Handbuch Fabrikprojektierung

Der Begriff FABRIK wurde von fabrica (lat.) und fabrique (frz.) abgeleitet. Hierunter wurden die örtlich begrenzten Flächen zur Herstellung von Bauelementen für den Kirchen- bzw. Kathedralbau in Frankreich und etwas später in den deutschen Ländern verstanden. Jeder Kathedral- oder Kirchenbauplatz hatte eine fabrica als räumliche Stätte des produktiven Wirkens unterschiedlicher Berufsgruppen (Steinmetze, Schnitzer, Zimmerer, Steinformer, Gießer (bereits vor 1332 als Fabriker bezeichnet)). Seit dem 17. Jahrhundert wurde in den deutschen Ländern schon der Begriff FABRIK als gewerbliche Produktionsstätte oder Werkstatt und die Begriffe fabricare (lat.) und fabriquer (frz.) für das Herstellen, Fertigen, Bauen oder Zusammenbauen (Montieren) verwendet.

Produktion:

Gesamtheit von Technik, Organisation und Tätigkeit zur Neuherstellung, Wiederherstellung und Verwertung von nutzbaren Produkten.

Die Produktion wird durch die Fabrik in eine reale und sichtbare Form gebracht, Forderungen der Produktionsaufgabe werden in konkrete technische, räumliche und zeitliche Kategorien, Verhältnisse, Merkmale und Größen umgesetzt, die Produktion wird durch die Fabrik menschlich beherrschbar. Der methodische Weg von der Produktionsaufgabe bis zur produzierenden Fabrik erfolgt über die Planungsvorgaben zur Fabrik als Objekt und die Projektierung der Fabrikinhalte als Stätte der Produktion. Die Fabrikprojektierung ist systematisch und methodisch. Eine Systematisierung der Fabrik mit den Fabriksystemen ist für die Fabrikprojektierung eine unerlässliche Grundlage.

Produkte, die aufgrund ihrer Größe, ihres Umfanges und ihrer Besonderheiten nicht konstruiert werden können, sind zu projektieren. Das ist im Regelfall für komplexe und komplizierte Systeme als Anlagen bzw. Fabriken der Fall. Die Projektierung ist keine alleinige konstruierende, sondern eine entwicklungs- und konstruktionsorientierte, eigenständige Ingenieurdisziplin mit Technologiebezug. In Abhängigkeit des zu projektierenden Gegenstandes können die

Systemprojektierung (auch Anlagenprojektierung) für Einzelsysteme und die

Fabrikprojektierung für Systemkomplexe der Produktion

unterschieden werden.

Technologische Fabriksystemprojektierung:

Vorausschauendes, methodisches und systematisches Entwickeln, Entwerfen und Gestalten der Funktionen, Dimensionen und Strukturen der auf die Technologie der Produktion ausgerichteten Systeme der Fabrik.

Mit der durchgängigen Technologischen Fabriksystemprojektierung, Kapitel 5, liegen die Systemanforderungen an die räumliche und gestalterische Systemprojektierung soweit vor, dass das technologisch projektierte System in seine sogenannte End- und Realisierungsform durch die Trag-, Stütz- und Schutzfunktion gebracht werden kann. Bei dieser Projektierungsaufgabe sind fast alle Projektierungsaktivitäten vom Raum, von den baulichen Systemen, Abb. 5.123, von den Schutzsystemen, Abb. 5.124, und vom technologischen Wirken durch menschliche und technische Arbeit im Raum abhängig, Abb. 6.1. Es ergeben sich neue Gebiete, Relationen und Aktivitäten der Fabriksystemprojektierung, die einen zusätzlichen Einsatz von Spezialprojektanten und ein räumliches Denken erfordern.

Gesamtfabrik:

Gesamtheit der Aufgaben realisierenden Systeme, Wirkungsstätten und Beziehungen der Fabrik, die durch funktionelle Integration und eine bestimmte Investitionskostensumme an einem örtlich fixierten Standort ganzheitlich angestrebt wird.

