| Bei der Wahl der Fertigungs- und
Funktionssysteme soll in der Strukturplanungsphase bereits eine technisch-wirtschaftlich
optimale Lösung angestrebt werden, ohne jedoch die technischen Einzelheiten und die
detaillierten Kostenfaktoren zu kennen. Die Lösung dieses Problems erfordert eine
intensive Zusammenarbeit des Strukturplaners mit dem Produktionssystemplaner, da zwischen
der Auswahl der Produktionssysteme und der Anordnung der Produktionsmittel eine enge,
gegenseitige Beziehung besteht. Für die Auswahl von Fertigungssystemen sind zwei
grundsätzlich verschiedene Beschreibungsformen zu unterscheiden. Diese sind
- die Fertigungsart und
- die Fertigungsform
Die Fertigungsart wird charakterisiert durch die Häufigkeit
der Leistungswiederholungen im Produktionsprozeß. Eine Differenzierung erfolgt anhand der
Auflagenhöhe von Fertigungsaufträgen und der Wiederholhäufigkeit gleicher oder
ähnlicher Fertigungsobjekte. Die Fertigungsart hat maßgebend Einfluß auf die Gestaltung
des Produktionsprozesses. Bestimmt werden die Gestaltung des Fertigungsablaufs, der
Vorbereitungsgrad der Fertigung sowie die Flexibilität und der Automatisierungsgrad der
Fertigungsmittel.
Es lassen sich folgende Merkmalsausprägungen definieren:
Die Produktion ist gekennzeichnet durch geringe
Auflagestückzahlen und Einmalcharakter. Durch die Einmaligkeit herzustellender
Erzeugnisse sind nur geringe Vorbereitungen in der Fertigung notwendig, technische
Unterlagen damit auf ein Mindestmaß beschränkt.
- Einzel- und Kleinserienfertigung
In dieser Fertigungsart werden geringe Stückzahlen mit einer
geringen Wiederholhäufigkeit produziert. Aufgrund der Mehrfachfertigung von Teilen werden
die technischen Unterlagen vollständig aufbereitet.
Im Fall der Serienfertigung werden große Auflagestückzahlen
mit geringer bis großer Wiederholhäufigkeit hergestellt. Der hohe Anteil an
Wiederholungen im Produktionsprozeß erfordert im Hinblick auf eine möglichst
kostengünstige Produktion einen hohen Vorbereitungsaufwand. Im Bereich der Fertigung
zeichnet sich ein hoher Spezialisierungs- und Automatisierungsgrad der Fertigungsmittel
ab.
Die Massenfertigung kann als Extremfall der Serienfertigung
angesehen werden. Die Auflagehöhe der Fertigungsaufträge ist sehr groß, die
Wiederholhäufigkeit von gleichen bzw. fast gleichen Fertigungsobjekten ebenfalls. Der
Fertigungsablauf ist über längere Zeiträume konstant. Durch den hohen Grad an
Wiederholungen im Produktionsprozeß ist eine optimale Vorbereitung notwendig. Die
Fertigungsmittel sind ebenfalls hoch spezialisiert, wodurch die hohe Störempfindlichkeit
von Massenfertigungen begründet werden kann.
Die Einteilung richtet sich primär nach dem mengenmäßigen
Auftragsumfang und nach der Art des Auftragdurchlaufs. Die zu wählende Fertigungsart ist
somit hauptsächlich vom Produktionsprogramm, der Produktstruktur und dem
Produktionsablauf abhängig. Besondere Bedeutung kommt der Kennzeichnung von
Produktgruppen bzw. Teilefamilien zu, die auf die gleiche oder ähnliche Art und mit Hilfe
der gleichen Produktionsmittel gefertigt werden können.

Abb. 1: Charakteristische Merkmale der
Fertigungsarten
Die Fertigungsform kennzeichnet die räumliche Anordnung und
die kapazitätsmäßige Abstimmung der Fertigungsmittel sowie deren Transportbeziehungen.
