Arten an Herstellungsprozessen – Ein umfassender Leitfaden

Herstellungsprozesse können auf viele verschiedene Arten kategorisiert und unterkategorisiert werden. Hier finden Sie eine umfassende Anleitung zu den verschiedenen Definitionen, von Prozessen, die nach Produktionsmaßstab gruppiert sind, bis hin zu Prozessen, die nach ihrem Automatisierungsgrad klassifiziert sind.

Ohne die Herstellung würde die Welt still stehen. Verbrauchsgüter, Gebrauchsgüter, Handelswaren und eine endlose Palette anderer Artikel werden tagtäglich in Fabriken auf der ganzen Welt produziert.

Diese Fabriken können große Unternehmen mit mehreren Niederlassungen und globaler Reichweite sein oder kleine Werkstätten mit nur ein paar Quadratmetern Betriebsfläche. Es könnten Fabriken sein, die verschiedene Produkte herstellen oder die sich nur auf ein einziges spezialisieren. Ihre Güter können wiederum aus nur einem einzigen Bestandteil (wie etwa Zucker) oder aus tausenden Einzelteilen (wie Autos oder Flugzeuge) bestehen.

Was ist ein Herstellungsprozess?

Ein Herstellungsprozess wird definiert als der Einsatz von Maschinen, Geräten oder natürlich auftretenden Reaktionen, um Materialien oder Teile fortlaufend oder wiederholt in fertige Güter umzuwandeln. Ein Herstellungsprozess muss zudem festgelegte Normen haben, wie Qualitätsmessungen, Toleranzen und Performance-Metriken, um alle Produktionsbereiche – einschließlich Maschinenbetrieb, Arbeit, Materialfluss und mehr – koordiniert zu halten, um Beständigkeit und Effizienz zu erreichen.

Unabhängig von der Größe des Unternehmens oder der Komplexität der Produktserie hat jede Fabrik einen Herstellungsprozess durchdacht und festgelegt, der optimal für sein Produkt und seine Produktionsart ist. Der Prozess wird häufig anhand des Produkts bestimmt, da für einige ein simples System ausreicht, während andere komplizierte Zwischenschritte benötigen. Es ist jedoch möglich, verschiedene Herstellungsprozesse in verschiedenen Unternehmen oder gar kombiniert im selben Unternehmen zu beobachten.

Verschiedene Klassifikationen von Herstellungsprozessen

Herstellungsprozesse werden auf verschiedene Weisen kategorisiert. Die Top-Ergebnisse in einer schnellen Google-Suche legen nahe, dass es fünf Arten an Herstellungsprozessen gibt:

1. Serienfertigung
2. Diskrete Fertigung
3. Werkstattfertigung
4. Prozessfertigung (fortlaufend)
5. Prozessfertigung (Charge)

Dies scheint jedoch eine Mischung aus verschiedenen Klassifikationen zu sein, weil diskrete Fertigung und Prozessfertigung sich in der Natur des Produkts unterscheiden, während bei der Werkstattfertigung die Größe des Unternehmens eine Rolle spielt und sowohl diskrete Fertigung als auch Prozessfertigung in Serie fertigen können.

Es gibt mehrere Methoden, an die Klassifikation von Herstellungsprozessen heranzugehen:

1. Anhand des Produktionsumfangs: Werkstattfertigung (individuell), Chargen (Serien) und Massenproduktion.
2. Anhand der Natur des Produkts: diskrete Fertigung oder Prozessfertigung.
3. Anhand der Rolle des Prozesses: grundlegend, unterstützend, bereitstellend, Management
4. Anhand des Automatisierungsgrads: manuell, maschinell-manuell, maschinell, automatisiert, komplex (voll) automatisiert.

Wie Sie sehen können, haben wir bereits vier Wege festgelegt, auf die wir die Arten an Herstellungsprozessen kategorisieren können. Diese Kategorien bestehen jedoch wiederum aus mehreren Arten.

Die Arten an Herstellungsprozessen nach Umfang

Werkstattfertigung

Ein Werkstattfertigungsprozess charakterisiert sich durch:

• Die Herstellung von Produkten in Einzelstücken oder Kleinserien (ein oder zwei Dutzend pro Monat).
• Eine breite Produktpalette.
• Die Anwendung von universellen Maschinen, Geräten, Schneid- und Messwerkzeugen für allgemeine Zwecke.
• Die Gruppierung von Arbeitsplätzen gemäß des Prinzips technologisch homogener Tätigkeiten.
• Keine Zuteilung bestimmter Tätigkeiten an einzelne Mitarbeiter.
• Hohe Mitarbeiterqualifikation, wodurch die diverse Natur der durchgeführten Arbeit berücksichtigt wird.
• Keine detaillierte Entwicklung des technologischen Prozesses der Herstellung des Produkts.
• Der Gegenstand der Planung, Regulierung und Buchhaltung ist das gesamte Produkt oder seine großen Einzelteile (Unterbaugruppen).
• Verhältnismäßig geringe Kosten der Produktionsvorbereitung neuer Produkte aufgrund der letzten drei Eigenschaften.

