LAYOUT

In der Fertigung besteht das Anlagenlayout aus der Konfiguration des Werksgeländes mit Linien, Gebäuden, wichtigen Einrichtungen, Arbeitsbereichen, Gängen und anderen relevanten Merkmalen wie Abteilungsgrenzen. Das Facility-Layout für Dienstleistungen kann dem für die Fertigung ähneln, es kann sich aber auch etwas davon unterscheiden – wie es bei Büros, Einzelhandelsgeschäften und Lagerhäusern der Fall ist. Aufgrund seiner relativen Dauerhaftigkeit ist das Anlagenlayout wahrscheinlich eines der wichtigsten Elemente, die die Effizienz beeinflussen. Ein effizientes Layout kann unnötiges Materialhandling reduzieren, helfen, die Kosten niedrig zu halten, und den Produktfluss durch die Anlage aufrechterhalten.

Firmen in der oberen linken Ecke der Produkt-Prozess-Matrix haben eine Prozessstruktur, die als „jumbled flow“ oder „disconnected or intermittent line flow“ bekannt ist. Firmen in der linken oberen Ecke haben in der Regel ein Prozesslayout. Firmen in der unteren rechten Ecke der Produkt-Prozess-Matrix können einen Linien- oder kontinuierlichen Fluss haben. Firmen im unteren rechten Teil der Matrix haben in der Regel ein Produktlayout. Andere Arten von Layouts sind Festplatz-, Kombinations-, Zellen- und bestimmte Arten von Dienstleistungslayouts.

PROZESS-LOYOUT

Prozess-Layouts findet man vor allem in Lohnfertigungsbetrieben oder Firmen, die kundenspezifische Produkte in kleinen Stückzahlen herstellen, die unterschiedliche Bearbeitungsanforderungen und -abläufe erfordern können. Prozesslayouts sind Anlagenkonfigurationen, in denen Vorgänge ähnlicher Art oder Funktion zusammengefasst werden. Als solche werden sie gelegentlich auch als funktionale Layouts bezeichnet. Ihr Zweck ist die Verarbeitung von Gütern oder die Erbringung von Dienstleistungen, die eine Vielzahl von Verarbeitungsanforderungen beinhalten. Ein Beispiel aus der Fertigung wäre eine Maschinenhalle. Eine Maschinenhalle hat in der Regel separate Abteilungen, in denen Mehrzweckmaschinen nach Funktionen gruppiert sind (z. B. Fräsen, Schleifen, Bohren, hydraulische Pressen und Drehmaschinen). Daher haben Anlagen, die nach einzelnen Funktionen oder Prozessen konfiguriert sind, ein Prozesslayout. Diese Art von Layout gibt dem Unternehmen die nötige Flexibilität, um eine Vielzahl von Routen und Prozessanforderungen zu bewältigen. Zu den Betrieben, die Prozesslayouts verwenden, gehören Krankenhäuser, Banken, Autoreparaturen, Bibliotheken und Universitäten.

Die Verbesserung von Prozesslayouts beinhaltet die Minimierung von Transportkosten, -entfernung oder -zeit. Um dies zu erreichen, verwenden einige Firmen ein sogenanntes Muther-Gitter, bei dem subjektive Informationen in einem Gitter zusammengefasst werden, das verschiedene Kombinationen von Abteilungs-, Arbeitsgruppen- oder Maschinenpaaren darstellt. Jeder Kombination (Paar), die durch einen Schnittpunkt auf dem Raster dargestellt wird, wird ein Buchstabe zugeordnet, der die Wichtigkeit der Nähe der beiden angibt (A = absolut notwendig; E = sehr wichtig; I = wichtig; O = gewöhnliche Wichtigkeit; U = unwichtig; X = unerwünscht). Die Wichtigkeit basiert im Allgemeinen auf der gemeinsamen Nutzung von Einrichtungen, Geräten, Mitarbeitern oder Unterlagen, Arbeitsabläufen, Kommunikationsanforderungen oder Sicherheitsanforderungen. Die Abteilungen und anderen Elemente werden dann in der Reihenfolge ihrer Wichtigkeit Clustern zugewiesen.

Vorteile von Prozesslayouts sind unter anderem:

• Flexibilität. Das Unternehmen ist in der Lage, eine Vielzahl von Prozessanforderungen zu erfüllen.
• Kosten. Manchmal sind die verwendeten Allzweckgeräte weniger kostspielig in der Anschaffung und weniger kostspielig und einfacher zu warten als Spezialgeräte.
• Motivation. Mitarbeiter in dieser Art von Layout werden wahrscheinlich in der Lage sein, eine Vielzahl von Aufgaben an mehreren Maschinen auszuführen, im Gegensatz zu der Langeweile, eine sich wiederholende Aufgabe an einem Fließband auszuführen. Ein Prozess-Layout erlaubt es dem Arbeitgeber auch, eine Art von individuellem Anreizsystem zu verwenden.
• Systemschutz. Da mehrere Maschinen zur Verfügung stehen, sind Prozesslayouts nicht besonders anfällig für Geräteausfälle.

