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REFA/VDG-Erfahrungsaustausch Gießerei 2000

7. / 8. April 2000

Inhaltsverzeichnis Teilnehmerliste ........................................................................................................................... 2 Vorträge ...................................................................................................................................... 4 1 2 3 4 5 6 7 8 ABC- und Prozeßanalyse zur Ermittlung von Schwachstellen....................................... 5 Rationelles Datenmanagement zur Erkennung von Ressourcen ................................ 10 Benchmarking................................................................................................................ 18 Aktivieren von Produktivitätspotentialen ....................................................................... 33 Organisation der Entwicklung ....................................................................................... 38 Produktentstehungsprozeß in Entwicklungspartnerschaften ....................................... 46 Modellbauer als Entwicklungsdienstleister ................................................................... 47 Produktivitätssteigerung in Gießereien ......................................................................... 57 Dipl.-Ing. Wolfgang Sachs

Zusammenfassung

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Teilnehmerliste

Voigt Brechmann Winter Ulmer Gorski Dell Ott Schilke Bittner Brand Seliger Sandweger Beck Pfeiffer Meidel Müller Wey Krause Messer Quanz Reimann Kuhlgatz Janas Kutzner Münchinger Kranz Schemkes Kobs Essink Krappe Schlünder Speh Sievers Tüxen Kunert Heiko Frank Eckhard Roland R. Bernd Markus Kurt F. Hermann AC Tech GmbH, Freiberg/Sa. Brechmann-Guss · Josef Brechmann GmbH & Co. KG, Schloß Holte-Stukenbrock Brechmann-Guss · Josef Brechmann GmbH & Co. KG, Schloß Holte-Stukenbrock CLASS GUSS GmbH, Saulgau DGV, Düsseldorf Dossmann GmbH, Walldürn-Rippberg Dossmann GmbH, Walldürn-Rippberg Eisenwerk Hasenclever & Sohn GmbH, Battenberg-Auhammer Elektror · Karl W. Müller GmbH & Co. Aluminiumgießerei, Mühlacker Friedrich Lohmann GmbH, Witten Georg Fischer GmbH, Garching Georg Fischer GmbH, Garching Georg Röth Eisengießerei GmbH & Co., Mosbach-Neckarelz Georg Röth Eisengießerei GmbH & Co., Mosbach-Neckarelz Georg Röth Eisengießerei GmbH & Co., Mosbach-Neckarelz Georg Röth Eisengießerei GmbH & Co., Mosbach-Neckarelz Gienanth AG, Winnweiler Giesserei Hofmann GmbH, Bad Windsheim Honsel Guß GmbH, Meschede Honsel Guß GmbH, Meschede Honsel Guß GmbH, Meschede Hüttenes Albertus · Chemische Werke GmbH, Hannover IAW, Aachen Industrieberatung Dr.-Ing. H. Wegener GmbH, Frankfurt/Main Industrieplanung und Beratung Münchinger, Coswig Industrieplanung und Beratung Münchinger Coswig ISSELGUSS GmbH, Isselburg ISSELGUSS GmbH, Isselburg ISSELGUSS GmbH, Isselburg M. Busch GmbH & Co. KG, Bestwig M. Busch GmbH & Co. KG, Bestwig M. Busch GmbH & Co. KG, Bestwig MaK Motoren GmbH & Co. KG, Kiel MaK Motoren GmbH & Co. KG, Kiel MaK Motoren GmbH & Co. KG, Kiel Seite 2

Dietrich Bernhard Friedbert Ludwig Lothar Peter Johannes Jürgen Horst Carsten Ingo Michael Wolfgang Dieter Manfred Willi Hubert Wolfgang Peter Joachim Gerhard Frank Rolf

REFA/VDG-Erfahrungsaustausch Gießerei 2000 Benz Hartig Petrich Breitenbach Heyn Brömmelmeyer Hintze Knapp Sachs Stachler Steimel Wielpütz Wohlfeil Ortloff Peters Krause Brinkhoff Heinz Holger Enno Karl Klaus-Peter Klaus Sonja Matthias Wolfgang Siegfried Hans-Dieter Günter Klaus-Dieter Hartmut Wolfgang Holger Uwe

