Fabrikbetriebslehre 1

Die Produktion ist von essenzieller Bedeutung für den Wirtschaftsstandort Deutschland. Entgegen der Annahme vieler Volkswirte wurde ihr Beitrag zum bundesweiten Bruttoinlandsprodukt auch langfristig nicht geschmälert. Neben der Bereitstellung zahlreicher Arbeitsplätze liefert sie entscheidende Beiträge zur Produktivität, zum Export sowie zur Forschung & Entwicklung. Deutlich wurde ihre Bedeutung während der weltweiten Finanzkrise in den Jahren 2007 und 2008, als Deutschland (mit einem hohen Industrieanteil) sich vergleichsweise schnell von den Auswirkungen erholen konnte, während andere Länder (z. B. Frankreich, mit einem niedrigen Industrieanteil) heute noch die Folgen spüren. Auch die großen umweltpolitischen Herausforderungen unserer Zeit, der Klimawandel und die Ressourcenverknappung, erfordern weiterhin das Know-how der Industrie in einem hochentwickelten Land wie Deutschland. Dieses Kapitel führt in das Lehrbuch Fabrikbetriebslehre I – Management in der Produktion ein. Es beginnt mit der Einordnung der Fabrikbetriebslehre in den Gesamtkontext der Wissenschaften. Darauf folgt eine Vorstellung der Historie der Produktion, die sich im Wesentlichen in die vorindustrielle und industrielle Produktion unterteilt. Den Anschluss bildet eine Erläuterung der volkswirtschaftlichen Bedeutung der Produktion bezogen auf den Wirtschaftsstandort Deutschland. Die sechs Haupttreiber der heutigen Produktion sowie die zentralen Herausforderungen an Unternehmen werden herausgearbeitet. Abschließend behandelt das Kapitel heute verbreitete Verbesserungsphilosophien.

Dieses Kapitel behandelt den betriebs- und volkswirtschaftlichen Kontext produzierender Unternehmen und erläutert Strategien, Ziele und Strukturen produzierender Unternehmen näher. Zunächst wird die Produktion als Leistungseinheit in die volkswirtschaftliche Leistungserstellung eingeordnet und deren Bedeutung dargestellt. Den Anschluss bildet eine Übersicht zu den Rechtsformen produzierender Unternehmen. Darauf folgend warden Aufbau- und Ablauforganisation eines Produktionsunternehmens anhand des St. Galler Management-Modells und des Stuttgarter Unternehmensmodells Ansätze beschrieben, die einen ganzheitlichen und generischen Rahmen liefern. Den Abschluss bilden Strategien und Ziele, die aus verschiedenen Perspektiven und auf unterschiedlichen Ebenen des Unternehmens diskutiert werden. Im Wertschöpfungsmodell der Produktion (Abschn. 2.4.3.3) behandelt die Produktionsstrategie die Ebenen Produktionsnetz und Fabrik (Strukturperspektive). Sie betrachtet (und gestaltet) den Wertschöpfungsprozess (Prozessperspektive). Die Produktionsstrategie gestaltet zunächst das Unternehmen, im laufenden Betrieb ist die erarbeitete Strategie dann konsequent umzusetzen (Systemperspektive). Abb. 2.1 visualisiert den Betrachtungsgegenstand.

Dieses Kapitel stellt die grundlegenden Aspekte der Innovation und Entwicklung von Industriegütern vor. Zu Beginn stehen die wichtigsten Grundbegriffe, Rahmenbedingungen sowie Herausforderungen. Anhand des im späteren Verlauf eingeführten V-Modells werden weiterhin verschiedene Methoden für eine effektive Produktentwicklung erläutert. Den Abschluss bildet die Erläuterung von IT-Werkzeugen. Im Wertschöpfungsmodell der Produktion (Kap. 2) behandelt das Kapitel Innovation und Entwicklung von Produkten die Ebenen Fabrik (z. B. durch Umbau der Fabrik für ein neues Produkt) sowie Produktionsnetzwerk (z. B. durch Lieferantenauswahl) (Strukturperspektive). Die Entwicklung von Produkten gilt als Wertschöpfungsprozess (Prozessperspektive). Also betrifft sie sowohl den Betrieb (insbesondere bei auftragsspezifischer Produktentwicklung) als auch die Produktionsgestaltung (Systemperspektive). Abb. 3.1 visualisiert den Betrachtungsgegenstand.

