Anforderungsgerechte Datenermittlung für Fertigungssysteme

Die in den Betrieben häufig mit hohem gerätetechnischen und organisatorischem Aufwand installierten EDV-gestützten Informationssysteme zur Planung und Steuerung des Fertigungsprozesses genügen im allgemeinen nicht den an sie gestellten Anforderungen. Die Gründe dafür liegen in der Hauptsache in einem falschen Modellansatz und der mangelnden Datenqualität der eingesetzten Daten, verbunden mit einer unzureichenden Rückkopplung zwischen Vorgabe und Rückmeldung. Hinzu kommen das Fehlen geeigneter Aussagen (Kenngrößen) zur gezielten Beeinflussung des Prozesses und Akzeptanzprobleme der Mitarbeiter beim Umgang mit der EDV. Die genannten Schwachstellen geben die Richtung der Zielsetzung dieser Arbeit vor. Dieses Ziel bestand zunächst darin, eine Methode zu entwickeln, mit der die Anforderungen an die in einem Industriebetrieb zur Planung, Steuerung und Überwachung verwendeten Daten zu formulieren sind, um dann eine anforderungsgerechte Abstimmung dieser Daten im betrieblichen Datenfluß im Sinne eines kybernetischen Regelkreises vorzunehmen und Aussagen über die betrieblichen Zielgrößen zu erhalten. Aus der Vielzahl betrieblicher Vorgänge und Funktionsbereiche wurde der Fertigungsprozeß bei der Werkstättenfertigung im Produktionsbetrieb deshalb ausgewählt, weil hier in der Praxis wegen der Komplexität der Abläufe die höchsten Anforderungen an die Daten gestellt werden und deshalb auch die meisten Probleme bei der Erfüllung dieser Anforderungen auftreten. Außerdem ist die Fertigung nach dem Werkstättenprinzip am häufigsten in der Praxis anzutreffen. Als erstes war es nötig, die zeitlichen, quantitativen und qualitativen Anforderungen an die Daten aus einer Vielzahl durchgeführter Schwachstellenanalysen herauszuarbeiten und zu definieren. Die nächste Aufgabe bestand darin, die Einflußgrößen auf die Datenanforderungen, hier unterteilt in innere (datumsbezogene) und äußere (prozeßbezogene) zu bestimmen und in ihren Auswirkungen zu untersuchen. Die Betrachtung der Einflußgrößen ergab, daß die Aufgabe und die Verwendung des Datums im Prozeß für die Ermittlung der Anforderungen exakt bestimmt werden müssen. Aus diesem Grund war der Prozeß primär- und sekundärseitig in Abhängigkeit der Aufgabenstellung ausführlich zu beschreiben. Die Einflüsse der Aufbauorganisation waren ebenso wie die der Ablauforganisation zu berücksichtigen, darunter fielen auch die Auswirkungen der Automatisierungsansätze, z.B. durch den Einsatz flexibler Fertigungssysteme im Primärprozeß. Der Ansatz, von dem hier ausgegangen wurde, baut sich deshalb im ersten Schritt der vorgeschlagenen Vorgehensweise auf dem Modell eines Produktionssystems auf, das aus den Erkenntnissen von in mehreren Firmen durchgeführten Prozeßanalysen entwickelt wurde. In diesem Modell ist der Datenfluß und organisatorische Ablauf im Fertigungsprozeß in Matrixform festgehalten. Für jedes einzelne Prozeßdatum sind in der Matrix, bezogen auf die Aufgabenstellung, detailliert die Verwendungs- und Verflechtungsbeziehungen aufgezeichnet. Im zweiten Schritt erfolgt auf der Grundlage dieses Modells eine bedarfsgerechte Prozeßdatenauswahl. Die zeitliche Struktur des Datenflusses im Prozeß wird in Schritt drei mit Hilfe eines Ereignis-Zeitgraphens dargestellt. Die eigentliche zeitliche, quantitative und qualitative Anforderungsermittlung findet im vierten und gleichzeitig letzten Schritt anhand einer dafür entworfenen Datenanforderungsliste statt. Die Ergebnisse dieser anforderungsgerechten Datenanalyse nach der hier entwikkelten Systematik können in vielerlei Hinsicht Verwendung finden. Im Hinblick auf die eingangs genannten Problemstellungen sind beispielsweise folgende Einsatzmöglichkeiten denkbar und an Beispielen im einzelnen erläutert. - Verbesserung der Datenqualität - Rückkopplung im Sinne des kybernetischen Regelkreismodells - Bilden von Prozeßkenngrößen - Transparenz der EDV-Prozeßabläufe

