Springer-Lehrbuch Hans-Jiirgen Warnecke Der Produktionsbetrieb 1 Organisation, Produkt, Planung Dritte, unveranderte Auflage mit 251 Abbildungen Springer-Verlag Berlin Heidelberg NewY ork London Paris Tokyo HongKong Barcelona Budapest Prof. Dr. h.c. mult. Dr.-Ing. Hans-Jiirgen Warnecke Prasident der Fraunhofer-Gesellschaft LeonrodstraBe 54 80636 MOnchen Die erste Auflage ist 1984 als einbandige Monographie erschienen. ISBN-13 :978-3-540-58392-9 e-ISBN-13:978-3-642-79239-7 DOl: 10.1007/978-3-642-79239-7 Dieses Werk ist urheberrechtlich geschiltzt. Die dadurch begrilndeten Rechte, insbesondere die der Obersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funks endung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfliltigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehaIten. Eine Verviel fliltigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im EinzelfaIl nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der BundesrepublikDeutschland yom 9. Septem ber 1965 in der jeweils geltenden Fassung zul!lssig. Sie ist grundslltzlich vergOtungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Stratbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1984, 1993 and 1995 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Buch berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nichtzu der Annahme, daB soIche N amen im Sinne der Warenzeichen-undMarkenschutz-Gesetzgebung aIs frei zu betrachten waren und dahervon jedermann benutztwerden dilrften. Sollte in diesem Werk direkt oder indirekt aufGesetze, Vorschriften oder Richtlinien (z.B. DIN, VDI, VDE) Bezug genommen oder aus ihnen zitiert worden sein, so kann der Verlag keine Gewllhr fur Richtigkeit, Vollstandigkeitoder AktuaIitlltObemehmen. Es empfiehltsich, gegebenenfaIls filr die eigenen Arbeiten dievollstllndigen Vorschriften oder Richtlinien in der jeweils gilltigen Fassunghinzuzuziehen. Satz:Reproduktionsfertige Vorlage des Autors SPIN: 10478661 60/3020 543210 Gedruckt aufsllurefreiem Papier Vorwort Der Produktionsbetrieb, wie wir ibn heute kennen, ist im Wandel begriffen. Damit zeichnet sich nach heutigem Kenntnisstand die 3. industrielle Revolution ab, da bisher giiltige Leitsitzezum Gestalteneiner ProduktioninFrage gestelltwerden undnachneuen Leitlinien und Paradigmen gesucht wird. Die Notwendigkeit schneller Anderungen ergeben sich aus dem zunehmenden Wettbewerbsdruck, insbesondere ausgehend von japanischen Industrieuntemehmen sowie aus der Flihigkeit etlicher Schwellenliinder, als Anbieter industrieller Produkte auftreten zu kfumen. Diese kfumen dann aufgrund niedrigeren Aufwandes fUr die Produktion die KostenfUhrerschaft iibemehmen. Somit sind die Anbieter aus den hochindustrialisierten Uindem noch mehr gefordert, die Qualitiitsfiihrerschaft zu behalten. Dieses kommt im Streben nach totaler Qualitiit und nach Null-Fehlem in Produkten und Produktionen zum Ausdruck. Der Wandel wird zudem erzwungen durch sich ausbildende Uberkapazitiiten und damit eines Kiufermarktes. "Der Kunde ist KOnig" ist nicht nur ein Schlagwort, sondem bedingt die Marktorientierung alIer Bereiche eines Produktionsbetriebes. Neben Kosten und Qualitiit tritt die Geschwindigkeit als dritter Wettbewerbsfaktor, urn moglichst schnell einen Kundenwunsch zu erfiillen oder eine neue Erkenntnis in ein Leistungsangebot umzusetzen. Dadurchsind in den le1ztenJahren die Zahl der angebotenen Produkte und Varianten unddamit auchdie Entwicklungs-und Produktionskosten je Leistungseinheit stark angestiegen. Die Kostendegression durch Mengeneffekt kann vielfach nicht mehr genutzt werden, insbesondere wenn ein Pro duktionsbetrieb in eine Marktnische abgedriingt wird. Infolge dieser Tendenz ist die innerbetriebliche Komplexitiit auBerordentlich angestiegen und die Informations verarbeitung zu einem EngpaB in Kosten und Zeitgeworden. Es istdeshalbrichtig, heute einen Produktionsbetrieb als ein informationsverarbeitendes System zu betrachten. Als Allheilmittel wurde dafiir in den vergangenen Jahren die rechnerintegrierte Produktion betrachtet. Sie ist auch teilweise durch das Bilden von sogenannten ProzeBketten gekennzeichnet; d. h. Informationen werden yonder Konstruktiondirektindie Steuerung von Bearbeitungsmaschinen urngesetzt. Insgesamt aberwerdendie bisherigen Konzepte inFrage gestellt, da man Gefahr liiuft, einen zuhohenAufwand inder Datenverarbeitung zu installieren und noch