Zusammenfassung
Die Entwicklung der Zentrenfertigung geht auf drei Einflußfaktoren zurück, die zu verschiedenen Ausprägungsformen dieser Organisationsform der Fertigung geführt haben. Dabei ist die Entwicklung der Elektronik als eine wesentliche Voraussetzung für die Entstehung der Zentrenfertigung zu betrachten. Ein erster Einfluß folgt aus der technischen Entwicklung der Werkzeugmaschinen selbst. An zweiter Stelle sei auf bestimmte Veränderungen der Marktverhältnisse hingewiesen und drittens auf eine gewandelte Einstellung der Arbeitgeber und Arbeitnehmer zur Arbeit.
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Literatur
Die ersten NC-Maschinen wurden für die Flugzeugindustrie entwickelt, um zunehmend komplexere Formteile ohne den Einsatz von Schablonen fertigen zu können. Schablonen sind für kleine Serien sehr aufwendig, außerdem sind damit i.d.R. nur Formen abbildbar, die nur bezüglich zweier Dimensionen kompliziert sind; die entsprechenden Teile müssen in der dritten Dimension ein möglichst konstantes Profil beinhalten. Im Flugzeugbau werden hingegen zunehmend dreidimensionale unsymmetrische Teile benötigt. Vgl. Mönig: NC-Technik, S. 1.
In eine NC-Maschine ist ein Meßsystem integriert; die Werkzeugwege zur Erzeugung der Zielkontur sind im Teileprogramm kodiert, das die Maschine selbständig abarbeitet.
Vgl. Heidenmüller: Auswirkungen des technologischen Wandels, S. 513 ff.
Vgl. Hedrich: Flexibilität, S. 7 f.; Pferdmenges: Organisation, S. 1 f.
Vgl. Rohpol: Baukastensysteme, Sp. 293 ff.
Die maximale Reduktion um 2/3 kommt zustande, wenn die Fertigungshäufigkeit aller drei Ausführungen gering ist und die Nachfragewahrscheinlichkeit für alle Ausführungen die gleiche ist.
Vgl. Westkämper: Automatisierung, S. 2 f.; Enzinger: Automatisierte Fertigung, S. 212; Martin: Mannlose Fabrik, S. 151.
Vgl. Mann: Untersuchungen, S. 53 ff.; einen überblick über untersuchte Umstrukturierungen, bei denen die Humanisierung ein wesentlicher Faktor war, ist enthalten in Fotilas: Arbeitshumanisierung, S. 256 ff.
Für den Bereich der Arbeitssoziologie vgl. Mayo: Arbeitsbedingungen, S. 108 ff.; Dahrendorf: Betriebssoziologie, S. 41 ff. Für den Bereich der Arbeitspsychologie vgl. Maslow: Motivation, S. 370 ff.; McGregor: Mensch, S. 45 ff.; Herzberg: Work, S. 71 ff.
Vgl. Abschnitt 5.2, S. 220.
Vgl. Gauderon: Gruppentechnologisches Fertigungskonzept, S. 13 f.; siehe auch Gauderon: Fertigungs’ insel, S. 133.
Die Fertigungstypen “Werkstatt-” und “Fließfertigung” werden zunächst als grundsätzlich bekannt vorausgesetzt. Eine typologische Abgrenzung erfolgt in Abschnitt 2.4.
Als Arbeitssysteme werden Wirkgemeinschaften von Mensch und/oder Fertigungsanlagen, soweit sie zur Erfüllung einer Arbeitsaufgabe zusammenwirken, bezeichnet. Vgl. REFA: Arbeitsstudium 1, S. 69 f. In der Produktionstheorie entsprechen dem Begriff “Arbeitssystem” etwa die Bezeichnungen “Potentialfaktorkombination” und “Elementareinheit der Fertigung” (vgl. Steffen: Fließbandfertigung, S. 18); in der technischen Literatur ist in diesem Zusammenhang auch der Begriff “Mensch-Maschine-Kombination” gebräuchlich.