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MaK Motoren GmbH & Co. KG, Kiel Mannesmann Rexroth AG, Lohr am Main Mannesmann Rexroth AG, Lohr am Main Mannesmann Rexroth AG, Lohr am Main REFA/VDG Fachausschuß Gießerei REFA/VDG-Fachausschuß Gießerei REFA/VDG-Fachausschuß Gießerei REFA/VDG-Fachausschuß Gießerei REFA/VDG-Fachausschuß Gießerei REFA/VDG-Fachausschuß Gießerei REFA/VDG-Fachausschuß Gießerei REFA/VDG-Fachausschuß Gießerei REFA/VDG-Fachausschuß Gießerei RGU GmbH · Büro Magdeburg, Colbitz-Lindhorst Schonlau-Werke · Maschinenfabrik und Eisengießerei, Geseke Schubert & Salzer · Eisenwerk Erla GmbH, Schwarzenberg, OT Erla Schubert & Salzer · Eisenwerk Erla GmbH, Schwarzenberg, OT Erla

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Vorträge

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ABC- und Prozeßanalyse zur Ermittlung von Schwachstellen

Referent: H.-D. Steimel, Meschede

Einführung: Im Rahmen der Globalisierung sind die Unternehmen zur Sicherung ihrer Wettbewerbsfähigkeit mehr d enn je gezwungen, die Produktivität permanent und in einem sehr viel stärkeren Maß als bisher zu erhöhen und zu stabilisieren. Das bedeutet: Reduzierung der Komplexität und der Kosten in allen Unternehmensbereichen in der Produktion einschließlich ihrer Gemeinkosten ­ Bereiche, in den indirekten Bereichen wie Forschung und Entwicklung, Logistik, Qualitätssicherung aber auch in den administrativen Bereichen wie Verwaltung und Vertrieb. Es kommt vor allem darauf an, vorhandene Ressourcen innerhalb der Prozesse schnell und sicher zu erkennen, zu analysieren und zu aktivieren. Als Kernelemente mit besonderer Relevanz seien z. B. folgende erwähnt: Simultanes Engineering zur Beschleunigung der Innovation. Flexible Fertigung durch hohe Flexibiltät und Prozesssicherheit der verwendeten Werkzeuge und Maschinen sowie der vorhandenen Mitarbeiter. Total Quality Management zur drastischen Reduzierung aller Nacharbeitsbereiche und ständiger Produkt- und Prozessverbesserung. Komplexitätsreduktion und Konzentration auf die eigentlichen Wertschöpfungsketten. Umfangreiche Informationssysteme, auf die bei Bedarf jeder Mitarbeiter rasch zugreifen kann. Teamarbeit in interdisziplinären Teams mit gemeinsamen abteilungsübergreifenden Entscheidungen (interne Kunden/Lieferanten-Beziehung).

ABC ­ Analyse Die Ermittlung der Prozesseffizienz je Artikel (1. Stufe = Hauptumsatzträger) gibt e inen Überblick zu dem Verhältnis: Summe aller t (Zeiten je Einheit) zur Durchlaufzeit. Bei der e Auswahl der Objekte für die Prozessanalyse ist die ABC-Analyse ein wesentliches Hilfsmittel. Mit Hilfe der ABC-Analyse wird das Verhältnis von Umsatz und Menge ermittelt. Dabei zeigt sich, dass wenige Artikel einen hohen Umsatzanteil, viele Artikel einen relativ kleinen Umsatzanteil und die größte Menge der Artikel einen sehr kleinen Umsatzanteil am Gesamtumsatz haben. Seite 5

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Beispiel einer Umsatzverteilung und deren Spannweite anhand von 20 ABC-Analysen. Mengenanteil A-Teile B-Teile C-Teile 05 ­ 10% 10 ­ 30% 30 ­ 75% Umsatzanteil 70 ­ 80% 10 ­ 15% 05 ­ 10%

Produkte mit einem hohem Umsatzanteil haben im Rahmen der Prozessanalysye eine entsprechend hohe Priorität. Allerdings werden auch die B- + C-Artikel in die Prozessanalyse einbezogen. Bei diesen Artikeln stehen vor allem die Kosten für die Angebotserstellung und nach der Auftragserteilung die ,,Auflagenkosten" im Vordergrund der Betrachtung. Im Rahmen von Kostenanalysen wird immer wieder festgestellt, dass die B- und C- Artikel die Ertragssituation der Gießereien zusätzlich belasten.