Diese Form von Einstückfertigungsprozessen ist häufig in Pilotanalgen anzutreffen, die komplexe Produkte und Systeme mit besonderem Zweck herstellen.

Chargen- oder Serienfertigung

Die Serienfertigung zeichnet sich aus durch:

• Die Produktion in Chargen, die periodisch wiederholt wird. Circa mehrere hundert Einheiten pro Monat – kleiner Umfang ; 2.000-5.000 Einheiten pro Monat – großer Umfang.
• Begrenzte Produktpalette
• Einsatz von universellen und speziellen Maschinen, Aufsätzen, Veredelungen und Messwerkzeugen.
• Gruppierung der Arbeitsplätz gemäß technologischer und organisatorischer Prinzipien.
• Eine begrenzte Anzahl an verschiedenen Tätigkeiten, die einem Arbeitsplatz zugewiesen werden.
• Mitarbeiter mit durchschnittlichen Qualifikationen.
• Detaillierte Entwicklung technologischer Prozesse.
• Die Einheiten und Produktdetails sind Gegenstände der Planung, Rationierung und Buchhaltung.
• Relativ hohe Kosten für die Produktionsvorbereitung neuer Produkte im Vergleich zu einem einzelnen Herstellungstyp.

Diese Herstellungsart lässt sich häufig in Fabriken finden, die anspruchsvolle Produkte und Sondersysteme herstellen, die sich bald über das Design hinweg verändern.

Massenproduktion

Die Massenproduktion hat die folgenden Eigenschaften:

• Produkte werden in großen Mengen hergestellt (6.000 – 10.000 Stück pro Monat).
• Einsatz von spezialisierten Maschinen, Geräten und Werkzeugen.
• Arbeitsstationen werden gemäß des Verlaufs des technologischen Prozesses platziert.
• Arbeiten sind auf die Ausführung einer einzigen Tätigkeit spezialisiert.
• Der technologische Prozess wird detailliert ausgearbeitet.
• Die Details und der Betrieb sind die Gegenstände von Planung, Rationierung und Buchhaltung.
• Arbeiter können geringere Qualifikationen haben.
• Die Produktionsvorbereitung neuer Produkte erfordert mehr Kosten (im Vergleich zu anderen Produktionsarten).

Diese Herstellungsart wird hauptsächlich für Verbrauchsgüter eingesetzt.

Herstellungsprozessarten nach der Natur des Produkts

Diskrete Fertigung

Die diskrete Fertigung produziert spezielle Artikel, die sich von anderen in derselben Produktionslinie unterscheiden. Diese Artikel verlassen die Fertigungslinie als einsatzbereite Produkte, die Verbraucher und Unternehmen kaufen können.

Die diskrete Fertigung beschreibt jedes System, das Einzelprodukte fertigt. Am Ende eines einzelnen Produktionsprozesses lassen sich individuelle Produkte voneinander unterscheiden, selbst wenn sie im Grunde genommen identisch sind.

Die Hauptarten der diskreten Fertigung sind:

a) Massenproduktion mit Orientierung auf Standardpreise

Lagerfertigung

Das Lagerfertigungsmodell kommt meistens zum Einsatz, wenn Verbrauchsgüter mit vorhersehbarer Nachfrage gefertigt werden. Sie wird jedoch auch verwendet, wenn die Nachfrage nach Produkten unsicher ist, Kunden jedoch kurze Leadzeiten brauchen.

Sie ist besonders im Vergleich zu anderen Fertigungsarten, weil sie keine Aufträge als Grundlage für die Produktion nimmt, sondern sich stattdessen auf Nachfrageprognosen verlässt, die auf historischen Daten basieren. Trifft ein Kundenauftrag ein, wird er mit bereits bestehendem Bestand erfüllt. Dies verkürzt die Leadzeiten eines Lagerfertigungsbetriebs erheblich im Vergleich zu anderen Produktionsmodellen.

Das Lagerfertigungsmodell produziert außerdem die standardisiertesten Produkte. Der Kunde hat also kein Mitspracherecht, wie das Produkt aussehen soll.

