Lektion 2.1

Prozesse in der Technik managen

18 min Lesezeit

Du bestellst abends ein Fahrrad im Internet. Zwei Tage später steht es als Paket vor der Tür. Dazwischen liegt eine Kette von Entscheidungen. Wer hat die Rahmen eingekauft? Wer hat festgelegt, wie viele Räder diese Woche gebaut werden? Warum steht das Werk gerade an diesem Ort? Wie kam das Rad vom Werk zum Paketdienst, und wie wussten die Maschinen, welche Farbe es bekommt?

Ein Betrieb muss solche Abläufe planen, steuern und prüfen. Das ist Prozessmanagement. Diese Lektion zeigt die betrieblichen Prozesse, die Wahl des Standorts, die Wege der Güter und die Rolle digitaler Systeme.

Definition

Betriebliche Prozesse

Ein Prozess ist eine Folge von Schritten, die Input in Output umwandelt. Ein Betrieb besteht aus mehreren Prozessen, die aufeinander aufbauen, denn jeder Schritt erhöht den Wert des Produkts. Man nennt das Wertschöpfungskette.

ProzessAufgabeBeispiel Fahrradwerk
BeschaffungMaterial und Teile in der nötigen Menge, Qualität und Zeit einkaufenRahmenrohre, Schaltungen, Reifen
Produktionsplanungfestlegen, was, wie viel, wann und auf welcher Maschine hergestellt wirdWochenplan für 150 Räder
Fertigungherstellen und montierenRahmen schweißen, Räder zusammenbauen
Qualitätskontrolleprüfen, ob die Anforderungen erfüllt sindSchweißnähte prüfen, Bremsen testen
Logistiklagern, transportieren, bereitstellenLager, Förderband, Versand
Vertriebverkaufen, liefern, Kunden betreuenHändler, Onlineshop

Die Reihenfolge ist nicht starr. Die Qualitätskontrolle begleitet die Fertigung, und die Logistik zieht sich durch alle Schritte.

Beispiel

Materialbedarf planen

Das Werk soll in einer Woche 150 Fahrräder bauen. Jedes Fahrrad braucht 2 Laufräder und 1 Rahmen. Im Lager liegen 120 Laufräder und 40 Rahmen. Wie viele Laufräder und Rahmen muss die Beschaffung bestellen?

Zuerst der Bruttobedarf, also die gesamte benötigte Menge: Laufräder 2 · 150 = 300, Rahmen 1 · 150 = 150. Dann der Nettobedarf, das ist der Bruttobedarf abzüglich des Lagerbestands: Laufräder 300 − 120 = 180, Rahmen 150 − 40 = 110. Die Beschaffung bestellt 180 Laufräder und 110 Rahmen. Sie muss die Lieferzeit einrechnen, damit die Teile vor Beginn der Fertigung da sind.

Definition

Harte und weiche Standortfaktoren

Wo ein Betrieb steht, beeinflusst Kosten und Erfolg. Die Gründe nennt man Standortfaktoren.

Harte Standortfaktoren lassen sich in Zahlen fassen und wirken direkt auf Kosten oder Erlöse: Grundstückspreise, Löhne, Steuern, Energiepreise, Verkehrsanbindung, Nähe zu Rohstoffen und Kunden. Weiche Standortfaktoren sind schwer messbar und wirken über Menschen und Stimmung: Wohn- und Freizeitwert, Schulen, Kulturangebot, Image der Region, Haltung der Verwaltung. Sie entscheiden oft mit, ob Fachkräfte in eine Region ziehen.

Welcher Faktor wichtig ist, hängt von der Branche ab. Ein Stahlwerk achtet stark auf Rohstoffe und Energie, eine Softwarefirma auf Fachkräfte.

Beispiel

Transportkosten als harter Faktor

Ein Werk bezieht 40 t Material je Woche. Der Transport kostet angenommen 0,12 Euro je Tonne und Kilometer. Standort A liegt 150 km vom Lieferanten entfernt, Standort B 400 km. Wie hoch sind die wöchentlichen Transportkosten, und wie groß ist der Unterschied?