schlimmer, bestehende Organisationsstrukturen in Rechnerhierarchien abzubilden und zu zementieren. Zweifellos wird die Automatisierung durch die steigende Leistungsfiihigkeit der Informationsverarbeitungweitervorangetrieben werden. Wirdiirfen abernichtmehrden Produktionsbetrieb als eine komplexe Maschine betrachten, die frUher oder spiiter vollautomatisiert sein wird, sondem als einen lebenden Organismus, in dem die Mitarbeiter die entscheidende Rolle spielen. Gerade mit zunehmender Automatisierung riicktder Mensch wieder in den Mittelpunkt, danurerinder Lage ist, Automateneffizient zu nutzen sowie einen Produktionsbetrieb an die sich schnell iindemden Anforderungen VI Vorwort anzupassen. Bisherige Fiihrungs-und Organisationsmethoden haben zu einer starken Trennung zwischen Informiertsein, Planen und Entscheiden einerseits sowie einfachem Ausffihren auf der Produktionsebene andererseits gefiihrt, mit entsprechender Sinnentleerungund Qualifikationsverlustauf der Produktionsebene. Diesem miissen wir entgegenwirken und versuchen, heute einen Produktionsbetrieb aus schnellen kleinen Regelkreisen unter Mitwirkung alIer Mitarbeiter zu strukturieren. Dabei wird sehr stark der Dienstleistungsgedanke fiireinander und letztlich dann ffir den Kunden verfolgt. Ein Produktionsbetrieb ist in seiner Aufbauorganisation in Hierarchie-Ebenen horizontal und in Funktionen vertikal gegliedert. Die Gliederung des Buches, das in drei Bandeaufgeteilt ist, ist entsprechend, da auf diese Weise die erforderlichen Funktionen zum Erffillen einer Produktionsaufgabe dargestellt werden kfulnen. Gedanklich miissen wir aberdavon ausgehen, daB wir gegenw8rtig versuchen, mit einer stiirkeren Geschiifts und ProzeBorientierung die Zerschneidung des l\blaufes durch die funktionale Strukturierung aufzuheben oder zu mildern. Die Zahl der Hierarchie-Ebenen kann dadurch verringert werden, und die Probleme werden dort angesprochen und gelOst, wo sie entstehen. Es wird zunehmend projelctgebundene Zusammenarbeit zwischen den einzelnen Bereichen und den spezialisierten Mitarbeitern notwendig. Oem dazu erforderlichen Verstandnis der Mitarbeiter ffir die Belange des anderen sollen diese Biicherdienen. Sie beschreiben Aufgaben, LOsungen und Methoden, die ffir die einzelnen Bereiche eines Produktionsbetriebes vorhanden sind, und geben den heutigen Stand der Erkenntnisse wieder. Die Aufteilung des Buches in drei Bande erlaubt Schwerpunlctsetzung ffir den Leser in der Beschaffung und in der Nutzung. 1m Einzelnen befassen sich Band I -Organisation, Produkt und Planung -mit dem Beziehungsgeflecht, in dem das Unternehmen und sein Produktionsbetrieb steht, der Organisation und ihrer Gestaltung, mit den Funktionen Forschung und Entwicklung, der Materialwirtschaft, der Produktionsplanung und -steuerung. Band II - Produktion und Produktionssicherung - mit den Funktionen Fertigung und Montage, der Qualitiitssicherung und der Instandhaltung. m- Band Betriebswirtschaft, VertriebundRecycling -mitdenFunktionenPersonalwesen, Rechnungswesen, Vertrieb und Recycling. Dieses Werk ist im Zusammenhang mit meiner Vorlesung Fabrikbetriebslehre an der Universitiit Stuttgart erarbeitet worden. Erkenntnisse und Informationsmaterial aus verschiedenen Lehrgangen undSeminarensowieausForschungsarbeiten,die indem von mir geleiteten Institut fUr Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb (IFF) der Universitiit Stuttgart sowie dem Fraunhofer-Institut fUr Produktionstechnik und Automatisierung (IPA ) entstanden, sind eingeflossen. Das gilt auch ffir Erkenntnisse und Unterlagen aus dem von meinem ehemaligen Mitarbeiter, Herrn Professor Dr.h.c. Dr.-Ing. habil. Hans- Vorwort vn Jorg Bullinger, geleiteten Institut fUr Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement (IAT ) an der Universitiit Stuttgart und dem Fraunhofer-Institut fUr Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO). Ich danke ihm herzlich fUr seine Mitwirkung und fiir die seiner Mitarbeiter. Diese drei Biinde haben durchaus den Charaktereines Lehrbuches, sind aber sichernicht nur fiir Studenten und junge Ingenieure von Nutzen, sondem auch fUr den schon liinger im Beruf stehenden, der sich iiberden neuen Stand der Erkenntnisse informieren will und Anregungen sowie Methoden fiir Verbesserungen in den verschiedenen Bereichen des Produktionsbetriebes sucht. An den drei Biichem haben viele Kollegen mitgewirkt. Mein herzlicher Dank gilt ihnen, die teilweise in der Zwischenzeit nicht mehr als Mitarbeiter an den genannten Instituten tiitig sind und andere Aufgaben iibemommen haben oder aber weiterhin als Wissenschaftler hier in Stuttgart wirken. In alphabetischerReihenfolge seien genannt: Prof. Dr.