Abführungsmaterial (AB-Material):

Gruppenbezeichnung für gebrauchtes Material, das nicht mehr als Produktmaterial, Betriebsstoff, Energieträger, Betriebsmittel oder Betriebsinformation im gleichen Fabriksystem oder im gleichen Fabrikraum direkt verwendet werden kann und zu entsorgen ist.

Absaugsystem:

Fabrikentsorgungssystem für die pneumatische und hydraulische Entfernung von Abführungsmaterial durch Saug- oder Saug- und Drucktechnik.

Arbeitsdichte (

d

A

):

Zur funktionsgerechten Arbeitsdurchführung eines Bezugssystems (Wirksystem, ↑ Arbeitssystem, Betriebsmittel- oder Systemgruppe) notwendige Menge von Arbeitskräften und Arbeitstätigkeiten sowie von Bedienstellen und Bedientätigkeiten.

Arbeitsgestaltung:

Beziehungsgestaltung und Optimierung für das Zusammenwirken von Mensch, Technik und Organisation in einem System zur Erfüllung von Aufgaben, Bedürfnissen und Schutzfunktionen in einer Fabrik durch Arbeit (i. A. DIN 33400).

Arbeitsplatzflächendimensionierung:

Aufgabe und Teilgebiet der Projektsynthese zur vorausschauenden funktionell-dimensionalen, beanspruchungs- und betreibungsgerechten Auslegung der Arbeitsplatzfläche von ↑ Arbeitssystemen.

Arbeitsraum (AR):

Zur gefährdungsfreien Realisierung von manueller Arbeit durch Arbeitskräfte und von technischer Arbeit durch technische Elemente notwendiger Raumanteil eines Systems, der aus Raumelementen besteht und unter Beachtung von menschlichen und technischen Bedingungen zu projektieren ist.

Arbeitssystem (AS):

Materiell-technisches System der Arbeit, in dem Arbeitskräfte (AK) direkt oder indirekt mit Arbeitsmitteln (AM) und Energieeinsatz in einem Arbeitsprozess so durch eine Arbeitsorganisation (AO) auf einen Arbeitsgegenstand (AG) in einem Arbeitsraum (AR) und einer räumlichen Arbeitsumwelt (AU) einwirken, dass am Arbeitsgegenstand eine gewollte Veränderung des Zustandes in den Produktionsstufen erreicht wird.

Bedarfsermittlung, Grundlagen:

Zielgerichtete Dimensionierung einer zukünftigen Anforderung für Bedarfsgruppen nach qualitativen und quantitativen Aspekten für die Systemprojektierung, den Systembetrieb und andere technologische Sachverhalte als Vorgabe für einen bestimmten Zeitpunkt, für einen bestimmten Zweck und für eine bestimmte Entwicklung.

Betriebsmitteldimensionierung:

Aufgabe und Teilgebiet der Projektsynthese zur vorausschauenden funktions-, beanspruchungs- und betreibungsgerechten Bestimmung der Betriebsmittel für ein definiertes System.

Betriebsmittelfluss:

Gesamtheit der einzelnen oder gruppierten, einmaligen oder mehrmaligen Betriebsmittelbewegungen über die Relationen der Quell- und anfordernden Zielorte der Fabrik, um eine Bereitstellung, Wirkungsnutzung und Erhaltung der Betriebsmittel zur Produktionsdurchführung zu sichern.

Betriebsstoffe (S):

Sammelbegriff für materielle Stoffe, ↑ Material und Unterstützungsmittel der Fabrik, die zum Betreiben und Erhalten der Fabriksysteme und Fabrikräume erforderlich sind, nicht als materieller Gegenstand in das Produkt eingehen, im Gebrauchszustand versorgt und nach dem Gebrauch als ↑ Abführungsmaterial entsorgt werden müssen.

Bewegungsbedarfsmengen:

Funktions-, beanspruchungs- und betreibungsgerechte Anforderungen der Flussgegenstände an die Bewegungsdimensionierung von Flusssystemen der Fabriksysteme, die vorausschauend als Projektierungsaktivität der Systemsynthese zu ermitteln sind.

Bewertung:

Charakterisierende Einschätzung, Beurteilung und Vergleich von Elementen, Systemen oder Sachverhalten als Grundlage einer Einordnung, Entscheidung oder Auswahl.

