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© Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn W2334-01Methoden der Planung und Organisation Prof. Dr.-Ing.

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1 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn W2334-01Methoden der Planung und Organisation Prof. Dr.-Ing. habil. W. Dangelmaier Modul Produktionssysteme (W2334)

2 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Inhalt 1.Einführung/Anwendungsszenarien 2.Planung des Produktionsprogramms 3.Gliederung der Produktionsaufgabe – Organisationskonzepte 4.Planung überbetrieblicher Strukturen – betriebliche Standorte 5.Planung betrieblicher Strukturen 6.Planung von Fertigungssystemen – Abläufe und Dimensionen 7.Fallstudie 8.Arbeitssysteme 9.Planung von Produktionssystemen W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 2

3 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn 7.Fallstudie W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 3

4 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie Die Firma Stahlross baut Fahrräder. Sie plant die Verlagerung ihres gesamten Unternehmens an einen neuen Standort. Die für die Standortermittlung und den Grundstückskauf erforderlichen Vorarbeiten sind abgeschlossen. Das Grundstück liegt in Radstadt inmitten eines Industriegebietes und hat eine Fläche von 40 000 qm. Die direkte Verkehrsanbindung erfolgt über die Bahnhofsstraße, ferner über die Eberhardstraße und über die Ludwigstraße. Das Gelände ist nicht erschlossen. Es soll zunächst eine Vorstudie durchgeführt werden, die eine spätere Generalbebauungsplanung für das Unternehmen ermöglicht. Aufgabenstellung:  Gliedern Sie das Projekt in Untersysteme  Gliedern Sie das Projekt in Teilsysteme  Stellen Sie die Umsysteme des Projekts zusammen  Erstellen Sie eine Matrix, aus der die Verknüpfung der Unter- bzw. Umsysteme mit den Teilsystemen hervorgeht. W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 4

5 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie Bahnhofstraße Bahn Erdgas Bebauungsgrenze Grundstückgrenze Ludwigstraße Eberhardstraße Maßstab 1:1000 W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 5

6 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie Nach Abschluss der Vorstudie soll die Hauptstudie durchgeführt werden. Im Rahmen der Hauptstudie ist ein Generalbebauungsplan notwendig (Teilsystem: Bauliche Einrichtungen). Dabei sollen sämtliche Untersysteme platziert werden. Der Güter- und Personenfluss soll aufgezeigt werden, die Medienversorgung in diesem Zusammenhang nicht betrachtet werden. Die Betriebsmittel sind bereits bei der Flächenbedarfsrechnung für diese Fragestellung ausreichend berücksichtigt. Die Anlieferung erfolgt per Lkw, der Abtransport mit der Bahn. Hinweise:  Welche Vorteile bietet ein Raster?  Soll aufgelockert oder kompakt bebaut werden (eine Erweiterung ist nicht vorgesehen)?  Flachbau oder mehrgeschossig? W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 6

7 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie Folgende Ausgangsdaten stehen zur Verfügung: Maximale Überbauung: 60 % der gesamten Fläche. In der unbebauten Fläche sind enthalten:  Verkehrsflächen (wie erforderlich)  Parkflächen8000 qm  Schutzdachflächen1000 qm  Grünflächen4000 qm  Schutzfläche (Erdgasleitung)2000 qm Folgende Flächenbedarfszahlen wurden ermittelt:  Produktionsbereich (1)13000 qm  Lagerbereich Einkauf2000 qm Versand2000 qm  Sonstige Hilfsbetriebe Labor200 qm Prüffelder500 qm  Hausmeister150 qm  Transportabteilung und gebäudeinterne Transportwege 20 % von 1) W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 7

8 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie  Sanitärräume750 qm  Sozialräume1500 qm  Funktionsflächen (Heizung, Druckluft) 2 % von 1)  Verwaltungsbereich6000 qm Im Produktionsbereich arbeiten 1000 Mitarbeiter, im Verwaltungsbereich 500. Das Verhältnis Mitarbeiter / Pkw ist in Verwaltung und Produktion gleich. Ca. 600 Mitarbeiter erscheinen mit dem Privat-Pkw zur Arbeit. 60 % der Mitarbeiter aus der Produktion gehen zum Mittagessen in die Kantine. Zeigen Sie den Lkw-, Bahn-, Pkw- und Fußgängerverkehr auf. W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 8

9 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie Die Detailstudie hat u. a. die Aufgabe, eine materialflussgünstige Anordnung der Abteilungen aufzuzeigen. Folgende Flächenbedarfszahlen sind bekannt: 1.Einkaufslager2500 qm 2.Versandlager2500 qm 3.Teilefertigung1500 qm 4.Rohbau2000 qm 5.Rohbaulager500 qm 6.Lackiererei2000 qm 7.Montage4500 qm 8.Spannerei1000 qm 9.Lackierereilager500 qm 10.Spannereilager750 qm Hinweis:  Bestimmte Abteilungen (welche ?) können nicht beliebig platziert werden.  Hauptverkehrswege sind in den Flächenzahlen nicht berücksichtigt. W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 9

10 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie Ermitteln Sie einen Layoutvorschlag mit Hilfe des Verfahrens nach Schmigalla und einer anschließenden Berücksichtigung des tatsächlichen Flächenbedarfs. Materialflussmatrix 12345678910 1-020007100 20-00000000 300-4000000 4000-800000 50000-80000 600000-0080 70120000-000 80000000-03 900000080-0 10000000300- W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 10