Die Kosten der Modellabteilung „Schnittkäserei“ am Beispiel der Herstellung von Gouda-Käse. Teil 1: Grundlagen und modellspezifischer Faktoreneinsatz

In dem vorliegenden 1. Teil der Arbeit werden die Grundlagen und der spezifische Faktoreinsatz der Modellabteilung „Schnittkäserei” dargestellt. In den sechs Unterabteilungen Vorstapelung, Bruchbereitung und Pressen, Salzbad, Käsebehandlung und Reifungslager, Abpackung sowie Versandkühlraum und Expedition wird ein rindengereifter Gouda-Käse (12-kg-Laib) hergestellt und hin sichtlich seiner Kostenverursachung untersucht. Zur Bestimmung der Modellkosten wurden vier Modelle gebildet, deren Kapazitäten in der Kesselmilchverarbeitung zwischen 8.000 und 48.000 l/h liegen. In Abhängigkeit vom Beschäftigungsgrad, der für Werte zwischen 21 und 100% simuliert wurde, können so die Kosten für Käsemengen zwischen rd. 5.100 und 30.800 l Käse/Jahr bestimmt werden. Gemäß den vorgegebenen Kapazitäten müssen die technischen Voraussetzungen für die Ausgestaltung der einzelnen Unterabteilungen modellspezifisch festgelegt werden, wobei eine Anpassung der technischen Auslegung an eine verringerte Auslastung bei 33%iger Beschäftigung erfolgt. Diese Arbeit wird fortgesetzt mit dem Teil 2 „Ergebnisse und Interpretation der Modellkalkulationen” in Heft 3 (1993) dieser Zeitschrift.

Die Kosten der Modellabteilung Schnittkäserei am Beispiel der Herstellung von Gouda-Käse. Teil 2: Ergebnisse und Interpretation der Modellkalkulationen

