Fabrikplanung – Der Krieg Putin-Russlands gegen die Ukraine, die globale Lieferkettenproblematik und nicht zuletzt Megatrends wie die digitale Transformation, Klimaschutz und Veränderungen der gesetzlichen Rahmenbedingungen wie etwa Lieferkettengesetze erfordern vielfach eine Neuorientierung der Strategien und Prozesse in Unternehmen. Dabei ist die richtige Planung das A & O für den künftigen Unternehmenserfolg. Der Line-back-Ansatz kann dabei helfen, das eigene Unternehmen ganzheitlich neu durchzuplanen und Fehler bei der Neukonzeption von Anfang an zu vermeiden. (Ein Fachbeitrag für blogistic.net von Thomas Jurgeleit & Michal Říha)
Gestörte Lieferketten, explodierende Energiepreise und instabile Marksituationen machen den Produktions- und Logistikbereichen vieler Unternehmen branchenübergreifend derzeit schwer zu schaffen. Hinzu kommen Megatrends wie die digitale Transformation, der Klimaschutz und, ganz aktuelle für Deutschland, veränderte gesetzliche Rahmenbedingungen. Ab 1. Januar 2023 tritt dort nämlich das Lieferkettengesetz in Kraft. Dieses neue Gesetz macht künftig Unternehmen in Deutschland verantwortlich für die Nachhaltigkeit ihrer Lieferketten. Das hat auch auf österreichische Unternehmen einen enormen Einfluss.
Fabrikplanung – Nicht am falschen Eck sparen
Um darauf zu reagieren, gilt es für Unternehmen, künftige Prozesse teilweise komplett neu auszurichten, sich bestmöglich im Supply Chain-Netzwerk zu positionieren und die eigene Kostensituation zu verbessern und laufend weiter zu optimieren. Daraus resultierend kann es dabei sogar zu Überlegungen kommen, den bestehenden Standort an einen neuen zu verlegen oder das bestehende Werk komplett neu zu gestalten. Nicht selten setzen Unternehmen diese komplexen und anspruchsvollen Planungsaufgaben in Eigenregie um, auch um Kosten zu sparen. Der Nachteil dieser Vorgehensweise ist jedoch, dass die Manager:innen zwar genaue Kenntnise über ihr bestehendes Unternehmen haben, es ihnen jedoch für die Standortverlegung bzw. die Umgestaltung die jahrelange Expertise, die nötigen Ressourcen und das Wissen fehlen. Denn sowohl aus inhaltlicher als auch aus planerischer Sicht ergeben sich bei der Gestaltung einer neuen Fabrik große Herausforderungen. Diesen können Unternehmen mit professionaler Expertise und methodisch systematischem Vorgehen begegnen.
Externe Fabrikplanung ist effizienter
Schon im privaten Bereich beim Bauen oder Erneuern, setzen viele auf das professionelle Know-how von Experten und Fachleuten. Vor allem, wenn Fachwissen und Erfahrung oder schlichtweg die Kapazität fehlt, ist man gut beraten, sich die Arbeits- und Planungsleistung extern zu holen. Denn die Planungsexperten wissen, was methodisch zu tun ist und arbeiten systematisch unter Anwendung von Tools besser als man es selbst neben dem eigenen operativen Agieren her könnte. Ein Projekt wird mit Experten, die auch branchenübergreifende Erfahrung mitbringen und wissen was State-of-the art ist, deutlich effizienter und so letztlich auch professioneller umgesetzt als durch die Arbeit im Eigenbetrieb. Was im Kleinen, nämlich beim Eigenheim gilt, trifft umso mehr auf das Große, nämlich eine Fabrik, zu: Gut beraten ist, wer für die Fabrikplanung, die im Idealfall von Innen nach Außen erfolgt, Experten hinzuzieht.
