Mayer Industrial Engineering

Industrial Engineering = Aufgaben & Methoden zum Entwickeln effektiver und effizienter Arbeitssysteme und Prozesse sowie deren Verbesserung

Gekennzeichnet durch:

1. Nachhaltig produktive, risikobeherrschte, wirtschaftliche & menschengerechte Arbeitssysteme und -prozesse

2. 1-3 a. Beginnt bei der Produktentwicklung (1.PEP)

• b. unterstützt Entwicklung prozessfähiger Erzeugnisse (2.PEP)

• c. über Lebensd. für Rationalisierungsmaßnahen (3.PEP)

3.       In allen Phasen:

• i.      Beschreibung: Analyse u. Dokumentation von IST-Zuständen

• ii.      Planung: Entwicklung von Soll-Zuständen

Umsetzung: Realisierung von Soll-Zuständen

4.      Leistet Projektarbeit, ist Fachfunktion, aber keine Managementfunktion

5.      Ist interdisziplinär (siehe Frage1b)

6.     IE-Methoden: Profitabilität und Wettbewerbsfähigkeit + Berücksichtigung von Mitarbeiterbelangen

1. (= Arbeitsplanung)

1.        Einzelfertigung

• konstruktiv unterschiedliche Erzeugnisse werden nur einmal (oder mehrmals in unbestimmten Zeitabständen) gefertigt werden.

• z. B. Anlagenbau, Groß- und Sonderwerkzeugmaschinenbau.

2.        Serienfertigung

• Konstruktiv gleiche Erzeugnisse werden in bestimmter Anzahl („Los“) gefertigt. Nach der Stückzahl wird die Serienfertigung unterteilt in die Klein-, Mittel- und Großserienfertigung.

• Universalwerkzeugmaschinenbau sowie im Motoren-, Fahrzeug und Flugzeugbau vorzufinden

3.        Massenfertigung

• konstruktiv gleiche Erzeugnisse werden in sehr großen Mengen ununterbrochen gefertigt werden.

• Konsumgüter- und der Normteilindustrie

Vergrößerter Handlungsspielraum bei Arbeitsstrukturierungsmaßnahmen

Aus dem Job-Characteristics-Modell lassen sich Prinzipien ableiten (vgl. Ulich 1991):

• Tätigkeiten mit ganzheitlichen Charakter Identifikation mit der Aufgabe)

• Zusammenhang der ausgeführten Tätigkeit mit vor- und nachgelagerten Tätigkeiten (Wichtigkeit der Aufgabe)

• Es ist ein Zuwachs an Entscheidungsspielraum für die Arbeitsperson vorzusehen (Autonomie).

• Informationen über die Aufgabenbearbeitung (Rückmeldung)

Als Wertschöpfung werden aus arbeitswirtschaftlich-organisatorischer Sicht jene Arbeitsergebnisse bezeichnet, die für einen externen Kunden mutmaßlich einen geldwerten Nutzen bringen.

Wertschöpfungsketten sind jene Prozesse, in denen diese Wertschöpfung entsteht.

1.       Überproduktion

2.       Bestände, Ausschuss

3.       Nacharbeit

4.       Transport

5.       Wartezeit

6.       Bewegung, Wegezeit, Mehrfachhandling

7.       aufw. Prozesse

8.       nicht Nutzen MA-Fähigkeiten

Wertstromanalyse:

• ist ein Bestandteil des Toyota Produktionssystems

• ist der erste Schritt des Wertstromdesgins

• → erfasst + beschreibt den Wertstrom eines ges. Produktes (IST-Zustand)

Wertstromdesign: Eliminierung von Verschwendungen (Muda)

Arbeitsproduktivität, Betriebsmittelproduktivität,

Vergleich nur von genau gleichen (ansonsten Vergleich von Äpfel und Birnen), Eignet sich für

-          Soll-Ist-Vergleich von Planung und tatsächlich

-          Wie die Produktivität über die Zeit sich entwickelt

Vorsicht bei Benchmark, wenn z.B. 2 Maschinen von 2 Unternehmen verglichen werden: Untern1: 0.33 Getriebe/h; Untern2: 0,4 Getriebe/h-> Untern2 rein von Zahl besser