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12 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie Im Bereich Teilefertigung, Rohbau und Montage sollen 3 Gabelstapler für den Transport eingesetzt werden. Es gibt dazu 10 Transportbahnhöfe. Einen Transportauftrag soll, wenn einer oder mehrere Gabelstapler frei sind, der räumlich nächste zugeordnet werden. Falls alle Gabelstapler belegt sind, kommen die Transportaufträge in die Warteschlange. Aus der Warteschlange wird ein Auftrag dem ersten freien Gabelstapler zugeordnet. Zurückgestellte Transportaufträge (aus der Warteschlange) sollen vorrangig eingeplant werden. Ein Gabelstapler bleibt am Ende eines Transportauftrages am Ankunftsbahnhof. Entfernungsmatrix 12345678910 1-543212345 25-78987643 347-9977665 4389-365432 52993-12345 618761-9786 7277529-444 83664374-22 944634842-1 535256421- Bahnhof W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 12

13 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie Ausgangssituation OrtBelegungszustand Gabelstapler 1Bhf. 1unbelegt Gabelstapler 2Bhf. 2unbelegt Gabelstapler 3Bhf. 3unbelegt W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 13

14 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie Auftragstabelle TransportauftragDauer [ZE]von …… nach …Zeitpunkt [ZE] 1101 0 220295 33031015 4404935 5505845 6206760 7307670 8208475 9109495 1070104100 1180101110 129093140 136082160 146074190 159065205 161057215 171046230 182038240 19102 250 203019260 W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 14

15 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie Erstellen Sie ein Belegungsdiagramm für die 3 Gabelstapler. Berechnen sie bis zum Zeitpunkt 350 ZE  den Auslastungsgrad der 3 Gabelstapler  die mittlere Wartezeit eines Transportauftrages und  den gesamten erforderlichen Transportweg. W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 15

16 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie Umsysteme Verkehrsanschlussmöglichkeiten Medienversorgung Nachbarbetriebe Gesetzgeber Teilsysteme Güterverkehr Medienversorgung Heizung Klima Druckluft Strom Wasser Kanalisation Bauliche Einrichtungen Betriebsmittel Personenverkehr Fußgänger Parkplätze interne Verkehrsmittel W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 16

17 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie Untersysteme Verwaltung/Finanz Sozialbauten Produktion Hilfsbetriebe Hausmeister Lager Einkauf Versand W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 17

18 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie Teilsysteme GüterverkehrMedien-versorgungHeizungKlimaDruckluftStromWasserKanalisationBaulichteEinrichtungenBetriebsmittelPersonen-verkehrFußgängerParkplätzeInterneVerkehrsmittel Untersysteme Verwaltung / Finanz XXXXXXXX SozialbautenXXXXXXX ProduktionXXXXXXXXXXX HilfsbetriebeXXXXXXXXX HausmeisterXXXXXX Lager Einkauf XXXXXX VersandXXXXXX Umsysteme Verkehrsanschluss XXXXX MedienversorgungXXXX NachbarbetriebeXX GesetzgeberXXXXX W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 18

19 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie Bahn Erdgas Grünfläche B-Str. E-Str. Produktion Schutzdach Parken L-Str. Gebäudeanordnung Flächennutzung Güterverkehr HM Verwaltung Sozial-, Labor-, Prüfräume 4 Stockwerke LKW W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 19

20 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie PKW-Verkehr 84 Pkw 62 Pkw 98 Pkw 356 Pkw W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 20

21 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie Personenverkehr 138 600 218 84 100 62 300 400 500 98 598 W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 21

22 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie Dreiecksmatrix 12345678910 1020007100 2000012000 34000000 4800000 580000 60080 7083 803 90 10 W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 22

23 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie Verfahren nach Schmigalla 134568910 2 7783 783 134568 2 773 98 78 13458 2 68 773 9 783 1348 2 58 6 773 9 783 138 2 44 5 6 773 9 743 Schritt 1 Schritt 2 Schritt 3 Schritt 4 Schritt 5 W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 23

24 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie Verfahren nach Schmigalla 3810 121 2 44 5 6 73 9 613 Schritt 6 810 11 2 3 4 5 6 73 9 13 Schritt 7 8 11 2 3 4 5 6 7 9 103 4 Schritt 8 W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 24

25 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie (4) (3) 4 5 6 9 7 2 8 3 (5) 1 10 Layoutergebnis nach Schmigalla W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 25

26 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie 2 65 431810 9 7 Layout Produktion W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 26

27 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie 350050100150200250300 Zeit Auftrag von nach Zeit Auftrag von nach Zeit Auftrag von nach Warteliste St. 3 St. 1 St. 2 10 4 9 52 5 15 3 6 12 69 74 10 1 14 7 9 2 9 5 8 9 19 3 14 1 7 11 4 1 10 20 3 3 9 10 6 6 8 7 8 4 8 4 13 6 3 7 4 2 5 18 17 16 8 56 2 13 8 48 8 6 7 7 4 17 75 16 83 18 6 15 W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 27

28 © Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn Fallstudie Transportwegvonnachweg 1105 42 493 974 769 697 936 367 651 Gabelstapler 144 294 954 583 892 943 4102 15 172 745 439 3 5 15 194 Gabelstapler 253 vonnachweg 3105 66 679 784 844 4 2 42 484 826 259 572 745 466 637 386 Gabelstapler 377 Gesamt174 Auslastungsgrad Gabelstapler 10,742 Gabelstapler 20,742 Gabelstapler 30,685 Gesamt0,723 Mittlere Wartezeit 4 ZE W2334-01: Methoden der Planung und Organisation 28


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