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Effizienzsteigerung und Fabrikplanung Seminarmanuskript

19. Mai 2015 Seite 1

Effizienzsteigerung und Fabrikplanung

Fabrikplanung zur Prozessoptimierung nutzen

Seminarmanuskript

19. Mai 2015

ITO Gesellschaft für Industrielle Technik und Organisation Hamletstraße 11 · D-70563 Stuttgart Telefon (07 11) 68 71 06-3 Telefax (07 11) 68 71 06-42 [email protected]

Effizienzsteigerung und Fabrikplanung Seminarmanuskript


Inhaltsverzeichnis

1 Fabrikplanung zur Prozessoptimierung nutzen 3

2 Integration neuer Produktions- und Logistikkonzepte 4

3 Fabrikplanung zur Effizienzsteigerung nutzen 6

4 Layout: Integrierte Fabrik-, Logistik- und Prozessplanung 8

5 Shop Floor – Fenster des Unternehmens 11

6 Erfolgsfaktoren einer erfolgreichen Fabrikplanung 13

7 Abbildungsnachweis 15

Effizienzsteigerung und Fabrikplanung Seminarvorlage


1 Fabrikplanung zur Prozessoptimierung nutzen

Unproduktive Fabriken gefährden die Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens. Kurzzyklische Produkt-/Prozessinnovationen und Kapazitätsanpassungen sowie steigender Kostendruck und Produktionsverlagerungen machen eine beständige Überprüfung und Umgestaltung der Standortstruktur und Betriebsstätten notwendig (siehe Bild 1).

Bild 1: Kontinuierliche Standort- und Betriebsstättenanpassung

Neubau

„Grüne Wiese“

Um-/

Erweiterungsbau

Standort-

Revitalisierung

• Erschließung neuer Märkte/Kunden

• Einführung neuer Produkte/Varianten

• Veränderung der Stückzahlen

• Innovation der Produktionstechnologie

• Reorganisation der Produktions- und

Logistikprozesse

• Integration von Lieferanten/Dienstleistern

• Wandel der Standortbedingungen

- Vergleich der Lohnkosten

- Verfügbarkeit von Arbeitskräften

- Gesellschaftspolitisches Umfeld






Logistikprozesse






Neubau

„Grüne Wiese“

Um-/

Erweiterungsbau

Standort-

Revitalisierung

Neubau

„Grüne Wiese“

Um-/

Erweiterungsbau

Standort-

Revitalisierung






Logistikprozesse











Logistikprozesse








2 Integration neuer Produktions- und Logistikkonzepte

Die Neu- und Umplanung einer Fabrik stellt einen tiefgreifenden Umbruch in einem Unternehmen dar. Dies bietet die Chance, mit neuen Methoden des Produktions- und Logistikmanagements in der neu geplanten Fabrik einen Veränderungsprozess einzuleiten und die Wettbewerbsfähigkeit zu steigern (siehe Bild 2). Dafür ist eine konsequente Planung von „Innen nach Außen“, also eine gezielte Ausrichtung der Fabrikgestaltung am Produktions- und Logistikstandort, notwendig.

Bild 2: Integration neuer Produktions- und Logistikkonzepte

Fraktale Fabrik: Autonome Betriebseinheiten

segmentiert nach Produkten und Märkten

Flussorientierung:

Gestaltung als kontinuierlicher Fertigungsfluss

Neuproduktanlauf ohne Produktionsstörung

Wechselflächen

Mobilität: Beweglichkeit von

Arbeitssystemen (Plug an Produce)

Nutzungsneutralität: Flexible Flächennutzung

für Produktions- und Logistikfunktionen

Kundenbeauftragung

„Vom Kunden auf die Werkbank“

Prozessorientiereung:

Gestaltung als Produktions-/ Logistikkette

Just in Time / Just in Sequence

Direktanlieferung an Arbeitssystem/-platz

Integration

Externe Dienstleister und Lieferanten

Flächenbedarf

Flexibilität

Durchlaufzeit

Handling



Flussorientierung:



Wechselflächen





Kundenbeauftragung






Integration




Flussorientierung:



Wechselflächen





Kundenbeauftragung






Integration


Flächenbedarf

Flexibilität

Durchlaufzeit

Handling

Flächenbedarf

Flexibilität

Durchlaufzeit

Handling



Neben dem Wertschöpfungsprozess wird die Effizienz der Fabrik durch das Logistikkonzept bestimmt. Durch die konsequente Optimierung der logistischen Kette vom Lieferanten bis zum Kunden lassen sich Durchlaufzeit, Transport/Handling und Bestände minimieren (siehe Bild 3). Der Materialfluss wird als integraler Bestandteil des Produktionsprozesses mit dem Layout geplant und optimiert.

