der Generalbebauungsplan fasst Leitlinien für das Arrangement der Baukörper und die Zonierung der Verkehrs- und Freiflächen in möglichen Baustufen zusammen. Bild 12.1 zeigt die sich daraus ergebenden Gestaltungsfelder und -ebenen der Generalbebauung, die im Folgenden detailliert beschrieben werden. Im Sinne eines möglichst hohen Grades der Wandlungsfähigkeit kommt der Auswahl und Verknüpfung der Bauformen besondere Bedeutung zu.

Hans-Peter Wiendahl, Jürgen Reichardt, Peter Nyhuis

13. Standortplanung aus Raumsicht

Zusammenfassung

Die Standortwahl ist die weitreichendste Entscheidung im Rahmen der Neuplanung einer Fabrik. Sie erfolgt zum einen unter langfristigen Aspekten der Unternehmensstrategie im Sinne eines Produktionsstandortes in einem heute meist globalen Produktions-, Kunden- und Lieferantennetzwerk; zum anderen sind innerhalb des Standortes grundlegende Entscheidungen über die bauliche Erschließung des gewählten Grundstücks zu treffen.

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14. Strategische Standortplanung

Zusammenfassung

Die strategische Standortsuche und -planung ist keine primäre Aufgabe der Fabrikplanung, sondern originäre Aufgabe der Unternehmensführung. Für die Ausgestaltung eines vorhandenen oder neuen Standortes ist jedoch die Kenntnis der zugrunde liegenden strategischen Grundannahmen für den Fabrikplaner von großer Bedeutung, weil sich diese stark auf die späteren Fabrikmerkmale und insbesondere auf den notwendigen Grad der Wandlungsfähigkeit auswirken. Auch die Art und Weise, wie solche strategischen Entscheidungen zustande kommen, sollte dem Fabrikplaner vertraut sein, um die Sicherheit oder Unsicherheit einiger Annahmen, insbesondere hinsichtlich des zukünftigen Produktspektrums, abschätzen zu können. Die folgenden Ausführungen sollen daher nur den Rahmen und die wesentlichen Schritte veranschaulichen, innerhalb dessen eine strategische Standortsuche abläuft. Tiefergehende Ausführungen finden sich z. B. in [Au07], [Kin09] und [Abe06].

Hans-Peter Wiendahl, Jürgen Reichardt, Peter Nyhuis

15. Synergetische Fabrikplanung

Zusammenfassung

Die Planung einer Fabrik ist wegen der unterschiedlichen Produkte, Prozesse und Umgebungsbedingungen stets fallspezifisch. Dennoch haben sich ähnlich wie in der Konstruktionslehre für alle Projekte – unabhängig davon, ob es sich um eine Neuplanung, Erweiterung oder Reorganisation handelt – bestimmte Vorgehensschritte bewährt, die auf einer vorab entwickelten strategischen Positionierung aufbauen. Da dieser Aspekt häufig wegen eines vermeintlich hohen Termindrucks vernachlässigt wird, wird er ausführlich erläutert. Eine zweite wichtige Voraussetzung für ein erfolgreiches Projekt ist die Bereitstellung einer sorgfältig erhobenen und abgestimmten Datengrundlage. Erst dann entwickelt sich eine Fabrik in Stufen zunehmender Genauigkeit mit der Anordnung ihrer Betriebs- und Gebäudeeinrichtungen sowie Nutzflächen. Wegen der engen Verknüpfung von Produktions- und Gebäudeplanung wird hierzu der Ansatz der synergetischen Fabrikplanung vorgestellt, welcher die Vorgehensweise nach der einschlägigen VDI-Richtlinie 5200 und die Bauphasen nach HOAI (Honorarordnung für Architekten und Ingenieure) miteinander verknüpft.

Hans-Peter Wiendahl, Jürgen Reichardt, Peter Nyhuis

16. Projektmanagement

Zusammenfassung

Ein professionelles Projektmanagement bestimmt ganz maßgeblich den Erfolg eines Fabrikplanungsprojekts hinsichtlich funktionaler Erfüllung sowie Einhaltung des Zeit- und Kostenrahmens. Viele Manager unterschätzen die Komplexität dieser Aufgabe und glauben, diese zusätzlich zum Tagesgeschäft erledigen zu können, weil sie bereits andere Projekte bewältigt oder schon einmal privat gebaut haben. Oft sind dramatische Auswirkungen einer solchen Fehleinschätzung bis hin zur Gefährdung des gesamten Unternehmens die Folge. Für ein systematisches Vorgehen empfiehlt sich das im Folgenden behandelte Vorgehen, welches aufbauend auf der in Kapitel 15 entwickelten synergetischen Fabrikplanung die Projektorganisation und Vertragsgestaltung, ein striktes Zeit- und Kostenmanagement sowie den geschickten Einsatz moderner Planungswerkzeuge umfasst.

Hans-Peter Wiendahl, Jürgen Reichardt, Peter Nyhuis

17. Facility Management

Zusammenfassung

Wie bereits in Kapitel 16, „Projektmanagement”, ausgeführt, empfiehlt sich ein systematisches Vorgehen bei der Fabrikplanung – verbunden mit einer lückenlosen Dokumentation der Annahmen, Festlegungen und Entscheidungen über alle Planungsphasen hinweg. Die hierzu eingesetzten digitalen Werkzeuge der Informationsverarbeitung sollten Insellösungen vermeiden und jederzeit eine Zusammenschau aller aktuellen Teilprojekte aus Prozesssicht wie Bausicht ermöglichen. Noch vor wenigen Jahren verstand man unter Facility Management im Fabrikbau eine meist erst nach Erstellung des Projektes einsetzende reine Verwaltung der „as built”-Betriebsdaten. Unter Berücksichtigung der in den vorherigen Kapiteln angeführten Synergien von Planung und Ausführung wird Facility Management immer mehr zu einer den gesamten Lebenszyklus von Planung, Ausführung und Betrieb umfassenden Querschnittsfunktion. Durch die Möglichkeit unterschiedlicher fachlicher (z. B. Produktionsplaner, Architekt, Haustechniker) wie inhaltlicher (z. B. grob, fein) Sichten auf die zentral geführten gemeinsamen Daten kann ein Höchstmaß an laufender aktiver Abstimmung und Projekttransparenz über den gesamten Lebenszyklus erreicht werden.

Hans-Peter Wiendahl, Jürgen Reichardt, Peter Nyhuis

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