Nachteile von Prozesslayouts sind:

• Auslastung. Die Auslastung der Anlagen im Prozess-Layout ist häufig sehr gering, da der Einsatz der Maschinen von verschiedenen Leistungsanforderungen abhängt.
• Kosten. Bei der Batch-Verarbeitung können die Lagerhaltungskosten im Prozess hoch sein. Geringeres Volumen bedeutet höhere Stückkosten. Es ist mehr spezielle Aufmerksamkeit für Produkte und Kunden erforderlich. Rüstvorgänge sind häufiger, daher höhere Rüstkosten. Das Materialhandling ist langsamer und ineffizienter. Die Aufsichtsspanne ist aufgrund der Komplexität der Aufgaben (Routing, Einrichten usw.) klein, daher sind die Aufsichtskosten höher. Außerdem sind bei dieser Art von Layout die Buchhaltung, die Bestandskontrolle und der Einkauf in der Regel stark involviert.
• Verwirrung. Ständig wechselnde Zeitpläne und Arbeitspläne erschweren das Jonglieren mit den Prozessanforderungen.

PRODUKT-LAYOUT

Produkt-Layouts findet man in Fließbetrieben (repetitive Montage- und Prozess- oder Fließfertigung). Flow Shops produzieren hochvolumige, stark standardisierte Produkte, die stark standardisierte, sich wiederholende Prozesse erfordern. In einem Produktlayout werden die Ressourcen sequenziell angeordnet, basierend auf dem Arbeitsablauf der Produkte. Theoretisch erlaubt dieses sequenzielle Layout, den gesamten Prozess in einer geraden Linie anzuordnen, die zeitweise ganz auf die Produktion eines einzigen Produkts oder einer einzigen Produktversion ausgerichtet sein kann. Der Fluss der Linie kann dann so unterteilt werden, dass die Arbeitskräfte und die Ausrüstung während des gesamten Vorgangs reibungslos genutzt werden.

Zwei Arten von Linien werden in Produktlayouts verwendet: getaktete und ungetaktete. Bei getakteten Linien kann eine Art Förderband verwendet werden, das den Ausstoß mit einer kontinuierlichen Geschwindigkeit weiterbewegt, so dass die Arbeiter das Produkt bearbeiten können, während es vorbeiläuft. Bei längeren Betriebszeiten muss der Arbeiter möglicherweise neben dem sich bewegenden Werkstück herlaufen, bis er fertig ist und zurück zum Arbeitsplatz gehen kann, um mit der Arbeit an einem anderen Teil zu beginnen (so funktioniert im Wesentlichen die Automobilfertigung).

Bei einer ungetakteten Linie bilden die Arbeiter Warteschlangen zwischen den Arbeitsstationen, um ein variables Arbeitstempo zu ermöglichen. Diese Art von Linie funktioniert jedoch nicht gut mit großen, sperrigen Produkten, da zu viel Lagerfläche benötigt wird. Außerdem ist es schwierig, eine extreme Vielfalt von Ausstoßraten ohne signifikante Leerlaufzeiten auszugleichen. Eine Technik, die als Fließband-Balancierung bekannt ist, kann verwendet werden, um die einzelnen ausgeführten Aufgaben in Arbeitsstationen zu gruppieren, so dass ein vernünftiges Gleichgewicht der Arbeit zwischen den Arbeitsstationen besteht.

Die Effizienz des Produktlayouts wird häufig durch den Einsatz von Line Balancing erhöht. Unter Line-Balancing versteht man die Zuordnung von Aufgaben zu Arbeitsplätzen in der Weise, dass die Arbeitsstationen annähernd den gleichen Zeitbedarf haben. Dadurch wird die Zeit minimiert, in der einige Arbeitsstationen ungenutzt sind, weil sie auf Teile aus einem vorgelagerten Prozess warten oder um den Aufbau einer Warteschlange vor einem nachgelagerten Prozess zu vermeiden.

Zu den Vorteilen von Produktlayouts gehören:

• Output. Produktlayouts können eine große Menge an Produkten in kurzer Zeit erzeugen.
• Kosten. Die Stückkosten sind aufgrund des hohen Volumens niedrig. Die Spezialisierung der Arbeitskräfte führt zu einer Verringerung der Einarbeitungszeit und -kosten. Eine breitere Spanne der Überwachung reduziert ebenfalls die Arbeitskosten. Buchhaltung, Einkauf und Bestandskontrolle sind Routine. Da die Routenplanung festgelegt ist, ist weniger Aufmerksamkeit erforderlich.
• Auslastung. Es besteht ein hoher Auslastungsgrad von Arbeitskräften und Geräten.

