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Moderne Fabrikplanung - Entwurf, Planung & Optimierung

fabrikplanung

Die Fabrikplanung unterliegt heutzutage besonders speziellen und vielfältigen Ansprüchen.

Neben Standort, Größe und baulichen Fakten sind hier z.B. die Anbindung an Transport, Logistik und Verkehrswege essentiell, die Verzahnung mit anderen angebundenen Produktionsstätten, die Lagerkapazitäten, Personal und Ressourcen und die eingesetzten Maschinen, Fahrzeuge und Werkzeuge. Auch Aspekte wie Sicherheit, Müllentsorgung und Umweltschutz werden schon im Vorfeld bei der Planung einer Fabrik berücksichtigt.

»Was ist Fabrikplanung
»Was wird im Rahmen der Fabrikplanung gemacht?
»Die verschiedenen Einsatzgebiete
»Die Disziplinen der Fabrikplanung
»Was kann damit erreicht werden?
»Vor- & Nachteile der Fabrikplanung
»Grenzen bei der Planung von Fabriken
»Fabrikplanung mithilfe von Software

Was heißt eigentlich Fabrikplanung?

Laut der lexikalischen Definition meint Fabrikplanung:
Den „systematischen, auf Ziele hin orientierten und in zusammenhängenden Phasen strukturierten Prozess für die Planung von Fabrikgebäuden“. Dieser Prozess beginnt mit der ursprünglichen Idee und erstreckt sich von allen Planungsstadien inklusive der Integration aller gewünschten Produktionsschritte bis hin zur aktuellen Inbetriebnahme.

Zu unterscheiden sind dabei:

  • Der komplette Neubau einer Fabrik mit allen angebundenen Instanzen und Transportwegen
  • Die Erweiterung bzw. der Ausbau einer vorhandenen Anlage
  • Oder die Reorganisation, wenn z.B. auf einem vorhandenen Fabrikgelände eine komplett neue Produktion anderer Waren und Güter geplant und umgesetzt wird

Wie sieht die Fabrikplanung in Industrie und Logistik aus?

Die Aufgabe der Fabrikplaner wird mittlerweile in vielen modernen Industriebetrieben von speziellen Fachabteilungen ausgeführt und zählt zu den langfristigen Projekten der Arbeitsvorbereitung. Zusätzlich gibt es spezialisierte Unternehmen, die extern für diese Tätigkeiten beauftragt werden.

Vor allem in der Industrie, Fertigung und Logistik bzw. Intralogistik ist die Fabrikplanung ein nicht mehr wegzudenkender Bestandteil. Bei dieser Planung werden sämtliche Produktions- und Montageschritte berücksichtigt, und ebenso die nötigen Wartungen und Reparaturen.

Weitere Einsatzgebiete der Fabrikplanung

Bei der Fabrikplanung spielen alle relevanten Faktoren der industriellen Produktionstechnik eine Rolle. Dazu zählen die Vertriebs- und Lagerkapazitäten, Förderanlagen und Transportwege, die eigentliche Produktionsplanung, Personalräume, Werkstätten und sämtliche Anbindungen an Verkehrswege wie Straßen, Schienen, Flughäfen, Umlade-Stationen und Container- und Schiffshäfen.

Bereits mit der Fabrikplanung werden die Weichen für die Einsatzmöglichkeiten eines Objekts festgelegt. Im Gegensatz zu vielen anderen Bauprojekten zeichnet sich eine Produktionsstätte durch ein großes Investitionsvolumen, durch einen höheren Wartungs- und Reparaturbedarf, größere Sicherheitsmaßnahmen und häufig auch durch eine längere Lebensdauer aus.

Welche Disziplinen umfasst die Planung von Fabriken?

In der Regel lassen sich vier generelle Disziplinen bei der Fabrikplanung festhalten.

  1. Dazu gehören die Sicherstellung eines günstigen Produktions- und Fertigungsflusses (z.B. durch Materialflusssimulation oder Materialflussplanung)
  2. Die Garantie menschengerechter und sozialer Arbeitsbedingungen
  3. Eine optimale und ausreichende Ausnutzung von Arbeitsflächen und -räumen
  4. Sowie die Gewährleistung einer hohen Flexibilität der gesamten Anlagen und Einrichtungen

Gerade die Flexibilität muss heute bei der Planung von Fabriken groß geschrieben werden. War eine Produktionsstätte im 20. Jahrhundert noch ein statisches und monolithisches Gebäude, spielen heute viele mobile und flexible Faktoren eine Rolle. Dazu gehören die Anforderungen des globalen Wettbewerbs ebenso wie die kürzeren Lebenszyklen der meisten Produkte, ein höheres Verbraucher- und Umweltschutzbewusstsein, schnelle Produktionszeiten und eine größere Auswahl an Varianten auf dem Markt.

Welche Aufgaben werden mithilfe der Fabrikplanung bewältigt?

Das Ziel der Fabrikplanung ist zusammengefasst die Schaffung einer kompletten Einheit zur Erfüllung gesteckter Produktionszahlen und -ziele, inklusive der Einhaltung aller wirtschaftlichen, finanziellen, sozialen und ökologischen Zielsetzungen und Rahmenbedingungen. Dabei muss in einer Fabrik ein technisch einwandfreier Ablauf aller Prozesse gewährleistet werden – bei der Schaffung guter Arbeitsbedingungen für die arbeitenden Menschen und die Einhaltung aller Ressourcen.