Standort A: 40 · 150 · 0,12 = 6000 · 0,12 = 720 Euro je Woche. Standort B: 40 · 400 · 0,12 = 16000 · 0,12 = 1920 Euro je Woche. Der Unterschied beträgt 1920 − 720 = 1200 Euro je Woche. Standort B kann trotzdem sinnvoll sein, wenn dort die Löhne niedriger sind oder Fachkräfte leichter zu finden sind. Harte Faktoren stehen oft gegeneinander.

Definition

Verkehrsmittel und Verkehrswege

Das Verkehrsmittel ist das Fahrzeug, der Verkehrsweg die Infrastruktur, auf der es fährt. Die Güter laufen häufig über eine Kette verschiedener Verkehrsträger. Wird derselbe Container nacheinander von Schiff, Zug und Lkw befördert, heißt das kombinierter Verkehr. Das Umladen kostet Zeit und Geld.

VerkehrsträgerVerkehrswegStärkeSchwäche
StraßeStraßennetzsehr flexibel, von Haus zu HausStau, hoher Energieverbrauch je Tonne, Lärm und Abgase
SchieneGleisnetzgroße Mengen, meist energieeffizientan Gleise und Fahrpläne gebunden
BinnenschiffFlüsse und Kanälesehr große Mengen, günstiglangsam, abhängig vom Wasserstand
SeeschiffSeewege und HäfenMassengüter über Kontinentelangsam, Umschlag im Hafen
FlugzeugLuftverkehrsnetz, Flughäfenschnell, weitteuer, hoher Energieverbrauch
PipelineRohrleitungÖl und Gas, kontinuierlichnur für Flüssigkeiten und Gase
Definition

Onlinehandel

Beim Onlinehandel laufen Bestellung, Bezahlung und Vertragsabschluss über das Internet. Der Prozess dahinter: Bestellung, Prüfung der Zahlung, Zusammenstellen der Ware im Lager (Kommissionierung), Verpacken, Versand und Zustellung. Die letzte Strecke zum Kunden heißt letzte Meile. Schickt der Kunde Ware zurück, spricht man von einer Retoure.

Folgen: Das Unternehmen braucht Lager statt Ladenfläche. Es gibt viele Einzelsendungen statt weniger Großlieferungen, das erhöht Lieferverkehr in Städten und Verpackungsabfall. Retouren verursachen zusätzliche Transporte. Händler sammeln Kundendaten, um den Bedarf vorherzusagen. Ob ein Onlinekauf die Umwelt mehr oder weniger belastet als ein Ladenkauf, hängt vom Weg zum Laden, von der Zahl der Retouren und von der Zustellart ab.

Definition

Digitale Transformation, CAD, CAM, CIM und PPS

Die digitale Transformation ist der Umbau von Produkten, Prozessen und Geschäftsmodellen durch digitale Technik. Daten werden erfasst, gespeichert und ausgetauscht, wo früher Papier und Handarbeit standen.

KürzelAusgeschriebenAufgabe
CADComputer-Aided DesignKonstruieren am Rechner, erzeugt Zeichnungen und 3D-Modelle
CAMComputer-Aided ManufacturingFertigungsmaschinen werden mit den Daten aus dem Rechner angesteuert
PPSProduktionsplanung und -steuerungplant Mengen, Termine und Maschinenbelegung und steuert die Aufträge
CIMComputer-Integrated Manufacturingverbindet CAD, CAM, PPS und weitere Bereiche über eine gemeinsame Datenbasis

Die vernetzte Produktion, oft Industrie 4.0 genannt, geht weiter: Maschinen, Werkstücke, Lager und Planungssoftware tauschen laufend Daten über Sensoren und Netzwerke aus. Eine Maschine meldet ihren Zustand und kann rechtzeitig gewartet werden, ein Werkstück trägt seinen Auftrag als Code mit sich. Folgen sind kürzere Durchlaufzeiten und die Möglichkeit, Einzelstücke nach Kundenwunsch wirtschaftlich zu fertigen. Dem stehen Abhängigkeit von Netzen, Angriffe auf die IT und neue Anforderungen an die Qualifikation gegenüber.

