BOJITJ=6ITJOJ - link.springer.com978-3-642-83506-3/1.pdf · BOJITJ=6ITJOJ Forschung und Praxis Band...
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BOJITJ=6ITJOJ Forschung und Praxis Band 119
Berichte aus dem Fraunhofer-Institut fOr Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Stuttgart, Fraunhofer-Institut fOr Arbeitswirtschaft und Organisation (lAO), Stuttgart, und Institut fOr Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb der Universitat Stuttgart
Herausgeber: H. J. Warnecke und H.-J. Bullinger
Albrecht Kohler
Beitrag zur Verbesserung der Fertigungskostentransparenz bei GroBserienfertigung mit Produktvielfalt
Mit 72 Abbildungen
Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York London Paris Tokyo 1988
Dipl.-Ing. Albrecht KOhler
Fraunhofer-lnstltut fOr Produktlonstechnik und Automatlsierung (IPA), Stuttgart
Dr.-Ing. H.J. warnecke
o. Professor an dar Unlversitat Stuttgart
Fraunhofer-Instltut fOr Produktlonstechnlk und Automatlslerung (IPA), Stuttgart
Dr.-Ing. habil. H.-J. Bullinger
o. Professor an der UniversitAt Stuttgart
Fraunhofer-Institut fOr Arbeltswirtschaft und Organisation (lAO), Stuttgart
093
ISBN-13:978-3-540-19393-7 e-ISBN-13:978-3-642-83506-3
001: 10.1007/978-3-642-83506-3
Dieses Werk ist urheberrechtlich geschOtzt. Die dadurch begrOndeten Rachte, insbesondere die der Obersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abblldungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfllmung oder der VervielfAltigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Detenverarbeitungsanlagen, blelben, auch bei nur auszugsweisar Verwertung, vorbehalten. Elne VerfielfAltigung dleses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur In den Grenzen der geselzlichen Bestlmmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der Fassung vom 24. Juni 1985 zulAssig. Sie 1st grundsAtzllch vergOtungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. © Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg 1988.
Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in dlesem Werk berechtlgt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daB solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wAren und daher von jedermann benutzt werden dOrften.
Sollte in diesem Werk direkt oder indirekt auf Gesetze, Vorschriften oder Richtllnien (z. B. DIN, VOl, VDE) Bezug genom men oder aus. Ihnen zitiert worden sein, so kann der Verlag keine Gewllhr fOr Richtigkeit, VolistAndigkeit oder AktualltAt Obemehmen. Es empflehlt slch, gegebenenfalls fOr die eigenen Arbeiten die volistAndigen Vorschriften oder Richtlinien in der jeweils gOlligen Fassung hinzuzuziehen.
Gesamtherstellung: Copydruck GmbH, Heimsheim 2362/3020-543210
Geleitwort der Herausgeber
Futuristische Bilder werden heute entworfen:
o Roboter bauen Roboter,
o Breitbandinformationssysteme transferieren riesige Datenmengen in Sek1.ll1den urn die ganze_.Welt.
Von der "rrenschenleeren Fabrik" wird da gesprochen 1.ll1d vom "papierlosen BUre". WOrtlich genorrrnen IlUlB man beides als utopie bezeiclmen, aber der Entwickl1.ll1gstrend geht sicher zur "autonatischen Fertig1.ll1g" 1.ll1d zmn "reclmer1.ll1terstiitzten Biiro". Forsch1.ll1g bedarf der Perspekti ve , FOrsch1.ll1g ben6tigt aber auch die Rilckkoppl1.ll1g zur Praxis - insbesondere lin Bereich der Produktionsteclmik 1.ll1d der Arbeitswissenschaft.