Erlös

A Teile

B - Teile

C - Teile

Verteilung der Erlöse aus entsprechenden Analysen

Prozessanalyse: Kostenverursacher aufspüren und quantifizieren. Maßgeblich für den Ressourcenverbrauch sind Kostentreiben, die die eigentliche A ktivität auslösen. Eine verbesserte Kostentransparenz wird durch die Einführung einer ­ in der ersten Stufe vereinfachten ­ Prozesskostenrechnung erreicht.

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REFA/VDG-Erfahrungsaustausch Gießerei 2000 Hauptprozess Kostentreiber (Anzahl der...) Teilenummern Änderungen Arbeitsplanpositionen Prozesskosten insges. in DM 1.500.000,00 800.000,00 1.500.000,00 Prozessmenge 3.000 200 15.000

7. / 8. April 2000 Prozesskostensatz in DM 500,00 4.000,00 100,00

Teile verwalten Produkt ändern Produkte planen

Produktion steuern Fertigungsaufträge Material beschaffen Bestellungen

4.000.000,00 1.250.000,00

4.000 5.000

1.000,00 250,00

Mögliche Hauptprozesse, Kostentreiber und Prozesskostensätze Mit Hilfe der Prozesskostensätze kann ermittelt werden, was bestimmte Abläufe in den indirekten Bereichen kosten und anhand welcher Stellgrößen diese Kosten beeinflusst werden. Damit können die Gemeinkosten leistungsorientierter als bisher geplant und gesteuert werden.

Kosten einer Vorkalkulation

Rohteil

Fertigbearb.

Komponente

Baugruppe

Durch eine systematische Analyse der Verwaltungs- und Fertigungsprozesse und einer effizienten Prozessgestaltung wird das Ziel einer verursachungsgerechten Kostenzuordnung erreicht. Die Wertschöpfung zu erhöhen und nicht wertschöpfende Tätigkeiten zu vermeiden, ist eine Daueraufgabe. Wertschöpfende Tätigkeiten umfassen alle Aktivitäten zur Umwandlung von Rohmaterial, Zukaufteilen oder Informationen, um die vom Kunden gewünschten QualitätsSeite 7

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anforderungen in eine Marktleistung umzuwandeln zu einem marktüblichen bzw. leistungsgerechten Preis. Sie sind Bestandteil der Kalkulation. Nicht wertschöpfende Tätigkeiten erhöhen die Kosten für das Produkt und belasten die Wettbewerbsfähigkeit. Sie sind in den meisten Fällen nicht Bestandteil der Kalkulation.

Produktion Formanlage Wertschöpfende Tätigkeiten Nicht wertschöpfende Tätigkeiten

Sie erhöhen den Wert des Produktes Bestandteil der Kalkulation

Sie erhöhen die Kosten für das Produkt und belaten die Wettbewerbsfähigkeit nicht Bestandteil der Kalkulation

Typische Beispiele für nicht wertschöpfende Prozesse sind z. B.: Instabile Prozesse Fehlende Mitarbeiterqualifikation Nicht ausbalancierte Fertigung Mängel in der Fertigungssteuerung Lange Transportwege Schlechte Betriebsmittelnutzung Unzureichende Produktqualität usw. Eine Steiguerung der wertschöpfenden Tätigkeiten und eine hohe Prozesssicherheit wirken sich vor allem in einer Verkürzung der Durchlaufzeit, einer hohen Qualität und in einer entsprechenden Reduzierung der Kosten aus. In dem Aufgabenbereich einer zielorientierten Steigerung der Wertschöpfung liegt noch ein großes Chancenpotential. Die Wertschöpfung zu erhöhen und nicht wertschöpfende Tätigkeiten zu vermeiden, ist eine Daueraufgabe mit dem weiteren Ziel einer schnellen Umsetzung.

Prozeßanalyse und Prozeßgestaltung Der Grundsatz der ständigen Prozessverbesserung stellt ein großes ­ noch weitgehend nicht voll genutztes ­ Potential zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit dar und führt laufend zu neuem Know-how innerhalb der Fertigungsabläufe. Seite 8

REFA/VDG-Erfahrungsaustausch Gießerei 2000 Die Durchführung einer Prozessanalyse umfasst folgende Punkte: 1. Prozessbezeichnung 2. Prozessumfang Anfangs- und Endaktivität Hier ist vor allem eine ganzheitliche Betrachtung erforderlich.