Fabrikplanung nach dem Line-Back-Prinzip
Um eine neue Fabrik zu planen oder eine bestehende umzugestalten, gilt der Ansatz der ganzheitlichen Fabrikplanung von innen nach außen vielfach als der beste Weg, der dauerhaft und nachhaltig zum Erfolg führt. Denn nicht nur die Gebäudestruktur an sich ist das Ziel, sondern es gilt, den Standort bestmöglich in den Produktionsverbund und das logistische Netzwerk zu integrieren. Gleichzeitig müssen die Prozesse und Materialflüsse innerhalb der Fabrik optimal abgebildet werden. Ein adäquater Ansatz der ganzheitlichen Fabrikplanung wäre hier der nach dem sogenannten Line-Back-Prinzip. Dabei wird, so paradox es auf den ersten Blick scheint, „das Pferd von hinten aufgezäumt“, also rückwärts geplant: vom Prozessschritt des Verbau- oder Bedarfsortes, über die vor- und nachgelagerten Prozessschritte und Materialflüsse, bis an die Fabrikhülle oder Standortgrenze und weiter in die Anlieferung (Inbound) und Ablieferung (Outbound)der Fabrik. Es ist sozusagen eine Planung von Innen nach Außen.
Ganzheitliche Fabrikplanung – How to do?
In einer ersten strategischen Projektphase der ganzheitlichen Fabriksplanung nach dem Line-Back-Prinzip müssen zunächst das zu fertigende Produktportfolio, Mengengerüst, Veränderungen der Kundenanforderungen, Marktanforderungen, die Beschaffungssituation und weitere Aspekte der Zukunft analysiert und die Einflüsse auf Fertigungstechnologien, Prozesse und Materialflüsse für die Produktion identifiziert werden. Zusätzlich werden bestimmte Parameter festgelegt, wie beispielsweise das Zieljahr der Fertigstellung, der SOP-Meilenstein, der Hochlauf, die Betriebsdauer der Fabrik bzw. Produktionsstätte, die zukünftige Einbettung in die Unternehmensstrategie sowie Rahmenbedingungen, Fixpunkte und Prämissen.
Konzepte für die Produktions- und Logistikprozesse
Aus der Analyse heraus lassen sich Konzepte für die Produktions- und Logistikprozesse innerhalb der neuen Fabrik ableiten. Diese sind wiederum ein Bestandteil des Masterplans für Fertigung, Logistik und Gebäude. Wie sich beispielsweise Logistikkosten oder die Verfügbarkeit von Mitarbeitern auf den neuen oder zu beplanenden Standort auswirken, lässt sich hier vorab simulieren; die Ergebnisse und die daraus resultierenden Entscheidungen fließen dann in den Masterplan mit der Beschreibung der Konzepte ein. Auf dieser Grundlage erfolgt zum späteren Zeitpunkt die detaillierte Ausplanung der Fabrik vom Produktions- und Logistikprozess über die Materialfluss-, Aufstellungs- und Industriebauplanung bis hin zur Erstellung von Lastenheften, Ausschreibungen und Vergaben.
Bauliche Phase der Fabrikerstellung
Sobald sämtliche Parameter bei der Planung definiert wurden, beginnt die bauliche Phase der Fabrikerstellung. Dieser Projektschritt umfasst auch die Planung, Integration und Steuerung der Lieferanten von Maschinen, Anlagen sowie die Vorbereitung des Serienlaufs. An die Inbetriebnahme der Fabrik kann sich eine Anpassung bzw. Optimierung der Produktions- und Logistikbereiche anschließen. Hier lassen sich gegebenenfalls weitere oder neue Produkte mit dem Augenmerk auf weitere Verbesserungen, Produktivitätssteigerungen, Kostensenkungen oder auch Digitalisierungsvorhaben implementieren.
Einklang von Gebäuden, Prozessen, Liefernetzwerken und Digitalisierung
Mit der Fabrikplanung von innen nach außen mit dem Line Back Ansatz ist es möglich, die Planung des Gebäudes, der Prozesse und Materialflüsse, die Integration in Liefernetzwerke sowie die Digitalisierung miteinander in Einklang zu bringen. Dafür werden tiefergehende Analysen zu den Bereichen Produktion und Logistik, IT-Systeme und Gebäude durchgeführt. Dabei betrachten Experten die einzelnen Bereiche sowohl für sich als auch in Relation zu den anderen sowie hinsichtlich der Prozessabfolge im Unternehmen.