Dieses Kapitel stellt Grundlagen der Fabrikplanung vor. Aufbauend auf die Einführung und Auflistung relevanter Definitionen beantwortet das Kapitel die Fragen nach dem Warum (Treiber der Fabrikplanung), dem Was (Aufgabenfelder und Fabriktypen) und dem Wie (Projektvorgehen und Werkzeuge). Den Abschluss bildet ein Ausblick. Dabei liegt der besondere Fokus auf der Komplexität der Planungsaufgaben und weniger auf den relevanten Methoden. Der Begriff Fabrik wird in diesem Zusammenhang verstanden als Lokalität (Standort), in der aus angelieferten Rohmaterialien und/oder Vormaterialen unter Anwendung unterschiedlichster Bearbeitungsverfahren wertschöpfend Fertigwaren entstehen. Gleichzeitig ist die Fabrik der Ort, an dem Betriebsmittel zu Produktionsanlagen konfiguriert und daraus Produktionssegmente gebildet werden. Über den jeweiligen Standort hinaus bildet sie einen Knotenpunkt eines Produktionsnetzes.

Im Wertschöpfungsmodell der Produktion (Kap. 2) behandelt die Fabrikplanung also die Ebenen vom Arbeitssystem bis zum Produktionsnetzwerk (Strukturperspektive) und gestaltet hierbei den Wertschöpfungsprozess (Prozessperspektive). Der Terminus Planung beschreibt darüber hinaus den Gestaltungsprozess unterschiedlichster komplexer Segmente und deren interne Verzahnung zu einem Gesamtkonstrukt (Systemperspektive). Abb. 4.1 visualisiert den Betrachtungsgegenstand.

Dieses Kapitel behandelt Fertigungs- und Montagesysteme. Es beginnt mit den drei wesentlichen Grundlagen: Dem Systemmodell der Fertigung und Montage, das die wesentlichen Elemente beschreibt, die ein wirkungsvolles Betreiben der Fertigungs- und Montageprozesse ermöglichen. Die zur Herstellung erforderlichen Prozessketten sowie die zur Fertigung und Montage heute üblichen Organisationsformen (Produktionsarten und -prinzipien). Die darauf aufbauend erläuterte Fertigungs- und Montagesystemplanung systematisiert die Gestaltung in einzelne aufeinander aufbauende Schritte. Ein Ausblick schließt das Kapitel ab.

Im Wertschöpfungsmodell der Produktion (Kap. 2) behandelt die Fertigungs-und Montagesystemplanung die Ebenen vom Produktionsprozess bis zum Produktionsfraktal (Strukturperspektive). Sie betrachtet (und gestaltet) den Wertschöpfungsprozess (Prozessperspektive). Nach klassischem Verständnis betrifft sie lediglich die Systemgestaltung, da diese Prozessgestaltung lediglich einmalig erfolgt (Systemperspektive). Abb. 5.1 visualisiert den Betrachtungsgegenstand.

Dieses Kapitel behandelt die Arbeitsplanung als einen Bestandteil der Arbeitsvorbereitung. Die geschichtliche Entwicklung der Arbeitsplanung und die notwendigen Definitionen leiten das Kapitel ein. Darauf aufbauend werden die kurzfristigen Aufgaben der Arbeitsplanung (Stücklistenverarbeitung, Arbeitsplanerstellung, Maschinenprogrammierung und Fertigungshilfsmittelauswahl) mit Schwerpunkt auf der Arbeitsplanerstellung erläutert. Eine Beschreibung der heute eingesetzten IT-Werkzeuge sowie ein Ausblick schließen das Kapitel.

Im Wertschöpfungsmodell der Produktion (Kap. 2) behandelt die Arbeitsplanung die Ebenen vom Produktionsprozess bis zum Produktionsfraktal (Strukturperspektive). Die Arbeitsplanung betrachtet (und gestaltet) den Wertschöpfungsprozess (Prozessperspektive). Nach klassischem Verständnis betrifft sie lediglich die Systemgestaltung, da diese Prozessgestaltung nur einmalig erfolgt (Systemperspektive). Abb. 6.1 visualisiert den Betrachtungsgegenstand.

