Wie werden Fertigungsverfahren klassifiziert?

Die verschiedenen Fertigungsverfahren lassen sich anhand unterschiedlicher Merkmale identifizieren. Einerseits kann man die Klassifizierung mit Hilfe der Losgröße, d. h. mit der durchschnittlichen Auflagengröße und der Wiederholhäufigkeit treffen.

Somit entstehen folgende vier Fertigungsverfahren: Einzelfertigung, Kleinserienfertigung, Serienfertigung und Massenfertigung. Diese Fertigungsverfahren umfassen ein Spektrum von einer sehr geringen Auflagengröße und fast keiner Wiederholung bis zu einer sehr großen Auflage mit hoher Wiederholfrequenz.

Andererseits kann man als Bestimmungsfaktoren drei Prinzipien heranziehen: das Verrichtungs-, das Objekt-/Fluss- und das Gruppenprinzip.

Fertigungsverfahren ÜbersichtBei ersterem werden die Betriebsmittel, die gleichartige Verrichtungen an unterschiedlichen Produkten durchführen räumlich in der Fertigung zusammengebracht. Beim zweiten werden die Betriebsmittel entsprechend dem Arbeitsablauf bzw. nach der Abfolge der einzelnen Arbeitsschritte angeordnet. Beim Gruppenprinzip werden beide vorigen hinsichtlich eines optimalen Materialflusses kombiniert.

Somit ergeben sich folgende vier Hauptproduktionsarten: Fließproduktion,  Werkstattproduktion, Gruppenproduktion und Baustellenproduktion.

Was kennzeichnet die Fließfertigung bei den Fertigungsverfahren?

Grundsätzlich werden bei der Fließproduktion die Maschinen, Anlagen und Arbeitsplätze räumlich nach dem Arbeitsablauf angeordnet, d. h. es ist eine Produktion nach dem Fluss- bzw. Objektprinzip. Jedes Produkt durchläuft dann die Fertigung mit den aufeinander folgenden Schritten, welche untereinander zeitlich, teils automatisiert abgestimmt sind. Der Materialfluss liegt im Fokus. Die Wege und Zeiten zwischen den Abschnitten sind verkürzt und die Produktionsplanung ist leichter durchzuführen.

Besonders bei Ausfällen stellt sich die unveränderliche Abfolge als risikoreich heraus. Denn jedes einzelne Produkt beeinflusst während der gesamten Durchlaufzeit die ganze Produktion.

Modifikationen der Fließfertigung bilden folgende Fertigungsverfahren:

  • Reihenfertigung mit Produktion in Reihe ohne zeitliche Taktung,
  • Fließbandfertigung mit hoher Automatisierung und zeitlicher Taktung,
  • Transferlinie durch ein Fließband mit mehreren Produktvarianten,
  • Wanderfertigung durch mit dem Produkt mit wandernde Arbeitskräfte

Worin bestehen die Vorteile der Fließfertigung?

  • Kurze Durchlaufzeiten,
  • Kurze Transportzeiten und -kosten,
  • Kürzere Transportwege gegenüber der Werkstattfertigung,
  • Transparenz der Fertigung durch einfache Fertigungssteuerung.

Worin bestehen die Nachteile der Fließfertigung?

  • Hohe Kosten bei Störungen bzw. beim Ausfall der Anlage,
  • Geringe Flexibilität,
  • Hohe Umrüstkosten,
  • Einförmige (monotone) Arbeit.

Was kennzeichnet die Werkstattfertigung bei den Fertigungsverfahren?

Die Werkstattfertigung ist eine Fertigungsart nach dem Verrichtungsprinzip. Sämtliche Werkzeuge, Maschinen, Anlagen und Arbeitsplätze mit gleicher Arbeitsverrichtung werden hier räumlich in einer Werkstatt zusammengefasst. Dies kennzeichnet einen mittelständischen Betrieb mit Einzel- und Kleinserienfertigungen. Die Einzelteile müssen einmal während ihrer Entstehung die diversen Werkstätten in zeitlicher Abfolge einer Losfertigung durchlaufen.

Ein vereinheitlichter Arbeitsablauf ist wegen eines häufigen Produktwechsels und unterschiedlichen Arbeitsvorgängen und -folgen nicht möglich.

Worin bestehen die Vorteile der Werkstattfertigung?

  • Hohe Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Produkte und Fertigungsverfahren,
  • Leistungsverbesserung durch Spezialisierung,
  • Geringe Störanfälligkeit des Fertigungsablaufs,
  • Geringerer Kapitalbedarf gegenüber der Fließfertigung.