Nachteile von Produktlayouts sind:

• Motivation. Die systemimmanente Arbeitsteilung kann zu langweiligen, sich wiederholenden Aufgaben führen, die sich als sehr stressig erweisen können. Außerdem machen es Fließband-Layouts sehr schwer, individuelle Anreizpläne zu verwalten.
• Flexibilität. Produktlayouts sind unflexibel und können nicht einfach auf erforderliche Systemänderungen reagieren – insbesondere auf Änderungen im Produkt- oder Prozessdesign.
• Systemschutz. Das System ist durch Geräteausfälle, Abwesenheit und Ausfallzeiten aufgrund von vorbeugender Wartung gefährdet.

FIXED-POSITION LAYOUT

Ein Layout mit fester Position ist für ein Produkt geeignet, das zu groß oder zu schwer ist, um es zu bewegen. Schlachtschiffe werden zum Beispiel nicht am Fließband produziert. Bei Dienstleistungen können andere Gründe eine feste Position vorschreiben (z. B. ein Operationssaal in einem Krankenhaus, in dem Ärzte, Krankenschwestern und medizinische Geräte zum Patienten gebracht werden). Andere Beispiele für Layouts mit fester Position sind das Bauwesen (z. B. Gebäude, Dämme und elektrische oder nukleare Kraftwerke), der Schiffbau, die Luft- und Raumfahrt, die Landwirtschaft, Ölbohrungen, Hausreparaturen und automatische Autowaschanlagen. Damit dies funktioniert, müssen die benötigten Ressourcen portabel sein, damit sie zum Einsatzort mitgenommen werden können, um „vor Ort“ zu arbeiten.

Aufgrund der Beschaffenheit des Produkts hat der Anwender kaum eine Wahl bei der Verwendung eines Layouts mit festen Positionen. Zu den Nachteilen gehören:

• Platz. Bei vielen Festplatz-Layouts kann der Arbeitsbereich überfüllt sein, so dass nur wenig Lagerfläche zur Verfügung steht. Dies kann auch zu Problemen bei der Materialhandhabung führen.
• Verwaltung. Oftmals ist der Verwaltungsaufwand bei Layouts mit festen Positionen höher. Die Kontrollspanne kann eng sein, und die Koordination ist schwierig.

KOMBINATIONSANORDNUNGEN

Viele Situationen erfordern eine Mischung der drei Hauptanordnungsarten. Diese Mischungen werden üblicherweise als Kombinations- oder Hybrid-Layouts bezeichnet. Zum Beispiel kann eine Firma ein Prozesslayout für den Großteil ihres Prozesses zusammen mit einer Montage in einem Bereich verwenden. Alternativ kann eine Firma ein Layout mit festen Positionen für die Montage ihres Endprodukts verwenden, aber Montagelinien für die Produktion der Komponenten und Unterbaugruppen, aus denen das Endprodukt besteht (z. B. Flugzeuge).

ZELLARES LAYOUT

Die zellulare Fertigung ist eine Art von Layout, bei dem die Maschinen entsprechend den Prozessanforderungen für eine Reihe ähnlicher Artikel (Teilefamilien) gruppiert werden, die eine ähnliche Verarbeitung erfordern. Diese Gruppen werden als Zellen bezeichnet. Daher ist ein zellulares Layout ein Anlagenlayout, das zur Unterstützung der zellularen Fertigung konfiguriert ist.

Prozesse werden mithilfe einer Technik, die als Gruppentechnologie (GT) bekannt ist, in Zellen gruppiert. Die Gruppentechnik beinhaltet die Identifizierung von Teilen mit ähnlichen Konstruktionsmerkmalen (Größe, Form und Funktion) und ähnlichen Prozessmerkmalen (Art der erforderlichen Bearbeitung, verfügbare Maschinen, die diese Art von Prozess durchführen, und Bearbeitungsreihenfolge).

Mitarbeiter in zellularen Layouts werden übergreifend geschult, so dass sie alle Anlagen innerhalb der Zelle bedienen können und die Verantwortung für deren Output übernehmen. Manchmal speisen die Zellen in eine Montagelinie ein, die das Endprodukt herstellt. In einigen Fällen wird eine Zelle gebildet, indem bestimmte Anlagen für die Produktion einer Teilefamilie bestimmt werden, ohne dass die Anlagen tatsächlich in eine physische Zelle verlegt werden (diese werden als virtuelle oder nominelle Zellen bezeichnet). Auf diese Weise vermeidet das Unternehmen den Aufwand, sein aktuelles Layout umzugestalten. Physikalische Zellen sind jedoch weiter verbreitet.