-Ing. Hans-Jorg Bullinger, Prof. Dr.-Ing. Wilhelm Dangelmaier, Dipl.-Psych. Walter Ganz, Dipl.-Psych. Gerd Gidion, Dipl.-Ing. Manfred Hueser, Dipl.-Ing. Hans Friedrich Jacobi, Prof. Dr.-Ing. Klaus Komwachs, Dr.-Ing. Josef R. Kring, Dipl.-Ing. Wieland Link, Dipl.-Ing. Herwig Muthsam, Dipl.-Soz. Jochen Pack, Dipl.-Ing. Thomas Reinhard, Dr.-Ing. Manfred Schweizer, Dipl.-Kfm. Georg Spindler, Dr.-Ing. Rolf Steinhilper, Dipl.-Ing. Hartmut Stom. Die zeitraubende und schwierige Arbeit der Koordination und Redaktion hat Herr Dipl. Wirtsch.-Ing. Siegfried Stender iibemommen, zusiitzlich zu seiner Projektarbeit. Nur wer bereits einmal ein Buch geschrieben und redigiert hat, insbesondere wenn es von verschiedenenAutorenzusammenzutragen und abzustimmenist,kann ermessen, welchen Arbeitsumfang er bewaltigt hat. Ich danke ihm ganz besonders, da das Buch ohne seinen Einsatz sicher in absehbarer Zeit nicht hatte iiberarbeitet werden konnen. Das Manuskript wurde in druckreifer Form erstellt. Fiirdie umfangreiche Schreibarbeit mOchte ich Frau S. Kahrdanken. Die Tabellen und Grafiken wurden von Frau M. Koptik gezeichnet. Femerdankeich HerrnM. Eberle fiirdie Layoutgestaltung und Endredaktion, Frau U. Benzingerfiir die Textformatierung sowie Frau S. Freitag und Herrn O. Freitag, die als wissenschaftliche Hilfskriifte an der Gestaltung mitgearbeitet haben. Stuttgart, im Marz 1995 Hans-Jiirgen Wamecke Verantwortlich fUr die einzelnen Kapitel sind: Band I -Organisation, Produkt und Planung Kapitell -Das Unternehmen Prof. Dr.-Ing. Hans-Jiirgen Warnecke -Organisationsentwicldung Prof. Dr.-Ing. Hans-JOrg Bullinger Kapitel 2, 3, 4 Prof. Dr.-Ing. Wilhelm Dangelmaier Kapitel5 -Arbeitsvorbereitung Dr.-Ing. Rolf Steinhilper -Fertigungssteuerung Prof. Dr.-Ing. Wilhelm Dangelmaier Band IT -Produktion und Produktionssicherung Kapitel6 -Produktion Dr.-Ing. Rolf Steinhilper -Montage Dr.-Ing. Manfred Schweizer Kapitel7 Dr.-Ing. Josef R. Kring Kapitel8 Dipl.-Ing. Hans-Friedrich Jacobi Band III -Betriebswirtschaft, Vertrieb und Recycling Kapitel9 Prof. Dr.-Ing. Hans-Jorg Bullinger Kapitell0 -Personalwesen Prof. Dr.-Ing. Hans-Jorg Bullinger -Arbeitsschutzrecht Dipl.-Ing. Wieland Link Kapitelll Prof. Dr.-Ing. Hans-Jiirgen Warnecke Kapitel12 Dr.-Ing. Rolf Steinhilper Inhaltsverzeichnis Band 1 1 Das Untemehmen ............ 1 CI •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 1.1 EinIeitung ............................................................................................... 1 1.2 Das Untemehmen aIs System ................................................................ 1 1.3 Die Beziehungen des Untemehmens zu seiner Umwelt ........................ 5 1.3.1 Voraussetzungen und Anspriiche .............................................................. 5 1.3.2 Untemehmensfonnen und -zusammenschliisse ......................................... 7 1.4 Die Struktur des Unternehmens .......................................................... 12 1.4.1 Zielsystem .............................................................................................. 12 1.4.2 Untemebmensaufgabe ............................................................................ 13 1.4.3 Aufgabenanalyse .................................................................................... 13 1.4.4 Aufgabensynthese .................................................................................. 15 1.4.5 Organisationshilfsmittel ......................................................................... 17 1.5 Praxisrelevante Organisationskonzepte .............................................. 27 1.5.1 Linien-und Funktions-Organisation .................................. " ................... 27 1.5.2 Stab-Linien-Organisation ....................................................................... 28 1.5.3 Sparten-Organisation .............................................................................. 29 1.5.4 Matrix-Organisation ............................................................................... 31 1.5.5 Projekt-Organisation .............................................................................. 