Idealtypisch wird in einer Werkstatt jeweils nur ein Bearbeitungsverfahren (eine Verrichtungsart) angewandt; in der Praxis werden vielfach auch Werkstätten mit mehreren ähnlichen Bearbeitungsverfahren gebildet, um bestimmte angestrebte Abteilungsgrößen (z.B. bezüglich der Maschinenzahl oder Mitarbeiterzahl) zu erreichen.
Der Begriff “Fließstrecke” wird hier als Oberbegriff für alle möglichen Ausprägungsformen der Fließfertigung benutzt.
Der Begriff “Fertigungszentrum” soll die Hinordnung der Arbeitssysteme auf einen Bearbeitungsmittelpunkt (Zentrum) hin ausdrücken. Er gilt sowohl für einzelne Arbeitssysteme (soweit diese Fertigungszentren darstellen) als auch für Gruppen von Arbeitssystemen. Der Begriff “Bearbeitungszentrum”, der in der betriebswirtschaftlichen Literatur für entsprechende Systeme vorgeschlagen wurde, soll hier nicht angewendet werden, da damit im Bereich der Technik ein (mittlerweile verbreiteter) Werkzeugmaschinentyp bezeichnet wird. Zur betriebswirtschaftlichen Begriffsbildung vgl, Laßmann: Produktionsplanung, Sp. 3108 f.; zur technischen Begriffsbildung vgl. Hedrich: Flexibilität, S. 33 ff.
Das gesamte Teilespektrum oder “Gesamtteilespektrum” bilden alle in einem Industriebetrieb zu bearbeitenden Teile.
Die Kapazität eines Arbeitssystemes wird durch das Zusammenwirken von Mensch und Maschine bestimmt. Im weiteren wird der Begriff in folgenden Bedeutungen Fortsetzung der Fn. 3) von S. 17: benutzt: “Dee technische (Perioden-)Kapazität einer Fertigungsanlage bezeichnet das während einer Periode (Jahr) maximal zur Verfügung stehende Leistungsangebot. - Die Personalkapazität bezeichnet das durch Tarifverträge geregelte Leistungsangebot (Regelarbeitszeit ohne überstunden mal Arbeitstage) der Mitarbeiter während einer Periode. - Die Kapazität eines Arbeitssystems bezeichnet das während einer Periode bei normaler Nutzung (normale Intensität, Regelarbeitszeit) zur Verfügung stehende Leistungsangebot. Die Arbeitssystemkapazität ist stets kleiner oder gleich der technischen Anlagenkapazität, im Vergleich zur Personalkapazität der im Arbeitssystem beschäftigten Mitarbeiter kann sie kleiner — etwa infolge regelmäßig notwendiger Instandhaltungstätigkeiten während der Arbeitszeit — oder auch größer sein, letzteres, wenn das System zeitweise autonom arbeitet (z.B. Pausendurchlauf, personalfreie Schicht). - Die unter normalen Betriebsbedingungen maximal mögliche (Personal- oder Arbeitssystem-)Kapazitätsausnutzung — im weiteren verkürzt “nutzbare Kapazität” genannt — bezeichnet den nach der betrieblichen Erfahrung normalerweise nutzbaren Kapazitätsanteil. Die nutzbare Kapazität berücksichtigt Ausfallzeiten durch Krankheit der Mitarbeiter (Durchschnittswert), Zeiten für Reinigungsund Aufräumarbeiten und Ausfallzeiten infolge organisatorischer Mängel (fehlende Arbeitspläne, Werkzeuge etc.,).
Montagefertige Teile werden im weiteren als “Erzeugnisse” bezeichnet.
Untersuchungsergebnissen zufolge sind bei Werkstattfertigung mehr als 95% der Durchlaufzeiten Transport- und Liegezeiten. Vgl. Maßberg: Bildmaterial, S. 33.
Der Einsatz parametrierter Programme wird in Abschnitt 2.3.2.3 (S. 42 f.) erläutert.
Als Ein- oder Aufspannung wird die Befestigung des Werkstücks (das ist das zu bearbeitende Teil) an der Maschine bezeichnet.
Die Vorteile von Standardarbeitsplänen wurde in Abschnitt 2.3.2.1 (S. 33 ff.) beschrieben.
Vgl. Hahn/Kunerth/Roschmann: Teileklassifizierung, S. 16 ff.