FUr eine Industriegesellschaft hat die Produktionsteclmik eine Schliisselstell1.ll1g. Mechanisier1.ll1g 1.ll1d Autanatisier1.ll1g haben es 1.ll1S in den letzten Jahren erlaubt, die Produktivitat 1.ll1serer Wirtschaft stfu1dig zu verbessern. In der Vergangenheit stand dabei die Leist1.ll1gssteiger1.ll1g einzelner Maschinen 1.ll1d Verfahren lin Vordergr1.ll1d. Heute wissen wir, daB wir das Zusarrnenspiel der verschiedenen Unternehrrensbereiche starker beachten miissen. In der Fertig1.ll1g selbst konzipieren wir flexible Fertig1.ll1gssysteme, die viele verkettete Einzelmaschinen beinhalten. Dort, wo es Produkt 1.ll1d Produktiansprogramn zulassen, denken wir intensiv tiber die Verkniipf1.ll1g von Konstruktion, Arbeitsvorbereit1.ll1g, Fertig1.ll1g 1.ll1d Qualitatskontrolle nacho Reclmer1.ll1terstiitzte Informationssysteme helfen dabei 1.ll1d sellen zurn CIM (carputer Integrated Manufacturing) fiihren 1.ll1d CAD (Carputer Aided Design) und CAM (Computer Aided Manufacturing) vereinen. Auch die BUroarbeit wird neu durchdacht 1.ll1d mit Hilfe vernetzter Computersysteme teilweise autamatisiert 1.ll1d mit den anderen Unternehmensfunktianen verbunden. Information ist zu einem Produktionsfaktor geworden, 1.ll1d die Art 1.ll1d Weise, wie man damit um;reht, wird mit tiber den Unternehrrenserfolg entscheiden.
Der Erfolg in 1.ll1seren Unternehmen hangt auch in der zuk1.ll1ft entscheidend val den dort arbeitenden Menschen abo Rationalisierung 1.ll1d Automatisier1.ll1g miissen deshalb lin Zusarrnenhang mit Fragen der Arbeitsgestalt1.ll1g betrieben werden, 1.ll1ter Beriicksichtig1.ll1g der Bediirfnisse der Mitarbeiter 1.ll1d 1.ll1ter Beachtung der erforderlichen Qualifikationen. Investitianen in Maschinen 1.ll1d Anlagen miissen deshalb in der Produkticn wie lin BUro durch Investitionen in die Qualifikation der Mitarbeiter begleitet ...erden. Bereits lin Plan1.ll1gsstadium miissen Technik, Organisation 1.ll1d Soziales integrativ betrachtet 1.ll1d mit gleichrangigen Gestalt1.ll1gszielen belegt werden.
Von wissenschaftlicher Seite IlUlB dieses Bemi.ihen durch die Entwickl1.ll1g vcn M:thoden und Vorgehensweisen zur systematischen Analyse 1.ll1d Verbesse=g des Systems Produktionsbetrieb einschlieBlich der erforderlichen Dienstleist1.ll1gsfunktionen 1.ll1terstiitzt werden. Die Ingenieure sind hier gefordert, in enger Zusamrenarbeit mit anderen Disziplinen, z. B. der Informatik, der Wirtschaftswissenschaften 1.ll1d der Arbeitswissenschaft, LOS1.ll1gen zu erarbeiten, die den veranderten Randbeding1.ll1gen Reclm1.ll1g tragen.
Beispielhaft sei hier an den graBen Bereich der Infarmationsverarbeit1.ll1g lin Betrieb erinnert, der van der Angebotserstellung tiber Konstruktion 1.ll1d Arbeitsvorbereit1.ll1g, bis hin zur Fertig1.ll1gssteuer1.ll1g und Qualitatskcntralle reicht. Belin MaterialfluB geht es urn die richtige Aus-
wahl und den Einsatz von F6rdennitteln sowie Anordnung und Ausstattung von Lagem. GroBe Aufmerksarnkeit wird in nachster Zukunft au:::h der ~iteren Autanatisierung der Handhabung von Werksti.k:ken und Werkzeugen sowie der M:lrJ.tage van Produkten geschenkt 'Nerden.
Von der Forschung muB in diesem ZusaImenhang ein Beitrag ZUlU Einsatz fortschrittlicbar intelligenter Cooputersystema erfolgen. Planungsprozesse miissen durch Softwaresystema unterstiitzt und Arbeitsbedingungen wissenschaftlich analysi.ert und neu gestaltet ~rden.