33 1.6 Organisationsentwicklung ................................................................... 35 1.6.1 Vorbemerkung ....................................................................................... 35 1.6.2 Problemfelder ........................................................................................ 38 1.6.3 Ziele ....................................................................................................... 39 1.6.4 Prinzipien ............................................................................................... 39 1.6.5 Der OE-ProzeB ...................................................................................... 41 1.6.6 Methoden ............................................................................................... 41 1.6.7 Kommunikationstechniken ..................................................................... 47 1.6.8 Problem16sungstechniken ....................................................................... 53 1.6.9 Beispiel zur Organisationsentwicklung ................................................... 59 1.7 Beispiel eines Organisationsplans ........................................................ 63 1.8 Rechnerunterstiitzte Kommunikation und Information .................... 64 x Inhaltsverzeiclmis 2 Sta'bsfunktionen im Untemehmen ....................................... 71 2.1 Einleirung •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••.••••••••• 71 2.2 Technisch-betriebswirtschaftliche Sta.bsfunktionen ••••••••••••••••••••••••••• 71 2.2.1 Untenlebmensplanung ........................•................................................... 71 3 Forschung, Entwicklung, Konstruktion ............................. 127 3.1 Einleirung ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••.••••••.••• 127 3.2 Abgrenzung des Bereiches Forschung. Entwickiung. KollStl'1Jktlon •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 127 3.2.1 Vorbemerkung ..................................................................................... 127 3.2.2 Die Begriffe Forschung. Entwicldung. Konstruktion ............................ 128 3.2.3 Derzeitige Situation des Entwicldungsbereiches in Fertigungsbetrieben ..•..................•......•....•........................................ 134 3.3 Funktionen des Entwicklungsbereiches ............................................ 138 3.3.1 Vorbemerkung ..................................................................................... 138 3.3.2 Konzipieren .......................................................................................... 138 3.3.3 Konstruieren ......................................................................................... 140 3.3.4 Erproben .............................................................................................. 143 3.3.5 Normen ................................................................................................ 144 3.3.6 Angebot bearbeiten .............................................................................. 145 3.3.7 Verwalten ............................................................................................. 150 3.3.8 Ablauf planen ....................................................................................... 154 3.3.9 Mittel planen ........................................................................................ 162 3.3.10 Fiihren .................................................................................................. 163 3.4 Methoden und IIilfsmittei im Entwicldungsbereich ......................... 165 3.4.1 Vorbemerkung ..................................................................................... 165 3.4.2 Ordnungssysteme ................................................................................. 166 3.4.3 Zeichnungswesen ................................................................................. 176 3.4.4 Stiicklistenwesen ................................................................ .... ......... ..... 179 3.4.5 Rechnereinsatz in der Entwicldung ....................................................... 185 4 B~chaff\Jngs. und Lagerw-esen .......................................... 191 4.1 Einleirung •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••...•••.. 191 4.2 Besc~esen .••••.••••.•.••.•..••.••..••.•••.••••.••••.••..•••.••••.•...•...•............ 191