In der vorliegenden Arbeit, deren erster Teil in Heft 2 dieser Zeitschrift veröffentlicht wurde, werden die Kosten der “Schnittkäserei” am Beispiel der Herstellung von Gouda-Käse modellhaft bestimmt, wobei die vor 17 Jahren durchgeführten Modellkalkulationen für Edamerkäse hinsichtlich der Funktionsinhalte der Abteilung ausgedehnt und dem neuesten Stand der Technik sowie heutigen Schnittkäsereiproduktionsstrukturen angepaßt wurden. Zudem sind die generell für alle Modellabteilungen geltenden methodischen Weiterentwicklungen in den Kalkulationen berücksichtigt worden. In den sechs Unterabteilungen Vorstapelung, Bruchbereitung und Pressen, Salzbad, Käsebehandlung und Reifungslager, Abpackung sowie Versandkühlraum und Expedition wird ein rindengereifter Gouda-Käse (12-kg-Laib) hergestellt und hinsichtlich seiner Kostenverursachung untersucht. Zur Bestimmung der Modellkosten wurden vier Modelle gebildet, deren Kapazitäten in der Kesselmilchverarbeitung zwischen 8.000 und 48.000 l/h liegen. In Abhängigkeit vom Beschäftigungsgrad, der für Werte zwischen 21 und 100% simuliert wurde, können so die Kosten für Käsemengen zwischen rd. 5.100 und 30.8001 Käse/Jahr bestimmt werden. Gemäß den vorgegebenen Kapazitäten müssen die technischen Voraussetzungen für die Ausgestaltung der einzelnen Unterabteilungen modellspezifisch festgelegt werden, wobei eine Anpassung der technischen Auslegung an eine verringerte Auslastung bei 33%iger Beschäftigung erfolgt. Die zu tätigenden Investitionen für die Grundversion betragen 10,6 Mio. DM in Modell 1 und 40,3 Mio. DM in Modell 4. Bezogen auf die jeweilige Rohstoffeinsatzmenge ergeben sich hieraus spezifische Investitionen, die mit zunehmender Modellgröße erheblich sinken: Machen sie im Modell 1 noch 215,6 Tsd. DM/1 Mio. kg jährlicher Rohstoffeinsatzmenge aus, so verringern sie sich im Modell 4 auf 135,3 Tsd. DM/1 Mio. kg. Produktspezifische Investitionen und Faktormengenverbräuche führen zu den Einzelkosten des Produktes Gouda, die je nach Modellgröße und Beschäftigungsgrad zwischen 510,8 und 538,5 Pf/kg Käse liegen. Die Gesamtkosten der “Schnittkäserei”, die sich aus den Einzelkosten des Produktes Gouda und den Einzelkosten der Abteilung zusammensetzen, betragen 530,9 bis 654,3 Pf/kg Käse. Den größten Anteil an den Gesamtkosten haben die Rohstoffkosten (73 bis 90%). Der Anteil der Anlagekosten schwankt je nach Beschäftigung zwischen 4 und 18%, während die Personal- und sonstige Betriebskosten im Vergleich zu den beiden vorgenannten Kostenartengruppen in allen Modellen nur eine geringere Bedeutung haben. Betrachtet man die Gesamtkosten (ohne Rohstoffkosten) hinsichtlich ihrer Entstehung in den Unterabteilungen, so ist festzustellen, daß die höchsten Kosten in der Unterabteilung Bruchbereitung und Pressen anfallen: Bei einer 100%igen Beschäftigung betragen sie z.B. in Modell 3 42% der Gesamtkosten (ohne Rohstoff). Die geringsten Kosten (2%) fallen dagegen in der Unterabteilung Versandkühlraum und Expedition an. Die Kostenanalyse zeigt deutlich, daß mit zunehmender Modellgröße und steigender Produktionsmenge erhebliche Stückkostendegressionen zu erzielen sind, wobei der Einfluß des Beschäftigungsgrades auf die Kostendegression deutlich höher ist als derjenige der Modellgröße.

Die Kosten der Modellabteilung „Weichkäserei“. Teil 3: Ergebnisse und Interpretation der Modellkalkulation