Brandschutzsystem:

Fabriksystem, das aufgrund von Brandlasten der Materialien sowie der System- und Bauwerkselemente erforderlich ist und die Fabrikpersonen, Fabriksysteme, Fabrikräume und Fabrikmaterialien vor einem Schaden durch Brand schützt. Es gehört zur Gruppe der Fabrikerhaltungssysteme.

Druckluftversorgungssystem:

Fabrikenergieflusssystem mit eigener Erzeugung, Bereitstellung und Verteilung von verdichteter atmosphärischer Luft im Gebrauchszustand (Druckluft) als arbeitsfähige Energie für Fabrikabnehmer.

Durchsatz:

Mit Bewegungen verbundene Gegenstandsmenge je Zeiteinheit einer Bezugseinheit (Flusssystem, Wirksystem, …), wobei die Bezugseinheit die Spezifik (Flusssystem-, Wirksystem-, …, Fabriksystemdurchsatz) kennzeichnet.

Fabrikgebäude:

Aus Bauelementen zur Erfüllung von Fabrikaufgaben zusammengefügtes technisches Raumbauwerk mit bestimmter Funktion, Dimension, Struktur und Gestalt zur umweltschützenden und arbeitssichernden Aufnahme von Personen, ortsfesten und ortsveränderlichen Elementen und Systemen der Fabrik.

Fabriklagersystem:

Technisch-räumliches Gebilde mit bestimmter Funktion, Dimension, Struktur und Gestalt zur bedarfsgerechten Entgegennahme (Sammeln), Aufbewahrung (Lagerung) und Abgabe (Verteilen) von materiellen Gegenständen für einen bestimmten Zweck der Fabrik.

Fabrikstandortbebauung:

Belegung der Fabrikstandortfläche durch Bauwerke.

Fabrikverkehrssystem:

Bewegungssystem der Fabrik zur Beförderung von Personen und Sachgütern auf dafür vorgesehenen Verkehrswegen.

Fertigungsform:

Nach technischen, räumlichen, zeitlichen oder organisatorischen Aspekten geordnete Aufbauform der Fertigung, die durch typische Grundformen vertreten wird, die Fertigungsorganisation beschreibt und Basis der Projektierung von Fertigungssystemen ist.

Feststoffentsorgung:

Aufgabengebiet von Fabriken zur Erfassung, Sammlung, Aufbereitung, Verwendung, Verwertung, Lagerung und zum Transport von zu entsorgenden Stuckgutern und ↑ Abfuhrungsmaterial.

Flexibilität:

Anpassungsfähigkeit von materiell-technischen Systemen und Systemelementen an variierende Aufgaben und Prozesse ohne Veränderung der Funktion, Dimension und Struktur.

Gefahrstoffe:

Stoffe und Gegenstände unterschiedlicher Zustandsformen, von denen durch ihre Herstellung, Nutzung, Veränderung, Lagerung, Bewegung oder Entsorgung eine Gefahr für Mensch, Natur und Technik ausgeht oder ausgehen kann.

Genehmigungsverfahren:

Behördlicher und fachrechtlicher Vorgang zur Prüfung, Zulassung, Bewilligung, Erlaubniserteilung und Ausführungsgenehmigung von vorgelegten Projektunterlagen für Fabrikinvestitionsvorhaben und den Betrieb von Fabriken, überwachungspflichtigen Fabriksystemen und Fabriksystemelementen.

Gesamtbetriebliche Fabrikbereiche:

Für den Fabrikbetrieb notwendige ultrastrukturelle Bereiche, die den Fabriksystemen nicht oder nur teilweise zugeordnet werden können, überwiegend gesamtbetriebliche Fabrikaufgaben erfüllen, durch menschliche, unternehmerische und staatliche Bedürfnisse entstehen, fabrikintern oder kooperativ in zentraler oder dezentraler Form realisierbar und durch Tätigkeitsorganisation zu regeln sind.