Lesen Sie mehr über Lagerfertigung – Prozessfluss und beste Verfahren.

b) Individuell orientiert mit individuellen Preisen

Auftragsfertigung

Ähnlich wie das Lagerfertigungsmodell geht das Auftragsfertigungsmodell mit standardisierten Produkten mit definierten Stücklisten um. Bei der Auftragsfertigung werden Produkte jedoch nicht basierend auf Nachfrageprognosen hergestellt, sondern gemäß Kundenaufträgen. Die Produktion beginnt, sobald ein Kundenauftrag eintrifft, was längere Leadzeiten zur Folge hat als bei der Lagerfertigung.

Auftragsmontage

Bei der Auftragsmontage montiert die Produktionslinie gemäß eines Kundenauftrags Produkte aus vorgefertigten Bauteilen, anstatt alles von Null an selbst zu produzieren. So kann das Unternehmen Aufträge schneller erfüllen und einen bestimmten Grad an Individualisierungsoptionen anbieten.

Dieses Modell ist sehr flexibel und schlank. Hersteller können mit ihm Kunden kürzere Leadzeiten anbieten als bei der Auftragsfertigung, allerdings ist es immer noch langsamer als die Lagerfertigung.

Auftragskonfiguration

Das Auftragskonfigurationsmodell produziert Güter anhand der vom Kunden gewählten Spezifikationen. Ein Unternehmen, das auf dieses Modell zurückgreift, bietet Kunden häufig eine breite Palette an Produkteigenschaften an, was mehr Produktvarianten mit unterschiedlichen Eigenschaftskombinationen zur Folge hat.

Wie die Auftragsfertigung und Auftragsmontage bietet das Auftragskonfigurationsmodell mehr Freiraum für den Kunden, wenn er Spezifikationen für seine Produkte wählt. Das Auftragskonfigurationsmodell lässt Unternehmen kundenindividuelle Massenproduktion anbieten, während es Aufträge immer noch schnell abwickeln kann.

Beachten Sie, dass bei der Auftragskonfiguration Spezifikationsvariationen der Standardprodukte nicht so weit reichen, dass die Erstellung einer neuen Teilenummer für jede Variante nötig ist. Sollte die Variation zu stark vom Standard abweichen, ist es möglicherweise sinnvoll, gänzlich neue Projekte für jene komplexen Aufträge aufzustellen und dann auf die Projektfertigung zu wechseln.

Projektfertigung

Das Projektfertigungsmodell wird angewandt, um extrem kundenindividuelle, komplexe Produkte zu fertigen. Dieses Modell erzeugt Produkte, die noch nie zuvor gefertigt wurden, was eine engere, kreativere Zusammenarbeit mit dem Kunden impliziert.

Der Prozessfluss in der Projektfertigung ist bei Weitem nicht so reibungslose wie in anderen Produktionsmodellen. Neben dem Produktionsprozess umfasst die Projektfertigung außerdem den gesamten Designprozess mit Tests und Änderungsdurchführungen, speziellen Beschaffungsprozessen usw., was die Leadzeiten für Auftragserfüllungen normalerweise länger macht als das bei anderen Herstellungsarten der Fall ist.

Um Kunden Produkte anzubieten, die an ihre bestimmten Bedürfnisse angepasst sind, müssen Unternehmen mit Projektfertigung in ihren Prozessen flexibler sein als jene mit Auftragsfertigung, Auftragsmontage oder Auftragskonfiguration. Die Fertigung von komplett kundenindividuellen Lösungen erfordert mehr Anpassungsfähigkeit, sowohl  bei der Materialbeschaffung als auch bei den Produktionstechniken.

Prozessfertigung

Die Prozessfertigung produziert Güter in Massen und nutzt demnach Gase, Flüssigkeiten, Pulver, Granulat, Emulsionen oder Getreide als Rohstoffe. Beispiele für die Prozessfertigung sind: Getränke, Müslis, Benzin, Beton usw.

Die Prozessfertigung unterscheidet sich weiterhin von der diskreten Fertigung, dass sich in letzterer die Einzelteile eines Produkts immer noch voneinander unterscheiden lassen und die Produkte demontiert und in ihre Einzelteile zerlegt werden können. Bei der Prozessfertigung ist dies nicht möglich, da die Inhaltsstoffe vermischt und nicht mehr getrennt werden können.

Die Prozessfertigung lässt sich in zwei Arten aufgliedern:

• Prozess-Serienfertigung / Chargenfertigung – Prozesswiederholte Fertigung
• Duchflussprozessfertigung – Fortlaufende Produktion

Lesen Sie mehr über diskrete Fertigung vs. Prozessfertigung

Arten von Herstellungsprozessen nach Rolle des Prozesses

Gemäß ihrer Rolle im allgemeinen Prozess der Herstellung fertiger Güter lassen sich Produktionsprozesse auf folgende Weise unterscheiden.