Es können vier
Merkmalsausprägungen unterschieden werden:
Punktfertigung, Baustellenfertigung, Werkbankfertigung
Eine Punktfertigung liegt vor, wenn die benötigten
Fertigungsmittel an einem ortsfesten Fertigungsobjekt zusammengefaßt werden. Die
Fertigungsmittel können sowohl ortsfest als auch ortsveränderlich sein. Die
Baustellenfertigung wird üblicherweise bei Arbeitsgegenständen (Werkstücken)
eingesetzt, die nicht oder nur schwer zu bewegen sind. Als Beispiel hierfür sind der
Schiffsbau oder der Anlagenbau zu nennen. Unter der Werkbankfertigung versteht man
ein System, bei dem das Werkstück beziehungsweise kleinere Aufträge an einem
Arbeitsplatz komplett gefertigt werden. Die Werkbankfertigung ist demzufolge überwiegend
im Handwerk anzutreffen, wohingegen in Industriebetrieben derartige Strukturen nur in
Randbereichen auftreten, beispielsweise in der Betriebsschlosserei.
Werkstattfertigung
Das in der Klein- und Mittelserienfertigung am häufigsten
anzutreffende Organisationsform ist die Werkstattfertigung oder auch das
Verrichtungsprinzip. Beim Verrichtungsprinzip erfolgt die Anordnung der
Betriebsmittel und der Einsatz der Arbeitskräfte in der Art, daß Maschinen und
Arbeitsplätze mit gleichartigen Arbeitsverrichtungen zu organisatorischen Einheiten, wie
Fräserei, Dreherei usw.. zusammengefaßt werden. Charakteristisch für die
Werkstattfertigung ist ebenso das Fehlen fester Transportbeziehungen zwischen den
Fertigungsmitteln. Dadurch kann eine hohe Elastizität und Anpassungsfähigkeit gegenüber
den wechselnden Anforderungen des Produktionsprozesses garantiert werden. Diesen Vorteilen
steht ein hoher Transportaufwand und mangelnde Übersicht des Fertigungsprozesses
gegenüber. Aufgrund fehlender kapazitätsmäßiger Abstimmungen der Fertigungsmittel
entstehen Warteschlangen vor den Engpaßarbeitsplätzen.
Wird die Fließfertigung durch eine erzeugnisorientierte Anordnung
der Betriebsmittel bzw. Arbeitssysteme charakterisiert, so stellt das Verrichtungspnnzip
eine verfahrensgebundene Ordnung dar.
- Gruppen- / Linienfertigung,
Bei der Gruppenfertigung werden die zur Bearbeitung ähnlicher
Fertigungsobjekte benötigten Fertigungsmittel räumlich zusammengestellt. Die
Fertigungsmittel sind dabei vielfach mit flexiblen Transportmitteln verbunden. Bei einer
Linienfertigung sind die Fertigungsmittel nach der Ablauffolge angeordnet und durch
einfache Transporteinrichtungen verbunden. Sowohl die Gruppen- als auch die
Linienfertigungen sind in der Regel gegenüber Änderungen der Fertigungsablauffolge
flexibel.
Die Inselfertigung wird dadurch charakterisiert, daß bei
diesem Prinzip die zur vollständigen Bearbeitung mehrerer Teilefamilien notwendigen
Betriebsmittel unterschiedlichster Fertigungsverfahren zu einer organisatorischen Einheit
zusammengefaßt werden. Das Tätigkeitsfeld der Mitarbeiter einer Fertigungsinsel wird um
die Funktionen Fertigungsfeinplanung, -steuerung und -kontrolle erweitert. Dadurch
unterliegt die Fertigungsinsel als Organisationseinheit weitestgehend der Selbststeuerung
der dort beschäftigten Mitarbeiter. Der Vorteil dieses Organisationstyps besteht darin,
daß durch den Verzicht auf eine strenge Arbeitsteilung innerhalb dieses
Mikroorganismusses kleine Regelkreise geschaffen werden. Dies führt zu einer Erhöhung
der Flexibilität, Verbesserung der Transparenz und einer Verkürzung der Durchlaufzeiten.
Nachteilig wirkt sich hingegen aus, daß in der Regel nur die sogenannten
Führungsmaschinen ausgelastet sind. Von den Mitarbeitern erfordert dieser
Organisationstyp eine höhere Qualifikation und ein höheres Maß an Flexibilität,
hingegen ist mit der Erweiterung des Dispositionsspielraumes für den Einzelnen sowie mit
der Übertragung von mehr Verantwortung eine Steigerung der Motivation zu erwarten.