Beispiel

Von der Bestellung zur Maschine

Eine Kundin konfiguriert im Onlineshop ein Fahrrad mit Rahmenhöhe 56 cm und roter Lackierung. Verfolge die Daten durch das Werk.

SchrittSystemWas geschieht
BestellungOnlineshopDie Konfiguration wird als Auftrag gespeichert
PlanungPPSprüft den Lagerbestand, setzt den Auftrag in den Wochenplan, löst Bestellungen fehlender Teile aus
KonstruktionCADDer Rahmen für 56 cm ist als Modell hinterlegt, die Maße werden angepasst
FertigungCAMDie Schweißmaschine erhält ihr Programm aus den CAD-Daten
VersandLogistiksoftwareerzeugt Versandetikett und meldet den Zustellstatus an den Shop

Ohne gemeinsame Datenbasis müsste jemand die Daten von Hand von einem System in das nächste übertragen. Das kostet Zeit, und dabei entstehen Übertragungsfehler. Genau das soll CIM vermeiden.

Häufige Fehler

CAD, CAM und CIM sind dasselbe

„CAD, CAM und CIM sind drei Namen für dieselbe Software.“

Richtig ist

Die Kürzel bezeichnen verschiedene Aufgaben. CAD konstruiert, CAM steuert Fertigungsmaschinen, PPS plant Mengen und Termine. CIM ist der Gedanke, diese Bereiche über eine gemeinsame Datenbasis zu verbinden.

Häufige Fehler

Weiche Standortfaktoren zählen nicht

„Weiche Standortfaktoren kann man nicht in Euro angeben, also spielen sie keine Rolle.“

Richtig ist

Auch was sich schwer messen lässt, wirkt. Ein Betrieb findet in einer Region mit geringem Wohn- und Freizeitwert schwerer Fachkräfte, und das kostet am Ende Geld. Man bewertet weiche Faktoren deshalb mit Punkten oder Befragungen.

Zusammenfassung

  • Betriebliche Prozesse sind Beschaffung, Produktionsplanung, Fertigung, Qualitätskontrolle, Logistik und Vertrieb. Sie bauen aufeinander auf.

  • Der Nettobedarf ist der Bruttobedarf abzüglich des Lagerbestands.

  • Harte Standortfaktoren sind messbar und wirken direkt auf Kosten, weiche wirken über Menschen und Image.

  • Verkehrsmittel sind Fahrzeuge, Verkehrswege die Infrastruktur. Jeder Verkehrsträger hat Stärken und Schwächen, kombinierter Verkehr nutzt mehrere.

  • Onlinehandel verlagert Prozesse in Lager und Zustellung und verändert Verkehr, Verpackung und Retouren.

  • CAD konstruiert, CAM steuert Maschinen, PPS plant und steuert Aufträge, CIM verbindet alles über gemeinsame Daten.

  • Vernetzte Produktion tauscht Daten laufend zwischen Maschinen, Werkstücken und Planung aus und macht Einzelstücke wirtschaftlich.

Übungen

Aufgabe 1Multiple Choice

Welcher Faktor ist ein weicher Standortfaktor?

Aufgabe 2Numerisch

Ein Werk soll 80 Roller bauen. Jeder Roller braucht 2 Räder, im Lager liegen 100 Räder. Wie viele Räder muss die Beschaffung bestellen?

Aufgabe 3Multiple Choice

Was beschreibt CAM?

Aufgabe 4Numerisch

Ein Werk bezieht 25 t Material je Woche über 300 km. Der Transport kostet 0,10 Euro je Tonne und Kilometer. Wie hoch sind die Transportkosten je Woche in Euro?

Aufgabe 5Freitext

Ein Händler führt zusätzlich zum Laden einen Onlineshop ein. Nenne zwei betriebliche Prozesse, die sich ändern, und je eine Folge.