Kann man aber pauschal nicht vergleichen nur wenn:

-          Getriebe genau gleich

-          Fertigungstiefe genau gleich

-          Rahmenbedingungen genau gleich

• Auftragsabwicklung einfacher

• Angebotskalkulation einfacher (einheitliche Baugruppenabgrenzung)

• Normung wird gefördert (einheitliche Zeichnungs- und Stücklistenaufbau)

• Wiederverwendung von Baugruppen

• Beschleunigung der Materialdisposition für Rohmaterial und Zukaufteil

Einzelteilzeichnung:

• eine technische Zeichnung, die ein Einzelteil ohne die räumliche Zuordnung zu anderen Teilen darstellt

• alle erforderlichen Angaben für die Herstellung und die Prüfung des dargestellten Teils ersichtlich

Zusammenbau-Zeichnungen:

• enthalten Infos für den Zusammenbau einer Baugruppe

Gruppen-Zeichnung:

• ist im Unterschied zur Zusammenbau-Zeichnung eine maßstäbliche technische Zeichnung, (mit räumliche Lage und die Form der zu einer Gruppe zusammengefassten Teile)

• zeigt einzelne Werkstücke nur in dem Detaillierungsgrad, der für diese Aufgabe erforderlich ist und sind immer von einer Stückliste begleitet, die sämtliche in der Zeichnung gekennzeichneten Positionen aufführt

1. Mengenstückliste: Aufzählung der für einen Artikel benötigten Mengen je Objekt (keine Zusammenfassung zu Baugruppen)

2. Strukturstückliste: Zusammensetzung eines Artikels über alle Fertigungsstufen und weist alle Baugruppen und Einzelteile aus.

3. Baukastenstückliste: Nur eine Ebene der Artikelstruktur (= Baugruppe). Für jede Baugruppe gibt es eine Stückliste, auf die in den Stücklisten der übergeordneten Baugruppen Bezug genommen wird.

Die Mengenstückliste zeigt ein Erzeugnis und zu den darin enthaltenen Teilen die entsprechenden Mengen. Eine Mengenstückliste kann daher die Position, Teile Nummer, Bezeichnung und Menge enthalten.

Die Mengenstückliste ist die einfachste Form der Darstellung der Teile und Mengen. Der Nachteil ist, dass man daraus nicht erkennen kann wie die Teile zusammenhängen. Zur Darstellung der Baugruppen und Strukturen dienen andere Stücklisten.

Die Baukastenstückliste enthält sowohl Teile als auch Baugruppen. Die Baugruppen ermöglichen eine Wiederverwendung und dienen daher zur Vereinfachung, auch wenn die Baukastenstückliste erstmal recht komplex wirkt.

Der Vorteil der Baukastenstückliste liegt in der Übersichtlichkeit und dies ist gerade bei komplexen Erzeugnissen sehr vorteilhaft.

Die Strukturstückliste stellt neben den typischen Informationen der Stückliste auch die Struktur dar. Hier kann man ablesen welche Teile wozu gehören. Diese Gliederung kann durch die Benennung einer Ebene oder durch graphische Elemente wie Pfeile erfolgen.

Der Vorteil der Strukturstückliste liegt in der guten Übersicht, weil man schnell sehen kann wo das Teil oder die Baugruppe verwendet wird.

Analytische Methode: Hier wird ein Endprodukt mit Hilfe seiner Stückliste in allen seiner Einzelteile zerlegt. Danach kann daraus der Sekundärbedarf ermittelt werden.

Synthetische Methode: Hier wird mit Hilfe von Teilverwendungsnachweise für jedes Einzelteil ermittelt, wie oft es in ein Endprodukt eingeht.