Der Arbeitsraum einer Maschine ist der Raum, innerhalb dessen ein Werkstück bearbeitet werden kann, er wird durch die Verfahrwege in den Maschinenachsen bestimmt.
Vgl. AWF: Flexible Fertigungsorganisation, S. 49 f.
Vgl. König: Fertigungsinsel, S, 815; Umbricht/Boër: Fertigung von Turbolader-Gehäusen, S. 102; Jakob: Fertigungsinsel, S. 9.
Vgl. Lutz: Systemordnung, S. 18 ff.
Vgl. Hahn/Kunerth/Roschmann: Teileklassifizierung, S. 26.
Vgl. Opitz: Klassifizierungssystem, S. 1 f.
Rotationsteile sind Teile, die im wesentlichen bezüglich der Hauptachse rotationssymmetrische Formen haben (z.B. Schrauben, Wellen, etc.).
Vgl. Hahn/Kunerth/Roschmann: Teileklassifizierung, S. 67 f.
CAD = Computer Aided Design, rechnergestützte Konstruktion.
Vgl. Hahn/Kunerth/Roschmann: Teileklassifizierung, S. 19 f.
Vgl. Abschnitt 4.5.3.2.
Zu den Vorteilen von Standardarbeitsplänen vgl. den folgenden Abschnitt 2.3.2.1.
Vgl. Mitrofanow: Gruppentechnologie, S. 13 ff.; Rehm: Kostensenkung, S. 19 ff.
Vgl. Singer: Teilefamilienbildung, S. 169.
Die erforderliche Genauigkeit wird durch das angewandte Entlohnungsverfahren bestimmt. Vgl. Paasche: Entlohnungssysteme, S. 71 ff., insbesondere S. 86.
Prinzipiell dieselbe Vorgehensweise wird bei der Äquivalenzziffernkalkulation angewandt. Vgl. Chmielewicz: Rechnungswesen 2, S. 238 f.
Man unterscheidet bei der Erstellung von Steuerprogrammen für die Teilebearbeitung auf NC-Maschinen zwischen manueller und maschineller Programmierung. Bei der manuellen Programmierung werden vom Programmierer die Maschinenbeweauncren (Werkzeugwege) direkt in Form des Teileprogramms (steuerungs-abhängiger Code) niedergelegt, mit dem die NC-Maschine angesteuert wird. Bei der maschinellen Programmierung mit Hilfe eines EDV-Systems wird die Fertigungsaufgabe unter Zuhilfenahme einer problemorientierten maschinenunabhängigen Programmiersprache beschrieben (Quellenprogramm). Mit Hilfe von ein- oder zwei EDV-Fortsetzung der Fußnoten 2) und 3) von S. 34: Umsetz- und Anpaßprogramnmn erfolgt dann automatisch die Anpassung an die einzelnen Maschinensteuerungen, d.h. die Teileprogrammgenerierung. 3) Z.B. EXAPT 2, COMPACT.
Als (NC-)Teileprogramm wird die Steuerungsanweisung für eine NC-Maschine bezeichnet. Die Form der Teileprogramme ist in der DIN 66 025 prinzipiell festgelegt. Die Norm läßt eine Reihe maschinenspezifischer Funktionen zu, so daß ein maschinenbezogenes Teileprogramm i.d.R. nur für eine bestimmte Maschine gültig ist. Der Begriff “Quellenprogramm” wird für die in einer problemorientierten Programmiersprache erstellte Beschreibung des Fertigungsablaufs (Wegbeschreibung und Schaltbefehle) im Rahmen der maschinellen Programmierung verwendet.
Mit Hilfe maschineller Programmierverfahren lassen sich Haupt-Aihd Nebenzeiten ermitteln, wobei letztere maschinenabhängig sind (Eilganggeschwindigkeiten, Wechselzeiten). Die Hauptzeiten werden mit Hilfe der Vorschubgeschwindigkeit (in mm/min.) und der programmierten Werkzeugeingriffwege (in mm), die sämtlich im Programm festgelegt sind, ermittelt. Zur exakten Nebenzeitermittlung ist ein entsprechend ausgelegter (Post-)Prozessor erforderlich, der auf Basis der Maschinendaten die Zeiten für Werkzeugwechsel, Schaltfunktionen, Hauptspindelanlauf, etc. ermittelt. Die Haupt- und Nebenzeitermittlung wird bei den APT-ver-wandten Sprachen (APT =Automatic Programming of Tools; z.B. EXAPT) generell im Postprozessor (d.i. ein EDV-Anpaßprtrgramm) vorgenommen.