Bild 3: Optimierung der logistischen Kette

Ku

nd

e

Lie

fera

nt

Just in Time/Just in Sequence

Verbrauchssteuerung/KANBAN

One Piece Flow

Einsatz von Logistikdienstleistern

Material-Direktanlieferung

Anlieferbehälter= Bereitstellbehälter

Reduzierung der Puffer/Lagerstufen

Verkürzung der Transportwege

Vermeidung manuelles Handling

Leergutabwicklung

Material undMaterial und

InformationInformation

im Flussim Fluss

Halle 4

Blocklager

PufferWE

Entladung Einlagerung

FIFO

Umpacken in

WaschrungenBereitstellpuffer

Leer-Rungenvon Halle 3Bereitstellpuffer

Rungenzu WBK

Bereitstellpuffer

Leer-GB

Bereitstellpuffer

GB

Transport

LKW

Auslagerung

FIFOBeladung

Beladung Lager Leer-GB

Transport

Transport

LKW

1 4

Werk 1

Lief. 1

Lief. 2

Lief. 3

Werk 2

Werk 1

Lief. 4

Lief. 5

Werk 2

Ku

nd

eK

un

de

Lie

fera

nt

Lie

fera

nt



One Piece Flow







Leergutabwicklung



im Flussim Fluss



One Piece Flow







Leergutabwicklung



im Flussim Fluss

Halle 4

Blocklager

PufferWE


FIFO

Umpacken in



Rungenzu WBK

Bereitstellpuffer

Leer-GB

Bereitstellpuffer

GB

Transport

LKW

Auslagerung

FIFOBeladung


Transport

Transport

LKW

1 4

Werk 1

Lief. 1

Lief. 2

Lief. 3

Werk 2

Werk 1

Lief. 4

Lief. 5

Werk 2

Halle 4

Blocklager

PufferWE

PufferWE


FIFO

Umpacken in



Rungenzu WBK

Bereitstellpuffer

Leer-GB

Bereitstellpuffer

GB

Transport

LKW

Auslagerung

FIFOBeladung


Transport

Transport

LKW

1 4

Werk 1

Lief. 1

Lief. 2

Lief. 3

Werk 2

Werk 1

Lief. 4

Lief. 5

Werk 2



3 Fabrikplanung zur Effizienzsteigerung nutzen

Mit der Umgestaltung der Produktions- und Logistikprozesse im Rahmen der Fabrikplanung sollen die Möglichkeiten und Potentiale zur Steigerung von Effizienz und Produktivität genutzt werden (siehe Bild 4). Bei der Kapazitätsplanung und Dimensionierung sind die bisherigen Annahmen und vorhandenen Daten zu überprüfen. Dies trifft insbesondere auf die Leistungstiefen, Fertigungszeiten und Betriebszeiten zu.

Bild 4: Gestaltungsfelder nachhaltiger Produktivitätssteigerung

Aktualisierung der Fertigungszeiten

Optimierung der Leistungstiefe

Prozess- und Qualitätssicherung

Gestaltung der Arbeitsplätze

Wirtschaftliche Mechanisierung/Automatisierung

Planung des Layouts

Standardisierung von Methode und Prozess

Kontrolle der Produktivität

Steigerung der Anlagennutzung

Gestaltung des Materialflusses

Aktualisierung der Fertigungszeiten

Optimierung der Leistungstiefe

Prozess- und Qualitätssicherung

Gestaltung der Arbeitsplätze

Wirtschaftliche Mechanisierung/Automatisierung

Planung des Layouts

Standardisierung von Methode und Prozess

Kontrolle der Produktivität

Steigerung der Anlagennutzung

Gestaltung des Materialflusses



Bei einer einschichtigen Nutzung der Fertigungseinrichtungen beträgt die Betriebszeit weniger als 25% eines Jahres. Durch flexible Arbeitszeitmodelle kann die Betriebszeit und Fertigungskapazität ohne zusätzliche Investitionen drastisch erweitert und an die Kundenanforderungen angepasst werden. In der vereinbarten Betriebszeit lässt sich der Nutzungsgrad der Maschinen und Anlagen durch organisatorische und technische Maßnahmen weiter steigern (siehe Bild 5).