Grundlegende Herstellungsprozesse

Grundprozesse zielen darauf ab, die grundlegenden Arbeitsobjekte zu verändern und ihnen die Eigenschaften fertiger Produkte zu geben; in diesem Fall steht ein teilweiser Produktionsprozess entweder mit der Einführung einer beliebigen Verarbeitungsphase des Objekts oder mit der Fertigung eines Teils eines fertigen Produkts im Zusammenhang.

Fertigungs-Hilfsprozesse

Hilfsprozesse schaffen Bedingungen für den normalen Verlauf des Fertigungs-Kernprozesses (Herstellung von Werkzeugen für die Produktion, Reparatur von technologischer Ausrüstung usw.)

Bereitstellende Prozesse

Bereitstellende Prozesse sind für die Bewegung (Transportprozesse), die Lagerung für spätere Verarbeitung (Lagerung), Kontrolle (Kontrolltätigkeiten), die Bereitstellung von Material, technischen Ressourcen, Energie usw. verantwortlich.

Managementprozesse

Bei Managementprozessen werden Entscheidungen ausgearbeitet und getroffen, Produktionsfortschritte reguliert und koordiniert, die Genauigkeit der Programmumsetzung kontrolliert und ausgeführte Arbeiten analysiert und buchhalterisch erfasst. Diese Prozesse sind oft mit dem Verlauf der Produktionsprozesse verflochten.

Herstellungsprozessarten nach Automatisierungsgrad

Gemäß dem Automatisierungsgrad ist es üblich zu unterscheiden zwischen:

Manuellen Prozessen

Manuelle Prozesse werden ohne den Einsatz von Maschinen, Mechanismen und Elektrowerkzeug ausgeführt.

Maschinell-manuellen Prozesse

Maschinell-manuelle Prozesse werden mit Maschinen und Mechanismen ausgeführt, benötigen jedoch zwingend die Teilnahme eines Arbeiters. Als Beispiel könnte die Verarbeitung eines Teils an einer universellen Drehbank genannt werden.

Maschinellen Prozesse

Maschinelle Prozesse werden an Maschinen, Maschinenwerkzeugen und Mechanismen mit nur eingeschränkter Teilnahme des Arbeiters ausgeführt.

Automatisierten Prozesse

Automatisierte Prozesse werden an automatischen Maschinen ausgeführt, bei denen der Arbeiter den Produktionsverlauf nur überwacht und kontrolliert.

Vollautomatisierten Prozesse

In vollständig oder komplex automatisierten Prozessen erfolgt neben der Produktion auch die Kontrolle vollautomatisch.

Die wichtigsten Kernpunkte

• Es gibt nicht nur verschiedene Herstellungsprozesse, sondern auch mehrere Wege, diese zu klassifizieren: nach Produktionsumfang, nach Natur des Produkts, nach Rolle des Prozesses und nach Automatisierungsgrad.
• Nach Produktionsumfang kategorisierte Herstellungsprozesse sind: Werkstattfertigung, Serien-/Chargenfertigung und Massenfertigung.
• Nach Natur des Produkts kategorisierte Herstellungsprozesse sind diskrete Fertigung und Prozessfertigung.
• Bei der diskreten Fertigung werden einzelne, unterscheidbare Artikel produziert, während bei der Prozessfertigung mit Massenprodukten wie Gasen, Emulsionen, Flüssigkeiten usw. umgegangen wird.
• Die diskrete Fertigung hat mehrere Unterkategorien: Lagerfertigung, Auftragsfertigung, Auftragsmontage, Auftragskonfiguration und Projektfertigung. Diese Kategorien lassen sich oft durch ihre Besonderheiten bei der Auftragserfüllung und ihren Kundenindividualisierungsgrad unterscheiden.
• Nach ihrer Rolle kategorisierte Herstellungsprozesse sind: grundlegende Herstellungsprozesse, Fertigungs-Hilfsprozesse, bereitstellende Prozesse und Managementprozesse.
• Nach ihrem Automatisierungsgrad kategorisierte Herstellungsprozesse sind: manuelle Prozesse, maschinell-manuelle Prozesse, maschinelle Prozesse, automatisierte Prozesse und vollautomatisierte Prozesse.
• Herstellungsunternehmen müssen genau wissen, welches Modell sie anwenden und welche Vorteile und Einschränkungen für es bestehen in Bezug auf Produktionsplanung und Beschaffung, Preisgestaltung, Kundenbeziehungsmanagement usw.

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