In der vorliegenden Arbeit, deren erster und zweiter Teil in den vorangegangenen Heften dieser Zeitschrift veröffentlicht wurden, werden die Kosten der “Weichkäserei” am Beispiel der Herstellung von Camembert- und Brie-Käse modellhaft bestimmt. Damit werden die im Jahr 1970 in gleicher Zeitschrift (Heft 5, Band 22) veröffentlichten Analysen der Produktionskosten in Camembertkäsereien hinsichtlich der Funktionsinhalte ausgedehnt und dem neuesten Stand der Technik sowie heutigen Produktionsstrukturen im Weichkäsesektor angepaßt. Gleichzeitig sind die generell für alle Modellabteilungen geltenden methodischen Weiterentwicklungen (2) in den Kalkulationen berücksichtigt worden. In den sechs Unterabteilungen Vorstapelung, Bruchbereitung/Portionierung, Umhorden/Salzen, Reifung, Abpackung und Fertiglager werden aus der Produktgruppe Weichkäse die Sorten Camembert mit 30 und 60 % F.i.Tr. sowie Brie mit 45 % F.i.Tr. in unterschiedlichen Stückgrößen hergestellt und hinsichtlich ihrer Kostenverursachung untersucht. Zur Bestimmung der Modellkosten wurden vier Modelle gebildet, deren Kapazitäten in der Kesselmilchverarbeitung zwischen 8.000 und 30.000 l/h liegen. In Abhängigkeit vom Beschäftigungsgrad, der für Werte zwischen 15 und 100 % simuliert wurde, können so die Kosten für Käsemengen zwischen rd. 700-17.0001 Käse/Jahr bestimmt werden.Nach den vorgegebenen Kapazitäten sind die technischen Voraussetzungen der einzelnen Unterabteilungen modellspezifisch festgelegt worden, wobei die technische Auslegung an eine verringerte Auslastung bei 65 und 33%iger Beschäftigung angepaßt wurde. Die zu tätigenden Investitionen für die Grundversion betragen 25,0 Mio DM im Modell 1 und 54,5 Mio DM im Modell 4. Bezogen auf die jeweilige Outputmenge an Käse ergeben sich hieraus spezifische Investitionen, die sich mit zunehmender Modellgröße von 5.125 auf 3.205 DM/t jährliche Käsemenge erheblich senken. Produktspezifische Investitionen und Faktormengenverbräuche führen zu den Einzelkosten der ausgewählten Weichkäseprodukte, die z.B. für den Camembert mit 60 % F.i.Tr. je nach Modellgrößeund Beschäftigungsgrad zwischen 500,7 Pf/kg und 620,2 Pf/kg Käse liegen. Die Gesamtkosten der Abteilung “Weichkäserei”, die sich aus den Einzelkosten der Produkte und den Einzelkosten der Abteilung zusammensetzen, betragen im größten Modell bei 100%iger Beschäftigung 522,1 Pf/kg Käse, die sich im kleinsten Modell bei nur 15%iger Beschäftigung auf 1.027,6 Pf/kg Käse erhöhen. Bei einem Beschäftigungsgrad von 65 %, dem die Produktionsmenge eines 2-Schichtbetriebes zugeordnet ist, entfallen von den Gesamtkosten der Abteilung je nach Modellgröße 62-72 % auf die Rohstoffkosten, 14-20 % auf die Anlagekosten und 4-7 % auf die Personalkosten, während die übrigen Kostenartengruppen nur von geringerer Bedeutung sind. Betrachtet man die Gesamtkosten (ohne Rohstoffkosten) hinsichtlich ihrer Entstehung in den Unterabteilungen, so ist festzustellen, daß die Unterabteilungen Bruchbereitung/Portionierung sowie Abpackung die höchsten Kosten verursachen. Für einen Beschäftigungsgrad von 65 % betragen die Kosten in den Unterabteilungen Bruchbereitung/Portionierung im Modell 1 85,8 Pf/kg, die mit zunehmender Modellgröße auf 45,9 Pf/kg im Modell 4 zurückgehen. Die Kosten für die Abpackung liegen im Modell 1 bei 76,2 Pf/kg, während sie im Modell 4 nur noch 58,3 Pf/kg betragen. Die geringsten Kosten verursacht die Unterabteilung Fertiglager mit 2,6 Pf/kg im kleinsten und 1,5 Pf/kg im größten Modell bei 65%iger Beschäftigung. Die Ergebnisse der Modellabteilungsrechnung lassen erkennen, daß mit zunehmender Kapazitätsgröße und ansteigendem Beschäftigungsgrad erhebliche Stückkostendegressionen zu erreichen sind, die bei betriebsindividuellen oder branchenbedingten Entscheidungen genutzt werden sollten. So empfiehlt es sich, daß auf eine dem Markt angepaßte Produktion auch eine auf die geplante Tagesproduktionsmenge angepaßte Ausstattung der Abteilung folgt, da sich, wie in den Modellkostenkurven bei 65 und 33 % Beschäftigung dargestellt, die Kosten sprunghaft senken können. Kostendegressionseffekte werden auch erreicht, wenn durch Spezialisierung der Stückkäse-Produktion die Vielfalt der Formatgrößen eingeschränkt werden kann. Das höchste Kosteneinsparungspotential ist aber durch Strukturveränderungen im Weichkäsesektor zu erwarten, die, wie an zwei Beispielen erläutert, der Branche langfristige Kosteneinsparungen von rd.25 bzw. 95 Mio DM/Jahr ermöglichen können.