Die Phase der Produktentwicklung
Während der Phase der Produktentwicklung setzt in den Bereichen Produktion und Logistik die Produktberatung an. Analyseschwerpunkte bilden hier die Produktbaubarkeit, das Produkthandling in der Produktion sowie die Fertigung. Die Ergebnisse der Phase Produktdesign sind die Prüfung des Einsatzes von zukunftsfähigen und innovativen Technologien und die Sichererstellung effizienter Baubarkeit.
Fabrikplanung und Digitalisierungsstrategie
Überschneidungen gibt es hierbei zwischen Produktion und Logistik in der Phase Produktdesign bereits mit dem Bereich IT-System, aufgrund der Entwicklung einer Digitalisierungsstrategie. Diese überschneidet sich wiederum auch mit der Konzeptberatung, die sich im Unternehmensprozess Produktions- und Logistikplanung an die Produktberatung anschließt. Hier wird deutlich, dass sich der Prozess der gesamtheitlichen Fabrikplanung sich sehr komplex gestaltet: Zu den einzelnen Phasen im Unternehmen – vom Produktdesign, über die Produktions- und Logistikplanung sowie die Fertigung der Vorserie bis hin zu Serienproduktion, finden in den Bereichen Produktion/Logistik, IT-Systeme, Gebäude und Ergebnisse tiefergehende Analysen statt, die sich überschneiden.
Die Herausforderungen an die ganzheitliche Fabrikplanung
Von der Produktions- und Logistikplanung über die Vorbereitung der Fertigung von Prototyp und Vorserie bis hin zur Serienproduktion ziehen sich die Analysen in den drei Bereichen Produktion und Logistik, IT-Systeme und Gebäude überschneidend hindurch. Einzelne Analysen sind mit anderen vernetzt und bedingen sich. Entsteht beispielsweise in der Phase Produktions- und Logistikplanung ein Automatisierungskonzept, so hat dies Auswirkungen auf den Bereich IT, weil es auch in das Digitalisierungskonzept einfließen muss. Es beeinflusst aber auch die jeweiligen neuen Gebäude, sie sich an den neuen Bedürfnissen der Produktion und Logistik orientieren sollen.
Entwurfsplanung des Gebäudes
Die Entwurfsplanung des Gebäudes bezieht daher die Maschinen- und Anlagenplanung mit ein. Für die Ausschreibung und Vergabe der Anlagen müssen deshalb vorab Lastenhefte mit entsprechenden Anforderungen an die Errichter erstellt werden, um das Automatisierungs- und die Digitalisierungskonzept umsetzen zu können. Bevor die Maschinen aber tatsächlich in Betrieb genommen werden, erfolgt im Bereich Produktion und Logistik zunächst eine virtuelle Inbetriebnahme, um Verbesserungspotenziale noch vor dem Start der Serienproduktion erkennen und realisieren zu können. Der Bereich IT unterstützt dabei die Inbetriebnahme der Anlagen – auch hinsichtlich ihres Digitalisierungskonzeptes –, was wiederum Einfluss auf die Realisierung und Inbetriebnahme des Gebäudes sowie die Installation der Anlagen hat.
Inhaltliche Herausforderungen der ganzheitlichen Fabrikplanung
Zu den inhaltlichen Herausforderungen, die die ganzheitliche Fabrikplanung mit sich bringt, zählen unter anderem die Optimierung der Logistik und Fertigung sowie der Materialflüsse. Hinzu kommen Veränderungen des Automatisierungsgrades und in diesem Zusammenhang die Steigerung der Produktivität.