Gleichzeitigkeit:

Projektierungsgröße, die ein gleichzeitiges Arbeiten, Wirken, Fließen, Bedienen oder Verbrauchen der Elemente eines Systems und der Systeme einer Gesamtfabrik zum Ausdruck bringt.

Instandhaltung (IH):

Gesamtheit der technischen und organisatorischen Mittel, Vorgänge und Maßnahmen zur Erhaltung, Verbesserung und Wiederherstellung des Funktions-, Leistungs- und Güteniveaus von materiellen Objekten während ihrer Wirkungs- und Lebenszeit durch Wartung, Inspektion und Instandsetzung.

Integration:

Herstellen der Systemganzheit durch Einbeziehung, Vereinigung, Zusammenschluss, Vervollständigung oder Ergänzung und Erreichen eines Systemgefüges durch Verbindung oder Verschmelzung von Systemteilen.

Kapitalbedarf:

Geldwertmenge, die zur Realisierung von Fabrikinvestitionen und zum Anlauf des Fabrikneubetriebes für Lieferungen, Leistungen und Abgaben insgesamt bereitgestellt werden muss.

Kennzahl:

Angabe zur quantitativen und qualitativen Bewertung und Charakterisierung definierter Merkmale oder Merkmalsbeziehungen und Grundlage von Methoden der Kennzahlenprojektierung.

Kombinatorik:

1. Mathematische Lehre von den möglichen Zusammenstellungen und Anordnungen gegebener Sachverhalte (Elemente, Teilsysteme, Systeme). 2. Mathematische Grundlage zur Berechnung der Anzahl von Projektierungslösungen, Projektierungsvarianten und Neuerungen durch Variieren und Kombinieren.

Kooperation:

Durch Arbeitsteilung hervorgerufene Beziehungen zwischen Partnern.

Layoutprojektierung:

Gestalterisches Projektierungsgebiet für das flächenmäßige, räumliche, konturhafte und grafische Darstellen sowie zur Lösungsfixierung von strukturell anzuordnenden Elementen oder Teilen eines Systems auf einer Ebene.

Lichtversorgung:

Erzeugung, Bereitstellung und Verteilung einer Belichtung durch Beleuchtungssysteme für das gefahrlose und sichere Betreiben von Systemen und Räumen der Fabrik durch Personen (↑ Personenfluss).

Luftversorgung:

Aufbereitung, Bereitstellung und Verteilung von konditionierter Luft für das Betreiben von Systemen und Räumen der Fabrik unter Beachtung menschlicher Bedürfnisse.

Maschinenaufstellung:

Anordnung, Kraft sichernde und schwingungsdämpfende Befestigung von Systemelementen am projektierten Aufstellungsort.

Material:

Sammelbegriff für materielle Gegenstände der Produktion und des Materialflusses, die als Arbeitsgegenstand bis zum endgültigen Produkt be- und verarbeitet oder als Betreibungsgegenstand für die Versorgung, Entsorgung und Erhaltung der Produktion in der Fabrik gebraucht und verbraucht werden.

Materialflusstechnik:

Technikgebiet, das ein Fließen von materiellen Gegenständen zwischen Start- und Zielorten durch Bewegungen beinhaltet.

Optimierung:

Tätigkeitsgebiet zur methodischen Erarbeitung von optimalen Lösungen, die unter Einbeziehung von variablen Einflussfaktoren und Optimierungsmodellen möglich sind.

Personalbedarfsermittlung:

Teilgebiet der Projektsynthese zur vorausschauenden funktionellen, dimensionellen und strukturellen Bestimmung der erforderlichen Personen für den Betrieb eines definierten Systems und der Gesamtfabrik.

Personenfluss:

Gesamtheit der einzelnen oder gruppierten, ein- oder mehrmaligen Personenbewegungen über die Relationen der Fabrik, um eine wirksame Fabrikarbeit oder eine sanitäre und soziale Bedürfnisbefriedigung der Personen in der Fabrik zu sichern.

Produktflusssystemfläche:

Gesamtfläche eines Produktflusssystems und Teilfläche von technologischen Fabriksystemen, die unter Beachtung von Schutzgüteanforderungen zu dimensionieren und durch die Flächenprojektierung im System-Layout nachzuweisen ist.