Synthetische Betrachtung:

= wenn sich die Produktionsdauer eines untergeordneten Teils aufgrund von unvorhersehbaren Verzögerungen verlängert hat und festzustellen ist, welche übergeordneten Erzeugnisse davon betroffen sind

auftragsspezifische (auftragsabhängige) Daten

auftragsneutrale (auftragsunabhängige)

 —> Beim Industrial Engineer  auftragsneutrale Daten

Zentrale Fragen der Arbeitsplanung:

• Was soll gefertigt werden? (Festlegung des Umfangs von Teilefertigung und Montage

• Wie soll gearbeitet werden? (Auswahl der organisatorischen Abläufe und technischen Verfahren

• Womit soll gearbeitet werden? (Bestimmung der Art und Menge von Material, Arbeitsmitteln und Arbeitskräften)

Festlegung der Betriebsmittel erfolgt ohne Kapazitätsbetrachtung:

Da die Planung zunächst auftrags- und terminneutral

Fragen, die sich der Industrial Engineer beim Überprüfen der Konstruktionsunterlagen bezüglich der fertigungsgerechten Gestaltung stellt:

• Ist das Teil fertigungsgerecht konstruiert?

• Ist die Konstruktion material- und fertigungskostensparend?

• Sind die betrieblichen Fertigungsmöglichkeiten umfassend berücksichtigt?

• Ist das Teil reparaturgerecht sowie demontagegerecht?

Vermeidung überhöhter Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit und Fertigungsgenauigkeit

Kriterien:

• technologische (Gestalt, Oberfläche, Werkstoff),

• wirtschaftliche (Stückzahl, Beschaffungs- und Bearbeitungskosten)

• zeitliche (Beschaffungszeit)

Die sechs Planungsschritte bei der Rohteilbestimmung:

1. Festlegung der Materialart (vom Konstrukteur vorgeschrieben)

2. Bestimmung der Gestalt (Rohabmessungen, Form) mit minimalem Bearbeitungsaufwand

3. Überprüfung der Lagergängigkeit -Welche Materialien sind vorhanden?

4. Verschnittminimierung

5. Prüfung kostengünstigerer Alternativen

6. Ermittlung des Roh- und des Fertiggewichtes (max. Belastung & Transport)

Arbeitsablauf: notwendige Folge von Arbeitsvorgängen zur Herstellung eines Erzeugnisses, um das Werkstück von dem Rohzustand durch Formänderungen in seinen Fertigzustand zu überführen.

Arbeitsvorgang: (Arbeitsgang) ist Teil eines Arbeitsablaufes, der von einem Mitarbeiter innerhalb eines Arbeitssystems in vollem Umfang zusammenhängend vollzogen wird. Die dabei angewandte Technologie ist das „Fertigungsverfahren“.

Teilvorgang: Abschnitt eines Arbeitsvorganges, der innerhalb eines Arbeitssystems ohne Unterbrechung durchgeführt wird.

Vorgangsstufe: abgeschlossene und nicht mehr teilbare Verrichtung, die Abschnitt eines Teilvorganges ist

Vorgangselementen: z. B. Greifen, Loslassen

• Festlegung des Arbeitsablaufes wichtig aber auch schwierige Aufgabe des IEn, da er aus einer Anzahl von möglichen Arbeitsvorgangsfolgen die wirtschaftlich optimale ermitteln muss.

• Die Reihenfolge der Arbeitsvorgänge wird wesentlich bestimmt durch:

  • Werkstückgeometrie, die einzusetzenden bzw. verfügbaren Fertigungsverfahren, den Maschinenpark sowie den betriebsspezifischen organisatorischen Ablauf in der Fertigung.

• Technologische, wirtschaftliche und produktionsspezifische Randbedingungen schränken die Wahl der Arbeitsvorgänge ein und geben bestimmte Arbeitsvorgangsfolgen vor

• Bei Vorliegen mehrerer Alternativen: Wirtschaftlichkeitsrechnung.

Die Wahl des Betriebsmittels bedeutet auch die Entscheidung darüber, an welchem Arbeitsplatz der Arbeitsvorgang durchzuführen ist. Dabei wird oftmals auch der ausführende Mitarbeiter mitbestimmt. Es sind somit neben technischen, wirtschaftlichen und organisatorischen Randbedingungen ebenso personelle Einflüsse zu berücksichtigen.