- Fließfertigung, Reihenfertigung
Das Fließprinzip wird dadurch charakterisiert, daß die
einzelnen Arbeitsplätze / Maschinen entsprechend der Reihenfolge des Arbeitsablaufes zur
Herstellung eines Produktes angeordnet sind. Die Fertigungsstruktur ist also objekt- /
erzeugnisorientiert ausgerichtet, weshalb gelegentlich auch der Begriff
"Erzeugnisprinzip" Verwendung findet. Den Vorteilen der hohen
Durchlaufgeschwindigkeit und Transparanz stehen die Nachteile einer fehlenden
Flexibilität und hohen Störanfälligkeit gegenüber.
Dieses Organisationsprinzip setzt konstante Mindeststückzahlen
voraus und wird somit ausschließlich in der Massenfertigung angewendet. Die enorme
Senkung der Durchlaufzeiten durch eine direkte Verknüpfung und Abstimmung der einzelnen
Arbeitsschritte, veranlaßte Henry Ford bereits 1913 das erste Fließband für die Montage
von Personenwagen zu errichten, wodurch die Montagezeit für einen PKW von 14 Stunden auf
1 Stunde 33 Minuten reduziert werden konnte. Je nachdem, ob eine zeitliche Bindung
zwischen den Arbeitsplätzen vorliegt oder nicht, unterscheidet man die Begriffe
Reihenfertigung und Fließfertigung.
Bei der Reihenfertigung besteht keine unmittelbare zeitliche
Abhängigkeit zwischen den einzelnen Operationen. Die optimale Kapazitätsnutzung der
unterschiedlichen Betriebsmittel wird durch die Installation von Pufferstrecken
realisiert.
Die Fließfertigung ist durch einen zeitlich gebundenen
Arbeitsablauf gekennzeichnet. Der Durchlauf des zu fertigenden Produktes wird zeitlich so
abgestimmt, daß zwischen den Arbeitsplätzen keine ablaufbedingten Wartezeiten entstehen.
Der Grundgedanke dieses Organisationsprinzips ist eng mit dem
Begriff "Arbeitsteilung" verbunden. Darunter wird ganz allgemein die Aufteilung
eines bestimmten Arbeitsumfanges auf mehrere Personen bzw. Arbeitssysteme verstanden, mit
dem Ziel, durch die Spezialisierung der Einzelaufgaben eine Verbesserung des
Wirkungsgrades einzelner Arbeitssysteme zu erreichen. Man unterscheidet in diesem
Zusammenhang die folgenden grundsätzlichen Möglichkeiten:
- Mengenteilung
- Artteilung.
Bei der Mengenteilung wird ein Arbeitsauftrag
derart aufgegliedert, daß von jeder Kapazitätseinheit der gesamte Arbeitsinhalt an einer
Teilmenge des Arbeitsauftrages auszuführen ist. Die Artteilung hat zur
Folge, daß mehrere Kapazitätseinheiten jeweils einen Teil des Arbeitsinhalts an der
Gesamtmenge des Arbeitsauftrages auszuführen haben.

Abb.2: : Charakteristische Merkmale der
Fertigungsformen
In den meisten Betrieben mit Mehrproduktfertigung können bestimmte
Fertigungsarten in verschiedenen Fertigungsformen organisiert sein. Demnach kann
beispielsweise eine Serienfertigung zum einen als Werkstattfertigung, zum anderen aber
auch als Gruppenfertigung durchgeführt werden. Eine endgültige Festlegung der
günstigsten Fertigungsformen kann erst dann getroffen werden, wenn die genauen
Arbeitsabläufe und die Anzahl der erforderlichen Fertigungseinrichtungen aus der
Produktionssystemplanung bekannt sind Erst dann kann ermittelt werden, welche
verschiedenen Teile bei gemeinsamer Bearbeitung, z B in einer Gruppenfertigung, genügend
Maschinenauslastung für eine wirtschaftliche Fertigung ergeben.
Bei der Wahl der Funktionssysteme werden wahrend der Phase der
Strukturplanung nur recht grobe Festlegungen getroffen Dabei handelt es sich um die
funktionelle Gestaltung und Dimensionierung der Sekundärbereiche wie Lager- und
Transportwesen, Ver- und Entsorgungstechnik, Energie- und Wasserwirtschaft, Nebenbetriebe
usw.

Abb. 3: Einflußgrößen auf die
Produktionsorganisation |