Bild 5: Potentiale zur Steigerung der Anlagennutzung

20% Nutzungszeit

Anlaufplanung

Instandhaltung

Rüstplanung

Prozesssicherung

Mitarbeiterschulung

60%

Nu

tzu

ng

sg

rad

Anlagennutzung

Rüstzeitverkürzung

Störungsreduzierung

Leerlauf-/Wartezeitreduzierung

Ausschuss-/Nacharbeitsvermeidung

Geschwindigkeitsmaximierung

Schichtarbeit

Pausendurchlauf

Wochenendarbeit

Urlaubs-/Krankheitsvertretung

Auslastungsglättung

Team

org

anis

atio

n

Fle

xible

Arb

eits

zeite

n

Betrie

bsv

ere

inbaru

ngen

Aut

omat

isie

rung

Pla

nung

und

Ste

ueru

ng

20% Nutzungszeit

Anlaufplanung

Instandhaltung

Rüstplanung

Prozesssicherung

Mitarbeiterschulung

Anlaufplanung

Instandhaltung

Rüstplanung

Prozesssicherung

Mitarbeiterschulung

60%

Nu

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Anlagennutzung

Rüstzeitverkürzung

Störungsreduzierung

Leerlauf-/Wartezeitreduzierung

Ausschuss-/Nacharbeitsvermeidung

Geschwindigkeitsmaximierung

Schichtarbeit

Pausendurchlauf

Wochenendarbeit

Urlaubs-/Krankheitsvertretung

Auslastungsglättung

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4 Layout: Integrierte Fabrik-, Logistik- und Prozessplanung

Bei der Fabrikplanung und der Produktivitätssteigerung kommt dem Layout eine Schlüsselrolle zu. Einerseits veranschaulicht es ganzheitlich die Fabrikgestaltung und stellt zur Umsetzung in der Gebäudeplanung eine verbindliche Beschreibung der Gestaltungsanforderungen zur Verfügung. Andererseits ist es ein bewährtes Werkzeug zur Optimierung der Produktions- und Logistikprozesse und wird so zum Vehikel eines wettbewerbsfähigen Produktionsmanagements (siehe Bild 6).

Die Layoutplanung stellt eine integrierte Prozess-, Logistik- und Fabrikplanung sicher. In der Sprache des Layouts denken und planen die Praktiker im Produktionsbetrieb. Es visualisiert die Gestaltungsmaßnahmen und dient als Instrument zur Einbindung der Betroffenen vor Ort. Damit wird das Know How der Praktiker genutzt sowie die Akzeptanz und nachhaltige Anwendung der Ergebnisse sichergestellt.

Bild 6: Ziele der Layoutplanung

Ziele der Layoutplanung

Standardisierung der Prozesse

Gewährleistung der Flexibilität

Verbesserung der Flächenproduktivität

Transparenz und Ordnung

Reduzierung der Durchlaufzeit

Optimierung des Materialflusses

















One Piece Flow, Just In Time und KAIZEN sind viel versprechende Ansätze zur Steigerung der Effizienz in der Fertigung. Aber werden sie auch von den Führungskräften und Mitarbeitern in der Werkstatt angenommen und nachhaltig angewendet? Erfolgreicher sind neue Methoden des Produktionsmanagements, wenn man sie mit der traditionellen Gestaltungsaufgabe der Fertigung verknüpft, der Layoutplanung. Die Visualisierung der Gestaltungsmaßnahmen im Fertigungslayout stellt zur Umsetzung eine verbindliche Handlungsanleitung zur Verfügung und schafft die Basis für die kontinuierliche Verbesserung.

