Industrieprojekte - Betriebsstättenplanung

Schon zu Zeiten des emeritierten Univ.-Prof. Dr. Josef Wohinz nahmen Betriebsstättenplanungen einen hohen Stellenwert am Institut für Innovation und Industrie Management ein. Seit 2018 wurden fünf Projekte im Rahmen von jeweils sechs Monaten mit namenhaften Industrieunternehmen abgeschlossen und zwei Projekte laufen derzeit noch. In diesen Projekten wurden in Summe ca. 150.000 m² Produktionsfläche geplant. Aufgrund der steigenden Nachfrage betreuen am IIM bereits fünf wissenschaftliche Assistenten die Projekte und betreiben aktiv Forschung im Bereich der Fabrikplanung. Auch Studierende haben die Möglichkeit im Rahmen ihrer Masterarbeit, bei Fabrikplanungsprojekten aktiv mitzuwirken und Erfahrungen für ihr weiteres berufliches Leben zu sammeln.

Das Institut bearbeitet sowohl Brownfield (Optimierung bestehender Produktionsstätten) als auch Greenfield (Neuplanung von Fabriken auf der grünen Wiese) Projekte, welche in der Regel innerhalb von sechs Monaten abgewickelt werden.

Die Methodik und das Vorgehen der Fabrikplanungsprojekte wurde über die Jahre iterativ verbessert sowie angepasst und gliedert sich in der Regel in drei Phasen.

Phase I

In der ersten Phase werden die Ziele des Vorhabens definiert und der Ist-Zustand analysiert. Dabei werden sämtliche projektspezifischen Daten, die für die Erreichung der im Projektangebot definierten Ziele notwendig sind, gesammelt. Neben einer Materialflussanalyse, Prozessanalyse, Analyse der Fertigungsflächen und der Transportlogistik identifizieren Studierende zusammen mit MitarbeiterInnen des IIM Optimierungspotenziale und leiten einen Katalog mit Handlungsempfehlungen ab, die oft über die eigentliche Fabrikplanung hinausgehen.

Phase II

Die zweite Phase beginnt mit der Dimensionierung. Dabei werden zunächst die Arbeitsbereiche auf Maschinen-/ Arbeitsplatzebene mit Hilfe der geplanten Bedarfsmengen dimensioniert. Um dies zu ermöglichen, wird eine Kapazitätsberechnung durchgeführt. Ziel ist es, die benötigte Fläche für zukünftige Bedarfsmengen zu definieren. Dazu zählt auch die Dimensionierung von Bereitstellungsflächen, Zwischenlagerflächen und Lagerflächen. Anschließend folgt die Strukturierungsphase, in der zuerst eine materialflussoptimierte Idealanordnung (Ideallayout) und nach der Einarbeitung definierter Randbedingungen die Neuanordnung der Arbeitsbereiche (Groblayout) erstellt werden. Zusammen mit den Industriepartnern wird danach anhand definierter Kriterien eine Groblayoutvariante ausgewählt.

Phase III

In der dritten Phase wird abschließend die Groblayoutvariante, für die sich der Industriepartner entschieden hat, weiter detailliert. Mit Hilfe der CAD-Softwarelösung wird das Blocklayout aus Phase II in ein Feinlayout überführt. Dabei wird insbesondere auf die Arbeitsplatzgestaltung, die Dimensionierung der Transportwege, die Dimensionierung der Logistikflächen sowie die Anordnung der Betriebsmittel auf Arbeitsplatzebene Wert gelegt. Der zweite Arbeitsinhalt der Phase III ist die Erstellung eines diskreten Simulationsmodells der ausgewählten Layoutvariante und dient in erster Linie zur Validierung des Systemverhaltens. Das Simulationsmodell wird mit Hilfe einer Simulationssoftwarelösung durchgeführt. Diese wird speziell bei der Analyse, Visualisierung und Optimierung von Produktionsprozessen, Materialflüssen und logistischen Abläufen eingesetzt. Das Simulationsmodell dient dazu, die Ressourcenauslastung zu ermitteln und zu visualisieren, die Durchlaufzeiten der relevanten Produkte zu bestimmen und die Lager- und Bereitstellungsflächen zu dimensionieren. Das Vorgehen bei der Erstellung und Durchführung der Simulation richtet sich nach den Richtlinien der VDI3633. Dabei werden zuerst die Ziele der Simulation definiert und anschließend wird das Layout in der Simulationsumgebung erstellt. Danach werden Experimente durchgeführt, die Ergebnisse dokumentiert und analysiert. Durch Änderungen der gemeinsam mit dem Industriepartner definierten Stellhebel im Simulationsmodell, werden weitere Erkenntnisse bezüglich des Systemverhaltens gewonnen. Die Erkenntnisse der Simulation werden anschließend in das Feinlayout übertragen.

Beitrag zur Wissenschaft

Neben der aktiven Mitarbeit in den Fabrikplanungsprojekten leisten die Studierenden im Rahmen ihrer Masterarbeit auch einen Beitrag zur Wissenschaft, indem gezielte Fragenstellungen bearbeitet werden. Dabei dienen die Industrieprojekte als Grundlage für die praktische Betrachtung solcher wissenschaftlichen Fragenstellungen. Zum Beispiel hat Berker Kantar im Jahr 2019 im Zuge seiner Masterarbeit „Agile Factory Planning“ derzeitige Herausforderungen in klassischen Fabrikplanungsvorgehen sowohl in der Literatur als auch in Rahmen eines Industrieprojektes untersucht und verglichen. Anschließend untersuchte er Ansätze von agilen Projektmanagement Methoden und integrierte diese in ein bestehendes Fabrikplanungsvorgehen, um den identifizierten Herausforderungen entgegenzuwirken.