Als homogene Maschinengruppe werden mehrere Maschinen bezeichnet, die alternativ für bestimmte Bearbeitungsaufgaben für ein spezielles Teilespektrum eingesetzt und aus einem gemeinsamen Zwischenlager versorgt werden.
Vgl. Dähnert: Strukturdatenorganisation, S. 75.
Verzweigungen eröffnen die Möglichkeit, für bestimmte Details mehrere verschiedene Alternativen vorzusehen; insbesondere auch die des Entfalls dieses Details.
Dähnert bezeichnet diese als Haupttypenmakros und Grundtypenmakros. Da als Makro-Programme i.d.R. Unterprogramme bezeichnet werden, die nur bestimmte Detaillösungen enthalten, die parametrierbaren Teileprogramme aber ganzheitliche Lösungen darstellen, wird diese Begriffsbildung nicht übernommen. Vgl. Dähnert: Strukturdatenorganisation, S. 88 ff.
Vgl. Mönig: Fertigungsinsel, S. 815.
Auch in Werkstätten wird man bemüht sein, einheitliche Werkzeugaufnahmen zu verwenden, was jedoch bei einer Vielzahl verschiedener Maschinen, insbesondere im Fräsbereich, oft nicht möglich ist.
Mit Spannmitteln werden die Werkstücke für die Bearbeitung auf der Werkzeugmaschine befestigt. U.U. werden zur Befestigung auf der Aufspannfläche fixierte Spannvorrichtungen benötigt, in denen die Werkstücke in der für die Bearbeitung erforderlichen Lage fixiert werden.
Mit Spannbaukästen lassen sich Vorrichtungen aufbauen. Dabei werden letztere aus verschiedenen Spannbausteinen zusammengesetzt. Die Vorrichtung läßt sich, wenn sie nicht mehr benötigt wird, wieder demontieren. Mit den Bausteinen können dann neue Vorrichtungen erstellt werden.
Vgl. Mönig: Fertigungsinsel, S. 815.
Bei dieser Art der Programmierung wird ein erstes Teil jedes neuartigen Auftrags — ähnlich wie bei einer konventionellen Maschine — von Hand gefertigt. Dabei speichert die Maschine die Werkzeugbewegungen, so daß die nachfolgenden Teile des Auftrags automatisch gefertigt werden können. Eine Verbesserung der Bearbeitung bei zweiten, dritten und weiteren Teilen ist dabei möglich.
Vgl. Rempp/Lay: Werkstattprogrammierung, S. 280 f.
Vgl. REFA: Arbeitsstudium 4, S. 10 ff.
Die Typologie ist eine anwendungsbezögerte wissenschaftliche Methode zur Ableitung einer Ordnung von interessierenden Erscheinungen. Vgl. Kosiol: Aktionszentrum, S. 33 ff.; Große-Oettringhaus: Fertigungstypologie, S. 26 ff.; Schäfer: Industriebetrieb, S. 13 ff.; Laßmann: Fertigung, Bl. 11.
Kosiol spricht hier von Zweckabhängigkeit. Vgl. Kosiol: Aktionszentrum, S. 33.
Vgl. Laßmann: Vorlesung; einen Ansatz zur Typisierung qanzer Industrieunternehmen wählt hingegen Schäfer. Vgl. Schäfer: Industriebetrieb, S. 17.
So werden z.B. bei Maschinenherstellern (mit den Erzeugnissen: Werkzeugmaschinen, Textilmaschinen, Druckmaschinen, etc.) die Einzelteile in Werkstätten hergestellt (Werkstattfertigung), während die (End-)Montage vielfach an einer Fließstrecke stattfindet (Fließfertigung).
Große-Oettringhaus bezeichnet diese Merkmale als abstufbar. Vgl. Große-Oettringhaus: Fertigungstypologie, S. 54.