Ein wesentliches Element eines wettbewerbsfähigen Produktionsmanagements ist die Standardisierung der Fertigungsprozesse. Bei der Fabrikplanung müssen vorhandene Standards aufgegriffen und die Standardisierung weiter entwickelt werden. Mit dem Einhalten der Standards werden Fehler vermieden, sichere Prozesse gewährleistet und eine gleichmäßige Leistung erreicht. Jede gestalterische Verbesserung endet mit einer Standardisierung. Die Dokumentation des Standards im Layout dient zur Diskussion und Schulung der Abläufe und Gestaltungsregeln und macht die nachhaltige Einhaltung der vereinbarten Standards überprüfbar. Die Gestaltung der Arbeitsplätze ist eine „Layoutplanung“ im Mikrosystem der Fertigung. Im Bild 7 wird die Arbeitsplatzstandardisierung an einem Beispiel aufgezeigt.

Bild 7: Standardisierung der Arbeitsplatzgestaltung

Sitz-Steh-Arbeitsplatz

Tischhöhe: 1000 mm, bei leichter Montagetätigkeit,

Vorrichtungen bis 100 mm Höhe, kleiner Mitarbeiter

Bereitstellwagen

Großbehälter 600X400XHöhe mm

Arbeitsanweisung

Ablage Vorrat Fertigungsaufträge

Unterer Schrägabblage im Sitzen erreichbar

Behälter mittel (150X230X70 mm), Geräte

2 Kleinbehältersets auf Tischebene

Kleinteile in angepassten Behältern

Ggf. Kleinbehälterset an Schwenkarm

Unterschrank Breite 400/300 mm

Werkzeug, Hilfs- und Betriebsstoffe, Privatlade Ablageebenen für Vorrichtungen bei Bedarf

Obere Schrägabblage im Stehen erreichbar


Sitz-Steh-Arbeitsplatz

Tischhöhe: 1000 mm, bei leichter Montagetätigkeit,

Vorrichtungen bis 100 mm Höhe, kleiner Mitarbeiter

Bereitstellwagen


Arbeitsanweisung











Bereitstellwagen


Arbeitsanweisung












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Neue Produkte und Prozesse, Kapazitätsanpassungen, Standortverlagerungen sowie Um- und Neubauten machen eine kontinuierliche Anpassung des Fertigungslayouts notwendig. Hier gilt es, die Layoutplanung als Chance zur Optimierung der Abläufe, Reduzierung der Durchlaufzeit und Steigerung der Produktivität zu nutzen. Die Layoutoptimierung lässt sich in überschaubare Kurzprojekte gliedern (siehe Bild 8). Das Layout betrifft alle, die in der Fertigung Verantwortung tragen. Durch Workshops können sie in die Gestaltung eingebunden werden. Damit wird das Know How der Praktiker genutzt sowie eine schnelle Umsetzung und nachhaltige Anwendung der Ergebnisse sichergestellt.

Bild 8: Layoutoptimierung in fünf Tagen

1 Tag

Zielsetzung

Schwachstellen

Verschwendung

Benchmarking

Produktionsprogramm

Bestandsaufnahme

Fertigungsstruktur

Prozessgestaltung

Logistikkonzept

Arbeitsplatzgestaltung

Dimensionierung

Gestaltung

Materialfluss

Maschineaufstellung

Wirtschaftlichkeit

Nutzwertanalyse

Umsetzungsplan

Bewertung

3 Tage 1 Tage

IST-LAYOUT SOLL-LAYOUT UMSETZUNG

1 Tag

Zielsetzung

Schwachstellen

Verschwendung

Benchmarking

Produktionsprogramm

Bestandsaufnahme

Fertigungsstruktur

Prozessgestaltung

Logistikkonzept


Dimensionierung

Gestaltung

Materialfluss

Maschineaufstellung

Wirtschaftlichkeit

Nutzwertanalyse

Umsetzungsplan

Bewertung

3 Tage 1 Tage


1 Tag

Zielsetzung

Schwachstellen

Verschwendung

Benchmarking

Produktionsprogramm

Bestandsaufnahme

Fertigungsstruktur

Prozessgestaltung

Logistikkonzept


Dimensionierung

Gestaltung

Materialfluss

Maschineaufstellung

Wirtschaftlichkeit

Nutzwertanalyse

Umsetzungsplan

Bewertung

3 Tage 1 Tage



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5 Shop Floor – Fenster des Unternehmens

Durch ein positives Erscheinungsbild der Fertigung wird Geschäftspartnern und Besuchern die Herstellung qualitativ hochwertiger und innovativer Produkte in einem verlässlichen und wettbewerbsfähigen Unternehmen vermittelt. Visualisierung, Transparenz und Ordnung sind Kriterien von Prozess- und Systemaudits und stehen für stabile Prozesse und qualitätsbewusste Mitarbeiter. Ein aktuelles und verbindliches Layout prägt die Fertigung als Spiegel des Unternehmens (siehe Bild 9).