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Beispiel: Umfang der Prozessanalyse von der Bereitstellung einer prozesssicheren Kerneinrichtung bis hin zur Ablieferung von Kernen an der Formanlage, die den Anforderungen an das Produkt und an die Prozesssicherheit entsprechen. 3. Definition der Anforderungen des Kunden an das Produkt als Ausgabe aus dem Prozess. 4. Bestimmung der Materialien und der Informationen entsprechend den Anforderungen. 5. Bestimmung der Leistungstandards und deren Anforderungen bezüglich der Qualität Kosten Termine 6. Fertigungsverfahren und Anforderungen an das Verfahren 7. Maschinen und Einrichtungen, die dem Anforderungsprofil der Produkte entsprechen. 8. Mitarbeiter sowie die Anforderungen an die Qualifikatino der Mitarbeiter Die im Rahmen der Prozessanalyse festgestellten Schwächen und Verbesserungspotentiale werden beschrieben und in Form einer Projektarbeit abgearbeitet. Diese Projektarbeit erfolgt in Zusammenarbeit mit den Mitarbeitern der ausführenden Bereiche. Anhand von zwei Leitbeispielen aus der Praxis werden die Vorgehensweise und das Ergebnis in Form einer Steigerung der Ertragskraft dieser Artikel vorgestellt. Beispiel 1: Beispiel 2: Hauptumsatzträger aus dem Bereich Sandguss C-Teil aus dem Bereich der Druckgiesserei

Eine systematische Analyse der Fertigungsprozese und eine schnelle Umsetzug der vorhandenen Ressourcen in wertschöpfende Tätigkeiten, wird einen guten Beitrag zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit und Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit leisten.

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Rationelles Datenmanagement zur Erkennung von Ressourcen

Referent: G. Wielpütz, Dörrenberg Edelstahl GmbH, Engelskirchen Die wirtschaftliche Situation zwingt die Gießereien, alle Potentiale im gesamten Unternehmensbereich sowohl hinsichtlich wirtschaftlicher und menschlicher Ressourcen zu erkennen und in einen, wenn auch noch so kleinen Wettbewerbsvorteil (Standortsicherung) umzusetzen. Voraussetzung für eine Veränderung bzw. Verbesserung ist, daß man den IstZustand sowohl qualitativ als auch quantitativ bewerten kann. Auf der einen Seite ist die Datenerfassung in der Regel sehr aufwendig und damit teuer, auf der anderen Seite betreibt jedes Unternehmen bereits Datenerfassung in irgendeiner Form für bestimmte Zwecke. Dieses Referat soll dazu einen Beitrag leisten, wie man durch kreatives Kombinieren von bereits vorhandenen Daten durch Einsatz von Analyseverfahren, Methoden, Werkzeugen und der Definition von neuen Zielen, zusätzliche Potentiale erschließen kann. Dies gilt insbesondere auch für Arbeitsabläufe, deren Datenerfassung bisher zweckbestimmt waren und mit denen man nun, ohne großen Mehraufwand an Datenerfassung, neue Ressourcen erschließen kann. Läßt man die Intuition, die augenblickliche Eingebung, mal außer acht, so steht das ,,Erkennen von Ressourcen" in den meisten Fällen im Zusammenhang mit Daten. Denn nur mit Daten sind in der Regel Nachweise zu einer positiven oder negativen Veränderung möglich.

Bild 1

Betriebsdaten - Management zur Gestaltung von Prozessen

Ziele

Anwender / Nutzer

Prozesse

Mitarbeiter im Prozess

* Operative * Dienstleister * Fuehrungskraefte

Betriebsdaten Management

Innovationsprozesse

Auftragsabwicklungsprozesse Geschaeftsprozesse

Datenarten

Fuehrungsdaten Prozessdaten Systemdaten

Aufwands-, Ergebnis-, Nutzungs-, Zustands-, Kosten-, Zeit-, Auslastungs-, Verbesserungsdaten

C:\Programme\Micrografx\FlowCharter\ABC\version_7\REFA\Zielformulierung.flo

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Bild 2 Einsatzfelder arbeits - und prozessbezogener Daten

