Layoutplanung in der Fabrikplanung

Layout (kommt von “lay out” -> auslegen) ist eine grafische Darstellung von Objekten und/oder Flächen im räumlichen Bezug. Speziell für die Fabrikplanung wird unter Layout die Darstellung der Anordnung von Fabrikbereichen verstanden. Die Darstellung kann zwei- oder dreidimensional aufgebaut sein. Zweckabhängig werden unterschiedliche Ebenen und Details dargestellt z. B. Standorte, Gebäude, Bereiche/Hallen, Arbeitsplätze bis hin zu einzelnen Betriebsmitteln.

Die Layoutplanung erfolgt mithilfe von Optimierungsverfahren, die Ergebnisse werden in Form von grafischen Darstellungen präsentiert. Die Darstellungsmöglichkeiten reichen von einer einfachen Handskizze bis hin zu fotorealistischen 3D-Welten. Die Virtuelle Realität (VR) findet in der Fabrikplanung seine Ausprägung als Digitale Fabrik.

Die Layoutplanung ist eine Kernaufgabe in der Fabrikplanung. Die Layoutplanung kann unterschieden werden in:

Ziele der Layoutplanung sind die optimale Flächennutzung sowie die Minimierung von Transportwegen. Die Optimierung wird dabei insbesondere in der Idealplanung herausgearbeitet, welche dann in der Realplanung so weit wie möglich umgesetzt werden soll. Die Idealplanung befasst sich demnach – wie der Name vermuten lässt – mit der Ideallösung, welche als Orientierung für das Real-Layout dient. Einem Real-Layout sollte immer ein Ideal-Layout voran gehen.

[ad#Ad Sense Banner]

Die Analyse von Material- und Informationsflüssen erfolgt auf unterschiedlichen Ebenen außerhalb und innerhalb der Fabrik. Die Materialflussgruppen für Fabriken werden in vier Ebenen/Level unterschieden:

Level 1 – Standortebene

Auf der höchsten Ebene werden Materialflüsse sowie Informationsflüsse im Umfeld der Fabrik analysiert. Die Beschaffungs- und Distributionslogistik sowie die Entsorgungslogistik spielen hier eine Rolle. Die Betrachtung der Standortebene kann noch sehr viel umfassender gestaltet werden und ganze Infrastrukturbereiche, wie die Zug- oder Straßenanbindung des näheren Umfelds berücksichtigen.

Level 2 – Werksebene / Fabrikebene

Die nächste Ebene befasst sich mit dem Inneren der Fabrik, jedoch vor allem mit den Produktionsstätten und angrenzenden Bereichen, wie z. B. Qualitätsbüros. Es werden die Materialströme erfasst, die zwischen den Produktionsbereichen stattfinden. Hier ergibt sich bereits Potenzial zur Einsparung von Verschwendung, denn die optimale Anordnung von Produktionsbereichen verkürzt Transportwege.

Level 3 – Produktionsstättenebene

Auf dieser Ebene werden die Material- und Informationsströme zwischen den Betriebsmittel bzw. Arbeitsplätzen betrachtet. Genauso wie zwischen den Produktionsstätten, sollten auch für die Arbeitsplätze optimale Wege gefunden werden.

Level 4 – Arbeitsplatzebene

Auf Arbeitsplatzebene sind ebenfalls Verschwendungen zu vermeiden. Bei Montage-Arbeitsplätzen helfen die Optimierungsmethoden des MTM-Produktionssystems (MTM-1, MTM-UAS, MTM-MEK). Zudem müssen die Betriebsmittel, welche Arbeitsplätze darstellen (z. B. CNC-Maschinen), für bestimmte Anforderungen (z. B. Mehrmaschinenbedienung oder bestimmte Sicherheitsbestimmungen) korrekt angeordnet werden.

 

Zuordnungsverfahren

Bei hoher Komplexität der Materialflüsse und sonstigen Objektbeziehungen ist die Anordnung zu optimieren, um die Transportwege so kurz wie möglich zu halten. Die Anordnungsoptimierung ist auf Produktionsstättenebene insbesondere bei der Werkstattfertigung sinnvoll. Aber auch für eine Gruppenfertigung kann dies hilfreich sein.

Es gibt verschiedene Zuordnungsverfahren, die zur Findung der optimalen Anordnung von Produktionsstätten, Arbeitsplätzen und Betriebsmitteln geeignet sind.

Bei weniger komplexen Materialströmen, beispielsweise in einfachen Gruppenfertigungen, eignen sich grafische Zuordnungsverfahren. Der beliebte Klassiker unter den grafisch zu lösenden Verfahren sind das Kreisverfahren (nach Schwerdtfeger) sowie Sankey-Diagramme.

Bei komplexeren Systemen mit einer Vielzahl von auch rückwärts gerichteten Materialströmen wie sie vor allem bei Werkstattfertigungen vorkommen, sind mathematische Zuordnungsverfahren hilfreich. Zu den mathematischen Zuordnungsverfahren zählen analytische und heuristische Verfahren.