Dieses Kapitel behandelt das Auftragsmanagement (AM), also die Planung und Steuerung der Aufträge und Ressourcen entlang der Wertschöpfungskette Beschaffung, Produktion, Absatz. Die Kapitelstruktur folgt den Fragen Warum?, Wozu?, Was?, Womit? und Wie?: Eine inhaltliche Einführung mit kurzem historischem Abriss erklärt das ‚Warum?‘ sowie die für das Verständnis notwendigen Begriffsdefinitionen. Darauf aufbauend beschreibt das zur Planung und Steuerung erforderliche logistische Grundverständnis das ‚Wozu?‘. Die anschließende Beschreibung erläutert das ‚Was?‘, unterteilt in die innerbetriebliche Planung und Steuerung, also der Produktionsplanung und -steuerung (PPS), und die überbetriebliche Planung und Steuerung, also das Supply Chain Management (SCM). Eine kurze Übersicht über die heute eingesetzten IT-Werkzeuge (Womit?), des Projektvorgehens zur Einführung (Wie?) sowie ein Ausblick schließen das Kapitel.

Im Wertschöpfungsmodell der Produktion (Kap. 2) behandelt das Auftragsmanagement die Ebenen vom Arbeitssystem bis zum Produktionsnetz (Strukturperspektive). Mit der Planung und Steuerung der Kundenaufträge führt das Auftragsmanagement die Wertschöpfung operativ, gehört also zu den Führungsprozessen (Prozessperspektive). Also betrifft das Auftragsmanagement zunächst den Betrieb, außerdem auch die Produktionsgestaltung (Systemperspektive). Abb. 7.1 visualisiert den Betrachtungsgegenstand.

Dieses Kapitel behandelt Ganzheitliche Produktionssysteme (GPS) als zentralen Baustein der operativen Führung produzierender Unternehmen. Die Kapitelstruktur folgt den Fragen Wozu?, Womit? und Wie?: Eine inhaltliche Einführung mit kurzem historischem Abriss erklärt das ‚Wozu sind Ganzheitliche Produktionssystem notwendig?‘ sowie die für das Verständnis notwendigen Begriffsdefinitionen. Aufbauend auf den Grundüberlegungen zur Führung in Ganzheitlichen Produktionssystemen sowie Kennzahlen als Führungsinstrument beschreiben die GPS-Prinzipien und -Methoden, also das ‚Womit wird gearbeitet?‘. Das Einführungsvorgehen (Wie kann ein GPS eingeführt werden?) sowie ein Ausblick schließen das Kapitel.

Im Wertschöpfungsmodell der Produktion (Kap. 2) behandeln GPS die Ebenen vom Arbeitssystem bis zur Fabrik (Strukturperspektive). GPS führen die Wertschöpfung operativ, gehören also zu den Führungsprozessen (Prozessperspektive). GPS beziehen sich zunächst auf den Betrieb, durch die Verbesserungsaktivitäten schließen diese außerdem auch die Produktionsgestaltung mit ein (Systemperspektive). Abb. 8.1 visualisiert den Betrachtungsgegenstand.

Dieses Kapitel stellt die Grundzüge der Wertstrommethode vor, beginnend mit einer Einführung in die Besonderheiten der Wertstromperspektive. Der Abschnitt zur Wertstromanalyse zeigt, wie der Ist-Zustand einer Fabrik sehr effizient ermittelt, dargestellt und bewertet werden kann. Der Abschnitt zur Wertstromdesign zeigt, wie nach acht Gestaltungsrichtlinien systematisch ein idealer Soll-Zustand konzipiert werden kann. Der Abschnitt zur wertstromorientierten Layoutplanung zeigt, wie nach zwei Strukturierungsrichtlinien ein wertstromorientiertes Layout entwickelt werden kann. Der Ausblick geht kurz auf die künftige Bedeutung der Methode ein.

Bezogen auf das in Kap. 2 vorgestellte Wertschöpfungsmodell analysiert und gestaltet die Wertstrommethode die Wertschöpfungsprozesse sowie die dazu gehörenden, operativen Planungs- und Steuerungsprozesse (Führungsprozesse). Dabei liegt der Schwerpunkt auf den Ebenen Arbeitssystem und Produktionsfraktal (Abb. 9.1).