Eine automatisierte Version der zellularen Fertigung ist das flexible Fertigungssystem (FFS). Bei einem FMS steuert ein Computer die Übergabe von Teilen an die verschiedenen Prozesse, wodurch Hersteller einige der Vorteile von Produktlayouts erreichen und gleichzeitig die Flexibilität der Kleinserienfertigung beibehalten können.

Einige der Vorteile der zellularen Fertigung sind:

• Kosten. Die zellulare Fertigung sorgt für eine schnellere Bearbeitungszeit, weniger Materialhandling, einen geringeren Bestand an unfertigen Erzeugnissen und eine reduzierte Rüstzeit, was allesamt die Kosten senkt.
• Flexibilität. Die zellulare Fertigung ermöglicht die Produktion von kleinen Chargen, was eine gewisse erhöhte Flexibilität bietet. Dieser Aspekt wird durch FMS stark verbessert.
• Motivation. Da die Mitarbeiter für die Bedienung aller Maschinen in der Zelle geschult sind, kommt es weniger zu Langeweile. Da die Arbeiter für den Output ihrer Zelle verantwortlich sind, gibt es auch mehr Autonomie und Eigenverantwortung für die Arbeit.

ANDERE LAYOUTS

Zusätzlich zu den oben erwähnten Layouts gibt es andere, die für den Einsatz in Dienstleistungsunternehmen besser geeignet sind. Dazu gehören Lager-Layouts, Einzelhandels-Layouts und Büro-Layouts.

Bei Lager-Layouts ist die Bestellhäufigkeit ein wichtiger Faktor. Artikel, die häufig bestellt werden, sollten dicht beieinander in der Nähe des Eingangs der Einrichtung platziert werden, während die weniger häufig bestellten Artikel im hinteren Teil der Einrichtung bleiben. Die Pareto-Analyse ist eine ausgezeichnete Methode, um zu bestimmen, welche Artikel in der Nähe des Eingangs platziert werden sollen. Da 20 Prozent der Artikel typischerweise 80 Prozent der bestellten Artikel ausmachen, ist es nicht schwer zu bestimmen, welche 20 Prozent am günstigsten platziert werden sollen. Auf diese Weise wird die Kommissionierung effizienter gestaltet.

Während die Gestaltung des Layouts bei kleinen Einzelhandelsbetrieben (Schuhreparatur, chemische Reinigung usw.) viel einfacher ist, müssen Einzelhandelsgeschäfte im Gegensatz zu Herstellern die Anwesenheit von Kunden und die damit einhergehenden Möglichkeiten zur Beeinflussung des Umsatzes und des Kundenverhaltens in Betracht ziehen. Zum Beispiel platzieren Supermärkte Molkereiprodukte in der Nähe des hinteren Teils des Ladens, so dass Kunden, die für einen schnellen Liter Milch in den Laden laufen, durch andere Bereiche des Ladens gehen müssen. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass der Kunde einen interessanten Artikel sieht und einen Impulskauf tätigt. Außerdem werden teure Artikel wie Fleisch oft so platziert, dass der Kunde sie häufig sieht (z. B. am Ende jedes Ganges). Einzelhandelsketten können die Vorteile standardisierter Layouts nutzen, die dem Kunden mehr Vertrautheit mit dem Geschäft geben, wenn er an einem neuen Standort einkauft.

Büro-Layouts müssen so gestaltet werden, dass die physische Übertragung von Informationen (Papierkram) optimiert wird. Die Kommunikation kann auch durch den Einsatz von niedrigen Trennwänden und Glaswänden verbessert werden.

Eine Reihe von Veränderungen, die in der Fertigung stattfinden, haben eine direkte Auswirkung auf das Anlagenlayout. Ein offensichtlicher Trend in der Fertigung ist es, kleinere und kompaktere Anlagen mit mehr Automatisierung und Robotik zu bauen. In diesen Situationen müssen die Maschinen näher beieinander platziert werden, um das Materialhandling zu reduzieren. Ein weiterer Trend ist die Zunahme von automatisierten Materialflusssystemen, einschließlich automatisierter Regalbediengeräte (AS/AR) und fahrerloser Transportsysteme (FTS). Es gibt auch einen Trend hin zur Verwendung von U-förmigen Linien, die es den Arbeitern, Materialhandlern und Vorgesetzten ermöglichen, die gesamte Linie leicht zu überblicken und sich effizient zwischen den Arbeitsstationen zu bewegen. Damit die Sicht nicht behindert wird, werden weniger Wände und Trennwände in das Layout eingebaut. Schließlich wird dank Lean Manufacturing und Just-in-Time-Produktion im gesamten Layout weniger Platz für die Lagerhaltung benötigt.