Produktflusssystemraum:

Gesamtheit von Belegungs- und Bewegungsraum der Teilsysteme eines Produktflusssystems und Teilraum von technologischen Fabriksystemen.

Projektierungsgrundsätze:

Gesetzmäßigkeiten, Prinzipien oder Regeln als Ergebnis theoretischer und praktischer Analysen bestimmter Vorgänge zur Objektivierung der Projektierung, i. A. ROCKSTROH.

Projektierungsprogramm:

Gesamtheit von Merkmalen und Merkmalsausprägungen, die gezielt auf die Projektierung von Systemen ausgerichtet sind und die Systemaufgabe definieren. Zu unterscheiden sind technologische, konstruktive und gestalterische Projektierungsprogramme für jedes zu projektierende System.

Projektierungssinnbild:

Vereinfachte Modellbilddarstellung ohne Maßstab mit einer bestimmten, abstrakten und wiederholbaren Projektierungsaussage zu einem definierten Zweck.

Relationen:

Sachlich notwendige Verbindungen für den strukturellen Zusammenhalt und zur Anbindung eines Systems.

Rohrleitungssystem:

Flusssystem für die Sammel- und Verteilungsbewegung von flüssigen und gasförmigen Stoffen in umhüllten Konstruktionen mit Pumpen für die Flüssigkeitsbewegung, mit Verdichtern für die Gasbewegung, Abscheidern und Filtern für die Sicherung der Stoffreinheitsqualität sowie mit Ein- und Anbauten für die Flusssystembetreibung.

Schutzgüte:

Qualitative und quantitative Aussage zu den Projektierungslösungen und über die Vorbeugungsmaßnahmen zum Schutz von Personen, Objekten, Elementen und Systemen der Fabrik sowie der Fabrikumwelt gegen interne, externe, ungewollte und gewollte (gewaltsame) Gefahren jeglicher Art.

Speicherbedarfsmengen:

Funktions- und betreibungsgerechte Auslegungsanforderung an die Speicher von Flusssystemen.

Speicherdimensionierung:

Aufgabe und Teilgebiet der Systemsynthese zur funktions-, beanspruchungs- und betreibungsgerechten Auslegung der Speicher eines Flusssystems von Fabriksystemen.

System:

(griech.: Systema): 1. Ein Ganzes, eine Vereinigung, eine Zusammenstellung. 2. Menge von Elementen M (Objekte, Gebilde) zwischen denen ganz bestimmte Relationen R bestehen (Sy = [M, R], WINTGEN 1968), KLAUS u. BUHR (1974). 3. Systeme der Fabrik: Materiell-technisches Gebilde mit bestimmter Funktion, Dimension und Struktur, in denen die Aufgaben realisierenden Prozesse der Fabrik ablaufen.

Technologische Vereinheitlichung:

Aufgabe und Zielstellung der Projektierung zur Erreichung von technologiebezogenen Ähnlichkeitsmerkmalen, Vereinfachungen und Einheitlichkeitspotentialen von Produktgruppen und Systemen.

Technologische Zeiten:

Zeitlicher Aufwand für technologische Prozessvorgänge und Prozessrelationen in Systemen.

Typenvertreter:

Repräsentativer Alleinvertreter einer Sachgruppe in der Planung und Projektierung, der mit seinen Merkmalen, Merkmalsausprägungen und Merkmalsbeziehungen alle Elemente der Gruppe vertritt, für die er bestimmt wurde. Synonym für Gruppenvertreter.

Variabilität:

Technische Eigenschaft eines Systems, durch Strukturveränderungen sich den ändernden Systemaufgaben anpassen zu können.

Wärmeenergieversorgung:

Erzeugung, Bereitstellung und Verteilung von thermischer Energie (Wärme) für das Betreiben von Systemen und Räumen (Kurzbegriff: Wärmeversorgung)

Zeitfonds (ZF):

Zeitvermögen eines technischen Elementes, einer Arbeitsperson oder eines Systems zur bestimmten Zwecknutzung, Bedarfsermittlung, Bewertung oder zum Vergleich für einen definierten Bezugszeitraum.