Große-Oettringhaus trennt außerdem noch sog. komplexe Merkmale ab. Vgl. Große-Oettringhaus: Fertigungstypologie, S. 56.
Zur Methode der Typbildung vgl. Große-Oettringhaus: Fertigungstypologie, S. 58 f.
Vgl. Laßmann: Vorlesung.
Vgl. Kosiol: Organisation, S. 49 ff., insbesondere S. 81–8 5; vgl. Grochla: Unternehmensorganisation, S. 57.
Vgl. Abbildung 11, S. 51; Große-Oettringhaus: Fertigungstypologie, S. 54 f.
Vgl. Grochla: Unternehmensorganisation, S. 60 ff.
Große-Oettringhaus: Fertigungstypologie, S. 269.
Vgl. Kreikebaum: Organisationstypen, Sp. 1393; Große-Oettringhaus: Fertigungstypologie, S. 269 ff.; Schäfer: Industriebetrieb, S. 158 ff.
Die Objektorientierung bezieht sich dabei auf ein einzelnes Objekt (Produkt), das Mittelpunkt der Produktionsmittelhinordnung ist, und nicht wie beim “Zentralisierungs-Dezentralisierungs-Ansatz” auf mehrere Produkte.
Große-Oettringhaus: Fertigungstypologie, S. 270.
Auch die Montagebänder selbst sind, insbesondere bei Schiebebandfertigungen, meist leicht veränderbar. Die Dauerhaftigkeit folgt für viele Fließfertigungen nicht aus der Installation von Maschinen und Geräten, sondern aus der für eine wirtschaftliche Fertigung notwendigen Spezialisierung der Arbeitskräfte für ihre Aufgaben (Einarbeitung, Lernkurve).
Vgl. Große-Oettringhaus: Fertigungstypologie, S. 272.
Das Eintreten einer solchen Notwendigkeit würde dann nicht nur Änderungen beim Transportwesen erforderlich machen, sondern auch einen Austausch der Planungsverfahren.
Vgl. Laßmann: Vorlesung.
Große-Oettringhaus beschränkt die Berücksichtigung der Transporte, die er als maßgeblich für die Anordnung einstuft, im wesentlichen auf die notwendigen und möglichen Reihenfolgen, die er im Merkmal “Übergangsbeziehungen” berücksichtigt. Vgl. Große-Oettringhaus: Fertigungstypologie, S. 271 f.
Vgl. Nieß: Fertigungssysteme, Sp. 595 f.
Vgl. Kosiol: Aktionszentrum, 3. 162 ff.
Vgl. Große-Oettringhaus: Fertigungstypologie, S. 253 ff.
Die Arbeitsspindel trägt die Werkzeuge und treibt sie an.
Mehrspindelbohrköpfe ermöglichen die gleichzeitige Herstellung mehrerer Bohrungen. Die Bohrköpfe sind Sonderwerkzeuge für jeweils ein bestimmtes Bohrbild; sie enthalten Getriebe, um die einzelnen Bohrer durchmesserabhängig mit unterschiedlichen Drehzahlen betreiben zu können.
Vgl. Schraft/Walther/Gzik/Spingler: Flexible Montagesysteme, S. 238 ff.
AWF: Flexible Fertigungsorganisation, S. 5.
Zur Autonomie und den Kriterien für teilautonome Gruppen vgl. das folgende Kapitel 3.
Vgl. Zöller: Fertigungsinsel, S. 755.
Vgl. Gauderon: Gruppentechnologisches Fertigungskonzept, S. 19.
Vgl. Gauderon: Fertigungsinsel, S. 133 f.
Vgl. Jakob: Fertigungsinsel, S. 9.
Vgl. AWF: Flexible Fertigungsorganisation, S. 179 ff.
Vgl. Abschnitt 2.3.
Vgl. Maßberg: Software-Strukturierung, S. 31 ff.
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Arning, A. (1987). Besonderheiten der Zentrenfertigung und deren typologische Einordnung. In: Die wirtschaftliche Bewertung der Zentrenfertigung. Bochumer Beiträge zur Unternehmensführung und Unternehmensforschung, vol 30. Gabler Verlag. https://doi.org/10.1007/978-3-322-87929-5_2
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