Bild 9: Shop Floor – Fenster des Unternehmens

Vielerorts wird auch dem Endkunden die Fabrik geöffnet, um damit sein Vertrauen in das Unternehmen und seine Produkte zu stärken. Ein Beispiel ist die Gläserne Manufaktur von VW zur Produktion des Phaeton in Dresden (siehe Bild 10). Das Bild 11 zeigt die Umgestaltung der Materialbereitstellung in der Montage des Gallardo bei Lamborghini durch die Umsetzung des Warenkorbprinzips. Ein wesentlicher Grund für die Gestaltungsmaßnahme war die Verbesserung von Ordnung und Transparenz für den externen Besucher und Kunden.

New PH-Center of Excellence

E+H Conducta - Werk Waldheim

E+H Conducta Waldheim

New PH-Center of Excellence

E+H Conducta - Werk Waldheim

E+H Conducta Waldheim


19. Mai 2015 Seite 12

Bild 10: Gläserne Manufaktur Dresden

Bild 11: Warenkorbprinzip Montage Gallardo Lamborghini


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6 Erfolgsfaktoren einer erfolgreichen Fabrikplanung

Bild 12: Erfolgsfaktoren einer erfolgreichen Fabrikplanung

Die im Bild 12 zusammengestellten Erfolgsfaktoren beziehen sich auf den Prozess der Fabrikplanung und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Aus den Erfahrungen des Autors lassen sich dem Fabrikplaner folgende Ratschläge mit auf den Weg geben:

– Beschreiben Sie die Ziele, Aufgaben und Rahmenbedingungen der fabrikplanerischen Aufgabenstellung und führen Sie darüber einen Konsens aller Beteiligten herbei. Spätere Abklärungen divergierender Erwartungen und Vorstellungen führen zu erheblichen Reibungsverlusten. Überdies stellt die klare Aufgabenstellung auch eine Sicherheit für Sie als Planer dar.

– Planen Sie grundsätzlich von „Innen nach Außen“; von der Aufgabe und der Funktion der Fabrik zum Gebäude. Der Produktions- und Logistikprozess ist der Ausgangspunkt der Fabrikplanung. Lassen Sie sich nicht von einer vorhandenen Bebauung oder einem vorhandenen Grundstück vorschnell zur Gebäudeplanung verleiten.

– Vertiefen Sie im Zweifelsfall die konzeptionelle Planung, um effiziente und sichere Lösungen erarbeiten zu können. Mit den Ergebnissen der Konzeptplanung soll die Entscheidung über die Umsetzung des Vorhabens getroffen werden. Ein Abbruch während der darauf folgenden Ausführungsplanung oder ein Rückschritt zur Konzeptplanung verursacht erhebliche Kosten und Unsicherheit.