Neben der Flexibilität ist vor allem eine schnelle Wandlungsfähigkeit ein Ziel der Fabrikplanung. Sie muss in allen Anwendungsfeldern der Fabrikplanung berücksichtigt werden und erweitert den Begriff der Flexibilität, um die Vorgeplanten und proaktiven Anpassungen einer gesamten Struktur an die veränderten Marktbedingungen. Dazu gehören einerseits Flexibilisierungsfaktoren, wie Arbeitszeiten und Auftragsreihenfolgen und andererseits die Anpassung ganzer Fertigungsprozesse. Somit muss bereits bei der Fabrikplanung eine Änderung des Produktionsprogramms vorausgedacht werden. Durch adaptive Gebäude können moderne Fabriken sich den wechselnden Marktbedingungen anpassen. Produktionsflächen können dadurch schnell und wirtschaftlich verändert werden.

Eine progressive Fabrikplanung kann auch überbetriebliche Planungen von Industrieanlagen umfassen sowie die Integration bzw. Umsetzung kommunaler oder staatlicher Konzepte. Regulär erfolgt die Fabrikplanung nach dem Prinzip von oben nach unten, sprich von der Umsetzung vom Gesamtkonzept bis in die kleinsten, einzelnen Details.

Die Hauptaufgaben dieser Planung liegen bei der Umsetzung der Fertigung und Montage, wobei z.B. Lagerung, Transport, Materialfluss und -versorgung, Prozesssimulation, Forschung und Energienutzung mittlerweile einen ebenso hohen Stellenwert einnehmen. In den letzten Jahren und Jahrzehnten hat sich die Fabrikplanung deshalb vom reinen Gebäudebau hin zur Etablierung vollständiger Produktionsprozesse entwickelt.

Welche Vorteile bringt gute Fabrikplanung mit sich?

Eine gute Fabrikplanung stellt quasi schon im Vorfeld eine Fabrik Simulation dar. Mithilfe von spezieller Simulationssoftware können die Planer ein komplettes Simulationsmodell erstellen, dem die Vorgaben und Zahlen zugrunde liegen. Damit werden die vollständige Produktion, die Ressourcen und die Transportwege berechnet – und damit auch das benötigte Personal und die Betriebsmittel.

Zusätzlich können durch dreidimensionale Modelle nicht nur die räumlichen Anforderungen berechnet werden, sondern auch z.B. Auftragsdurchlaufzeiten, die Auslastung der Anlage oder die Reihenfolge der Arbeitsschritte. Daraus resultieren frühzeitige Berechnungen und die Möglichkeit, durch eine Fabrik Simulation die Produktionsschritte zu optimiert und ggf. Alternativen aufzuzeigen.

Moderne Fabrikplanung zeichnet sich zudem durch Orientierung am Kunden aus, die durch schnellere Durchlauf- und Lieferzeiten erreicht wird. Eine Fabrik muss in der Lage sein, auf kurzfristige Änderungen zu reagieren. Ziel der Fabrikplanung ist es daher auf diese Veränderungen zu reagieren und gleichzeitig innovative Fertigungsverfahren zu integrieren

Welche Nachteile bringt mangelhafte Fabrikplanung mit sich?

Auch die beste Fabrikplanung hat ihre Nachteile. Um eine realistische Planung umsetzen zu können, muss die Fabrik Simulation möglichst viele Szenarien berücksichtigen, um z.B. Abweichungen, Engpässe, Krisen, Mängel und Ausfallzeiten berücksichtigen zu können. Das kann niemals komplett geschehen, sondern nur mit den üblichen Erfahrungswerten. Jeder Planer benötigt für die Simulation einer Fabrik möglichste vielseitige und komplette Zahlen und Fakten, um Unsicherheiten klein zu halten.

Welche Grenzen gibt es bei der Fabrikplanung?

Die Grenzen in der Fabrikplanung liegen in der endgültigen Schaffung eines flexiblen Modells. Wo das bei einer rein räumlichen Simulation der Fabrik noch leicht möglich war, existieren bei der Produktionsplanung zu viele flexible und vielen Änderungen und Abweichungen unterliegenden Faktoren. Auch bei allen grundsoliden Planungsdaten sollten deshalb bei der Fabrikplanung immer auch Wert auf gute Recherchen, realistische Notfallszenarios und Erfahrungswerte aus der Vergangenheit gelegt werden.

Wie kann Fabrikplanung mit Software unterstützt oder verbessert werden?

Software für Fabrik Simulation nimmt inzwischen einen wichtigen Platz in der Arbeit der Ingenieure, Planer und Strategen ein. Die Planung einer digitalen Fabrik ermöglicht eine komplette Berechnung und grafische Darstellung der Anlagen ebenso wie von komplexen Produktionsprozessen. Gleichzeitig stehen damit umfangreiche Elemente wie Bilder, Grafiken, Videos, Tabellen und 2D- oder 3D-Simulationen zur Auswahl. Damit können die Berechnungen in anschaulichen Modellen dargestellt werden, die Außenstehende besser nachvollziehen können.

Die Produktion kann mit der Visualisierungssoftware weiterhin in vielfältigen Szenarien durchgespielt und miteinander verglichen werden. Das ist ein großer Vorteil, wenn bestehende oder laufende Fabriken umgebaut oder erweitert werden, während sie in Betrieb sind, da hier auch etwaige Ausfallszenarien berechnet werden können. Das gilt auch für Änderungen bei der Logistik, der Fertigung, den Ressourcen und der Materialflussanalyse. Insofern ist die Fabrikplanungssoftware längst ein grundlegender Baustein in der Konstruktion moderner Fabrikanlagen.

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