Die Digitalisierungsstrategie
Eine besondere Herausforderung der ganzheitlichen Fabrikplanung ist die Entwicklung und Umsetzung einer Digitalisierungsstrategie. Denn die IT ist das digitale Rückgrat nicht nur im Unternehmen selbst, sondern auch in Hinblick auf die künftige Integration in Supply Chain-Netzwerke im Rahmen von Industrie 4.0-Strategien.
Die CO2-Strategie
Bei der ganzheitlichen Fabriksplanung kommt man im Rahmen von strenger werdenden Rahmenbedingungen etwa in Richtung Klimaschutz und Lieferkettenrichtlinien der EU nicht mehr an der Entwicklung und Umsetzung einer unternehmensweiten CO2-Strategie vorbei.
Die Standortstrategie
Ob das Unternehmen am bestehenden Standort umgestaltet werden soll oder man sich für einen neuen Standort entscheidet, ist grundsätzlich ein einheitliches Vorgehen bei der Planung des Werks und der Gebäude ratsam. Nur so lassen sich eventuelle Anpassungen im laufenden Betrieb einer bestehenden Produktion vornehmen. Dasselbe gilt für die Suche nach einem geeigneten neuen Standort, der möglichst flexibel sein muss für Veränderungen in der Zukunft. Erst dann kann über die Integration neuer Produkte bzw. das Auslaufen abgekündigter Produkte entschieden werden.
Fabrikplanung und volatile Märkte
Je nach Unternehmen variieren diese Anforderungen und treffen in unterschiedlichem Ausmaß auf die jeweilige Situation zu. Hinzu kommt, dass die Projekte in den vergangenen Jahren immer komplexer geworden sind und sich der Kapazitätsbedarf und die Ressourcen aufgrund von der Dynamik im Markt, immer kürzeren Innovationszyklen, sich wandelnden Kundenerwartungen und eingeschränkter Materialverfügbarkeiten gewandelt haben. Selbst wenn ein Unternehmen vor etlichen Jahren bereits in Eigenregie erfolgreich eine Fabrik geplant und gebaut hat, ist das Wissen darüber längst überholt.
Do it yourself ist heute wenig ratsam
Wagen Unternehmen die Fabrikplanung ohne Unterstützung, zeigt die Erfahrung der Experten, dass die neue Fabrik oftmals nicht alle Anforderungen ganzheitlich erfüllt. Nicht selten stellen Unternehmen nach Fertigstellung des Gebäudes fest, dass sie ihre Prozesse und Materialflüsse nun irgendwie in die neue Hülle integrieren und quasi „hineinpressen“ müssen – dabei wäre der umgekehrte Weg von innen nach außen der bessere gewesen, bei dem man die Gebäudestruktur um Prozesse, Materialflüsse und Anlagen herum plant. Muss eine fehlgeleitete Fabrikplanung im Nachhinein korrigiert werden, sind hohe Aufwände und Kosten die Folge.
Fazit – Fabrikplanung orientiert sich an inneren Prozesse
Um auf die Risiken und Unwägbarkeiten, die vor allem derzeit die Produktion und Logistik beschäftigen, bestmöglich und flexibel reagieren zu können, braucht es eine Fabrik, die sich an den inneren Prozessen orientiert. Es bedarf daher einer gesamtheitlichen Fabrikplanung, die auf dem Line-Back-Prinzip basiert. Um diese sicherzustellen, müssen Experten frühzeitig eingebunden werden. Sie unterstützen von der Phase der Produktentwicklung, über die Produktions- und Logistikplanung, die Vorbereitung der Fertigung bis hin zur Serienproduktion und stellen die Umsetzung der ganzheitlichen Fabrikplanung sicher.
Protema in Kürze
Protema Unternehmensberatung mit Sitz in Stuttgart, ist ein etabliertes und stark expandierendes Beratungsunternehmen. Seit über 25 Jahren ist das Unternehmen weltweit aktiv und spezialisiert auf Strategie- und Prozessberatung für Industrieunternehmen sowie Fabrik-, Produktions- und Logistikplanung. *Thomas Jurgeleit & Michal Říha sind Mitglieder der Geschäftsleitung von Protema.
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