Worin bestehen die Nachteile der Werkstattfertigung?

  • Zwischenlager notwendig, dadurch wird Kapital gebunden,
  • Beträchtlicher Transportaufwand zwischen den Werkstätten mit relativ hohen Transportkosten,
  • Hoher Aufwand für die Produktionsplanung und -steuerung.

Was kennzeichnet die Gruppenfertigung bei den Fertigungsverfahren?

Die Gruppenfertigung repräsentiert eine Verbindung des Fluss- und Verrichtungsgedankens. Bei der Gruppen- oder Inselfertigung werden einzelne Fertigungsabschnitte zu Gruppen zusammengefasst. In Zellen von Arbeitskräften und Betriebsmitteln erfolgt eine räumliche Zusammenfassung, um eine bestimmte Anzahl von Arbeitsvorgängen an gleichen oder ähnlichen ortsvariablen Produkten zu verrichten. Dazu müssen die Produkte nach einem Baukastenprinzip zusammengebaut werden können.

Bei der Bildung von derartigen Produktionszellen werden also sowohl die Vorteile der Werkstattfertigung als auch die Vorteile des Flussprinzips bei der Ausgestaltung innerhalb einer Insel genutzt.

Bei diesem Prinzip kann man dann noch zwischen einer so genannten flexiblen Fertigungszelle (FFZ) und einem flexiblen Fertigungssystem (FFS) unterscheiden. Die FFZ beschreibt eine Kleinwerkstätte, deren Werkstück- und Werkzeugwechsel elektronisch gesteuert wird. Ein FFS umfasst mehrere FFZs und beinhaltet hochtechnisiert ein Bearbeitungs-, Materialfluss- und Informationsflusssystem.

Worin besten die Vorteile eines FFS?

  • Geringe Durchlaufzeiten der Werkstücke,
  • Automatisierung von Kleinserien- und Einzelfertigungen,
  • Geringere Umrüstzeiten und -kosten,
  • Geringere Kapitalbindung bei geringen Stillstandszeiten der Maschinen.

Worin bestehen die Nachteile eines FFS?

  • Hohe Investitionskosten,
  • Technisches Know-how muss verfügbar sein,
  • Hoher Umstellungsaufwand bei nicht vorhersehbaren Änderungen im Produktionsprogramm.

Was kennzeichnet die Baustellenfertigung bei den Fertigungsverfahren?

Die Baustellen- oder die Montagefertigung entspricht einer Fertigungsart nach dem Verrichtungsprinzip. Bei der Baustellenfertigung stimmen Entstehungs- und Verwendungsort überein. Nach Abschluss einer Montagefertigung kann ein Transport zum Bestimmungsort durchgeführt werden. Die Maschine wird entweder direkt auf einer extra gegründeten Baustelle gefertigt, oder sie wird bei einem Fertiger montiert und dann zum Kunden transportiert.

Prinzipiell handelt es sich um eine Produktionsorganisationsform, in der Arbeitskräfte, Betriebsmittel und beizustellendes Material verrichtungsorientiert, aber gegebenenfalls in zeitlicher Abfolge der Arbeitsvorgänge, einem ortsgebundenen Arbeitsgegenstand zugeführt werden. Das heißt, dass die notwendigen Produktionsmittel an den Standort des Produktionsobjektes transportiert werden.

Vorwiegend findet man diese Fertigungsart im Anlagenbau. Es handelt sich um eine so genannte unbewegte Fertigung. Das Ausmaß der Anlage macht es technisch oder wirtschaftlich unmöglich, das Erzeugnis zu bewegen.

Worin bestehen die Vorteile der Baustellenfertigung?

  • Begrenzte Inanspruchnahme der Produktionsfläche des Auftragnehmers, da diese der Auftraggeber stellt,
  • Gut geeignet für die Einzelfertigung,
  • Universell einsetzbare Arbeitsmittel.

Worin bestehen die Nachteile der Baustellenfertigung?

  • Erfordert eine genaue Planung der Baustelleneinrichtung, der Transportkette und der Fertigungsreihenfolge, weil Planungsfehler gravierende Auswirkungen auf das Projektergebnis haben können,
  • Erfordert bewegliche Arbeitsmittel,
  • Betriebsmittel müssen teilweise individuell zugeschnitten werden (z.B. Verschalungen),
  • Gegebenenfalls lange Transportwege.