Definition und Konsensbildung zu Zielen, Aufgaben und Rahmenbedingungen

Nutzung der Chance zur Effizienzsteigerung und Verbesserung

Planungstiefe und Vollständigkeit der konzeptionellen Phase

Layout: Werkzeug zur integrierten Fabrik-, Logistik- und Prozessplanung

Einbindung der Nutzer und Praktiker

Vorbereitung der Entscheidungen durch Präsentation und Begründung

Planung von „Innen nach Außen“

Professionelle Zusammenarbeit der Fachdisziplinen

Wirtschaftliche, flexible und nachhaltige Lösungen

Berechnung und Herleitung der Dimensionierung

Definition und Konsensbildung zu Zielen, Aufgaben und Rahmenbedingungen

Nutzung der Chance zur Effizienzsteigerung und Verbesserung

Planungstiefe und Vollständigkeit der konzeptionellen Phase

Layout: Werkzeug zur integrierten Fabrik-, Logistik- und Prozessplanung

Einbindung der Nutzer und Praktiker

Vorbereitung der Entscheidungen durch Präsentation und Begründung

Planung von „Innen nach Außen“

Professionelle Zusammenarbeit der Fachdisziplinen

Wirtschaftliche, flexible und nachhaltige Lösungen

Berechnung und Herleitung der Dimensionierung


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– Nutzen Sie die Chancen zur Effizienzsteigerung von Produktions- und Logistikprozessen. Kopieren Sie nicht den Ist-Zustand, sondern streben Sie eine ideale Lösung an. Der Umbruch durch die Fabrikplanung eröffnet in der Regel die Chance, vorhandene Strukturen und Prozesse zu hinterfragen und zu optimieren.

– Führen Sie eine gründliche Ermittlung des Kapazitätsbedarfs durch und sichern Sie Ihre Annahmen zur Dimensionierung der Fabrik ausreichend ab. Verwenden Sie wenn möglich quantitative Methoden und dokumentieren Sie die Herleitung. Die Dimension der Fabrik entscheidet über die notwendigen Investitionen und wird deshalb bis zum Abschluss des Vorhabens von vielen Seiten hinterfragt.

– Nutzen Sie das Layout als Werkzeug zur integrierten Fabrik-, Prozess- und Logistikplanung. Es veranschaulicht die gegenseitigen Einflüsse von Produktions-/ Logistikprozess, Gebäudeentwurf und Bebauung. Es führt die Planung verschiedener Bereiche und Personen zusammen und wird von allen Beteiligten verstanden.

– Beziehen Sie die Nutzer der Fabrik mit in die Anforderungsermittlung und Gestaltung ein. Damit nutzen Sie das Praktikerwissen vor Ort und sichern sich die Akzeptanz der Betroffenen. Mit der Partizipation der Nutzer verbessern Sie das Planungsergebnis und beugen verspäteter Kritik und Nachbesserung vor.

– Sorgen Sie für eine professionelle und kooperative Zusammenarbeit der beteiligten Fachdisziplinen und Personen. Unabgestimmtes Arbeiten, gegenseitige Zuweisung von Verantwortung und Schuld sowie Profilierungsstreben führen zu erheblichen Reibungsverlusten.

– Gute, das heißt wirtschaftliche, flexible und nachhaltige, Lösungen haben noch keinem Fabrikplanungsvorhaben geschadet.

– Unterstützen Sie die Entscheidungen über das Vorhaben durch eine gute Vorbereitung von Präsentationen und Berichten. Machen Sie dem Leser oder Hörer den Weg zu den Gestaltungsentscheidungen transparent. Was die Entscheider verstanden haben, sind sie auch gewillt zu entscheiden. Das Vorhaben verzögert sich oder es war sogar die gesamte Arbeit umsonst, wenn die Entscheidung zur Weiterführung nicht zustande kommt. Sichern Sie sich die Zustimmung der Entscheidungsträger.


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7 Abbildungsnachweis

Bild 1: Kontinuierliche Standort- und Betriebsstättenanpassung ....................................................................... 3

Bild 2: Integration neuer Produktions- und Logistikkonzepte ............................................................................. 4

Bild 3: Optimierung der logistischen Kette ......................................................................................................... 5

Bild 4: Gestaltungsfelder nachhaltiger Produktivitätssteigerung ........................................................................ 6

Bild 5: Potentiale zur Steigerung der Anlagennutzung ....................................................................................... 7

Bild 6: Ziele der Layoutplanung .......................................................................................................................... 8

Bild 7: Standardisierung der Arbeitsplatzgestaltung .......................................................................................... 9

Bild 8: Layoutoptimierung in fünf Tagen ........................................................................................................... 10

Bild 9: Shop Floor – Fenster des Unternehmens ............................................................................................. 11

Bild 10: Gläserne Manufaktur Dresden ............................................................................................................ 12

Bild 11: Warenkorbprinzip Montage Gallardo Lamborghini .............................................................................. 12

Bild 12: Erfolgsfaktoren einer erfolgreichen Fabrikplanung ............................................................................. 13

effizienzsteigerung und fabrikplanung - ito gmbh · layout: werkzeug zur integrierten fabrik-,...

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