Technische Kriterien zur Betriebsmittelauswahl (am Beispiel Drehmaschine)

Arbeitsvorgangsplanung: stellt die Reihenfolge und die dazu benötigten Mittel und Zeiten ausführlich dar. Darin ist festgelegt wie, wo, was und wann etwas gefertigt werden soll. Dokumentiert: Fertigungs-/ Arbeitsanweisung

Planungstiefe höher: (Höhere Genauigkeit der Rechnung)

Gründe für eine hinausgehende Untergliederung des Arbeitsablaufes:

1.       Ermitteln der Vorgabezeit: die bei Akkordentlohnung für die Ausführung des Arbeitsvorganges in dem festgelegten Arbeitssystem vorzugeben ist

2.       Überprüfen der Durchführbarkeit des geplanten Arbeitsablaufes und ggf. erarbeiten von Änderungsvorschlägen für die Konstruktion,

3.       Verwenden als Fertigungsanweisung (Arbeitsunterweisung),

4.       Festlegen des technologisch optimalen Arbeitsablaufes innerhalb eines Arbeitsvorganges.

Dokumentation: Untergliederung des Arbeitsvorgangs wird in einer Fertigungs-/ Arbeitsanweisung

Beispiel einer Fertigungsanweisung

Vorgabezeiten= Sollzeiten für Arbeitsabläufe, die vom Menschen und vom Betriebsmittel ausgeführt werden

• Kenntnis: erforderliche Belegungszeit eines Betriebsmittels ist eine Grundlage für eine kurzfristige Kapazitäts- und Terminplanung und eine längerfristige Investitionsplanung gegeben

• Für Menschen Vorgabezeit für Personalkapazitätsplanung und Entlohnung

• Für Lohn- und Maschinenstundensätze + Kostenermittlung für Produkte

Bewertung der Arbeit erfolgt nach vier Anforderungsmerkmalen:

• Können (Arbeitskenntnisse, Fachkenntnisse, Berufserfahrung)

• Handlungs- und Entscheidungsspielraum

• Kooperation (wie Kommunikation, Zusammenarbeit und mit anderen abgestimmt werden muss)

• Mitarbeiterführung (wie andere Beschäftigte angewiesen, angeleitet und unterstützt werden müssen)

Aus der Gesamtpunktzahl der vier Anforderungsmerkmale Entgeltgruppe:

IST Zeiten: tats. gebrauchte Zeiten für die Ausführung best. Ablaufabschnitte

• Durch direkte Messung (mit Beobachter) oder MA selbst

• Sonderfall: Befragung

SOLL Zeiten: werden aus IST Zeiten abgeleitet

Auswertung:

• Sollzeit= Ist Zeit+- Wert (Refa)

• Sollzeit= Ist Wert / Faktor

• Oder Tabellenzeiten der Systeme vorbest. Zeiten

können für Ist und Soll Abläufe bestimmt werden

Vorgabezeiten sind Sollzeiten für Entlohnung für von Menschen oder Betriebsmittel auszuführende Arbeitsabläufe, also inkl. nicht vorausschaubaren Zeiten (z. B. Verteilzeiten)

ohne Messen bzw. Berechnen à stützt sich auf Beobachten (visuelles Erfassen) und Bewerten (Leistungsgrad)

Vergleich: Ist mit der Normalleistung

• Das Schätzen des Leistungsgrades ist nicht notwendig.

• Die (Vorgabe-) Zeit eines Prozesses kann bestimmt werden, bevor die Arbeit in der Realität ausgeführt wird (Variantenvergleich).

• ablaufmäßige Schwachpunkte erkannt und schon in der Planungsphase behoben werden.

• Vom Arbeitsvorgang besteht eine detaillierte Beschreibung, die eine ausgezeichnete Hilfe zum Anlernen von neuen Arbeitskräften darstellt.

Bewegungsverdichtung

Gestaltung von Arbeitsmethoden durch das Vermeiden unnötiger oder zeitintensiver, vom Menschen ausgeführter Vorgangselemente

Bewegungsvereinfachung

Vermeiden schwieriger Vorgangselemente, z. B. beim Fügen von Teilen