Die von den Herausgebem geleiteten Institute, das
- Institut fUr Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb der Universitat Stuttgart (IFF),
- Fraunhofer-Institut fUr Produkticnstechnik und Autanatisi.erung (IPA),
- Fraunhofer-Institut fUr Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO)
arbeiten in grundlegender und angewandter Forschung intensiv an den eben aufgezeigten Ehtwicklungen mit. Die Ausstattung der Labors und die Qualifikation der Mitarbeiter haben bereits in der Vergangenheit zu Forschungsergebnissen gefUhrt, die fUr die Praxis von groBem Wert waren. Zur Umsetzung gew::l!lI1ener Erkenntnisse wird die Schriftenreihe "IPA-IAO - Forschung und Praxis" herausgegeben. Der vorliegende Band setzt diese Reihe fort. Eine Ubersicht iiber bisher erschienene Titel wird am SchluB dieses Bucl1eS gegeben.
Dem Verfasser sei fUr die geleistete Arbeit gedankt, dem SpringerVerlag fUr die AufnahJrE dieser Schriftenreihe in seine Angebotspalette und der Druckerei fUr saubere und ziigige AusfUhrung. MOge das Buch van der Fachwelt gut aufgenCXl1ltel1. ~den.
H. J. Warnecke • H. -J. Bullinger
vorwort
Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als
wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut filr
Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart.
Herrn Prof. Dr.-Ing. H.-J. Warnecke, dem Leiter des Institutes,
bin ich filr die wohlwollende Unterstiltzung und groBzugige
Forderung der Arbeit zu besonderem Dank verpflichtet.
Herrn Prof. Dr.-Ing. K. Langenbeck danke ich vielmals filr die
eingehende Durchsicht der Arbeit und die sich daraus ergebenden
Hinweise.
Allen Mitarbeitern des Instituts, die mir bei der Anfertigung dieser Arbeit behilflich waren, danke ich ebenfalls. Dieser Dank
gilt insbesondere den Herren Dr.-Ing. habil. Wilhelm Dangelmaier und Dipl.-Kfm. Norbert Leopold die mich nicht nur fachlich
unterstiltzten.
Ferner bin ich auch Herrn cando info Georg Schmid, Herrn Dipl.
Betriebswirt Rolf GroBmann sowie Frau Evelyn Bahrle zu groBem
Dank verpflichtet.
Darliber hinaus mochte ich Herrn Dr. Eduard Kohler sowie Frau
Ulrike Kohler flir Ihre Anregungen und groBe Unterstiltzung
bei der Erstellung dieser Arbeit sowie Frau Sabine ElsaBer filr
Ihre unerschopfliche Geduld und Ihre Opferbereitschaft sehr
herzlich danken.
Stuttgart, Februar 1988 A. Kohler
INHALTSVERZEICHNIS
Seite
1
2
2.1
verzeichnis der AbkUrzungen, Formelzeichen
und Einheiten
Ein.lei t:l.1n.g
Problernst.ellun.g Kostentransparenz bei GroBserienfertigung
mit Produktvielfalt 2.2 Schwachstellen konventioneller Vor-
2.2.1
2.2.2
kalkulationssysteme
Das Problem der Kostendifferenzierung
und -verteilung Das Problem der Kostenprognose
3 Vornan.den.e Arbeit.en. zurn Problernkreis
4 Zielset.zun.g
5 Verursaenun.g un.d Verlauf der duren die Produkt.~ielfalt. beein.fluBt.en. Kost.en.
5.1
5.1.1
5.1. 2
5.1.3
5.2
5.2.1
5.2.2 5.2.3
5.2.4
5.3
Sortenwechselkosten RUstkosten
Losanlaufkosten
Modell-Mix-Kosten
Sortenwechselfolgekosten
Instandhaltungskosten fUr Spezialbetriebs
mittel
Kosten durch Nacharbeit und AusschuB
Bestandskosten Transportkosten
Zusammenfassung
15
19
19
21
22 27
31
35
37
43
43
46
48
54
54
56
57
60
62
6
6.1
6.2
- 10 -
Syste~atik zur Er~itt
lung von Sttickkostenfunktionen
Ermittlung von FertigungsprozeBdaten
Auswahl des Berechnungsverfahrens
6.3 Festlegung des Gtiltigkeitsbereichs von
Sttickkostenfunktionen, aufgezeigt am
Beispiel der Sortenwechselkosten
6.3.1
6.3.2
6.3.3
6.4
6.4.1
6.4.2
6.5
7
7.1
7.2
Dispositionsbedingte Merkmale
Produktbedingte Merkma1e
Fertigungsbedingte Merkmale
Ermittlung von BezugsgroBenfunktionen
Ermittlung von BezugsgroBenfunktionen
nach der analytischen Methode
Ermittlung von BezugsgroBenfunktionen
nach der synthetischen Methode Erprobung der entwickelten Systematik
Syste~ zur rechner
untersttitzten Vorkalkulation Verwendete Kalkulationsmethodik
Aufbau des rechneruntersttitzten
Vorkalkulationssystems
7.3 Erprobung des Vorkalkulationssystems
7.3.1
7.3.2
B
9
in einem ausgewahlten Automobilunter
nehmen
Darstellung der Situation
Erprobung des Vorkalkulationssystems
anhand von Kalkulationsbeispielen und
der Teilstatistik
zusa~enfassung
Schrifttu~
Seite
65
66
68
69
72
75
81
83
85
87
93
101
101
103.
105
105
107
115
119
- E -
Seite
10 An.h. a. n.g 125 10.1 Systemspezifikationsmodu1 126 10.2 Stammdatenmodul 128 10.3 Ka1kulationsmodu1 130 10.3.1 Musterteile- und Sitzungskatalog 130 10.3.2 Kostenste1len- und Maschinenkatalog 132 10.3.3 Programmstruktur 134 10.3.4 Programm-Listing des Kalkulationsmoduls 145
Verzeichnis der Abkurzungen, Formelzeichen und Einheiten
Zeichen Einheit
OM
OM
OM
OM
OM
OM
OM/Stuck
OM/Stuck
OM/Stuck
OM/Stuck
OM/Sti.ick
DM/Stuck
OM/Sti.ick
OM/Sti.ick
OM/Sti.ick
Bedeutung
Bestandskosten
Instandhaltungskosten
Modell-Mix-Kosten
Kosten durch Nacharbeit
Rustkosten
Transportkosten
ortlich klassifizierende
Merkmale
klassifizierende Merkmale
der PF-Struktur
klassifizierende Varianten
merkmale
Index der Modelle
Losanlaufkosten pro Sti.ick
AusschuBkosten pro Sti.ick
Bestandskosten pro Sti.ick
Instandhaltungskosten
pro Stuck
Modell-Mix-Kosten pro Sti.ick
Kosten durch Nacharbeit
pro Sti.ick
Rustkosten pro Stuck
Sti.ickkosten (allgemein)
Transportkosten pro Sti.ick
Montageort nach Montage
des Modells k
Zeichen
MASCH
MAT
MGK
MOD
P
PF-Struktur
PFD-Struktur
p.a.
REFA
Ri
ROPT
STk
T
TI
TS
TT
TV
TZ
Einheit
DM
DM
ZE
ZE
ZE
ZE
ZE
ZE
%
ZE
ZE
ZE
- }.:J -
Bedeutung
Maschine
Materialwert
Materialgemeinkosten
Modellreihen
Produkt
Produkt- und Fertigungs
struktur
Produkt-, Fertigungs- und
Dispositionsstruktur
per anne
Verband flir Arbeitsstudien
und Betriebsorganisation
Umrlistreihenfolgen
optimale Umrlistfolge
Stationszeit Modell k
Fertigungszeit (allgemein)
Instandhaltungsauftragszeit
Sortensequenzverlustzeit
Taktzeit
Vorgabezeit
Sortensequenzverlustzeit
zuschlag
Ausflihrungszeit (allgemein)
Rlistzeit (allgemein)
Rlist-Auftragszeit (Ein
satzzeit des Personals
beim Rlisten)
zeichen
uG
Einheit
ZE
OM
OM
Stuck
Stuck
Stuck
Stuck
ZE
ZE
- 14 -
Bedeutung
Rust-Belegungszeit (Still
standszeit der Maschine
beim Rusten)
linke Stationsgrenze
variable Produktionskosten
variable Sortenwechselkosten
Werker
Bedarf
LosgroBe
Transportmenge
Verbauungshaufigkeit
ProdukHonsstUckzahl
ZielgroBe
mehrere voneinander unab
hangige ZielgroBenwerte
wahrscheinlichster Ziel-
groBenwert fUr eine Ein-
fluBgroBe Ei
Kapazitatsbestand
Kapazitatsbedarf
zeiteinheit