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Strategie

Fuehren mit Zielen Benchmarking Target costing Arbeits-, Betriebszeit In- / Outsourcing make or buy

Prozessplanung- Steuerung Wirtschaftlichkeit Produktentwicklung

Steuerung

Methoden

Explorative Datenanalyse EDV-Einsatz Personaleinsatzplanung Arbeitssystemgestaltung

Arbeits- und prozessbezogene Daten

Produktivitaet Liefertermine Auftragsdurchlaufzeit Arbeitsbedingungen

Gruppenarbeit Verbesserungsvorschlagswesen KVP Arbeitssicherheit

Arbeitszufriedenheit Entgelt

Mitarbeiter

C:\Programme\Micrografx\FlowCharter\ABC\version_7\REFA\ArbProzDaten.flo

Ziel: -

- Vorhandene Daten erkennen analysieren nutzen ette essk Proz ss gu Form

Bild 3

en / Werkzeuge Analyseverfahr

Explorative Datenanalyse

Korrelationen

Beisp 1

Pareto

Streudiagramme

Rationelles Daten Mangement zur Erkennung von Ressourcen

Date nerf assu ng /K enn zahl en

Clusteranalyse

Boxplots

Faktorenanalyse

Dur chla ufze it /T erm intr eue

DV MDE

Regressogramme

Methoden

Ablaufstudien

Stoergroessen

Liegezeiten

Un ter stu etz te

Beisp 2

Kla ssi sch eZ eitw irts ch aft

Leerzeiten Org. Maengel

Zeitstudien BDE Aufschreibungen

Giessbericht Beisp 3

C:\Programme\Micrografx\FlowCharter\ABC\version_7\REFA\Prozesskette GF.flo

Bild 3: Mindmapping mit den Beispielen 1 - 4

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REFA/VDG-Erfahrungsaustausch Gießerei 2000 Beispiel 1 (1 von 1)

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befaßt sich mit modernen Analyseverfahren und Werkzeugen, mit deren Hilfe man Datenmengen untersuchen kann, von denen man annimmt, daß sie mehr oder weniger miteinander korrelieren. Eine Artikelgruppe in unserem Hause fiel dadurch auf, daß sich die Kalkulationskosten sehr disharmonisch bezüglich Stückgewicht, Schwierigkeitsgrad und Fertigungsaufwand verhielten. Eine Analyse zeigte, daß der Gemeinkostenblock zu übergewichtig war und keine Kostendifferenzierungen zuließ. Durch eine gezielte Analyse der bereits vorliegenden Datenmengen mit Analysewerkzeugen konnten die Gründe aufgezeigt werden. Dieser Mangel wurde durch Einführung zusätzlicher Arbeitsgänge behoben. Die Kostenkalkulation wurde transparenter und genauer. Der Vertrieb konnte sich besser auf den Markt einstellen. Die neuen zusätzlichen Arbeitsgänge wurden durch Selbstaufschreiben der Mitarbeiter ermittelt. Anhand dieser Daten wurden über multiple Regressionsrechnungen neue Planzeitformeln erstellt und damit die Kalkulationsgrundlage wesentlich verbessert.

Reduzierung der Gemeinkostenblockes durch Hinzufügen von Arbeitsgängen bei Artikelgruppe 200

Bereich Arbeitsgang Art der Datenermittlung Alte Formel vorhanden Durch neue Formel ersetzt Modellbau 720 31 Modellbau 720 31 Formerei 411 00 Formerei 415 00 Putzerei 450 24 Putzerei 450 21 Putzerei 450 05 Putzerei 42002 Putzerei 450 xx Putzerei 2070860xx Putzerei 450 xx Gießtechnik anbringen Modell schlichten Formen Formen Gießtechnische Verstärkung entfernen Trichter trennen + abschlagen Fertigputzen Mehrarbeit Rohguß Grundieren/ lackieren Grundierfarbe Menge in Ltr Verpacken + Versenden Selbstsaufschreibung Selbstaufschreibung Zeitstudien Zeitstudien Selbstaufschreibung Zeitstudien Zeitstudien Selbstaufschreibung Selbstaufschreibung Selbstaufschreibung Selbstaufschreibung Ja Nein Ja Ja Nein Ja Ja Nein Nein Nein Nein Ja Ja Nein Ja Ja Nein Nein Ja Ja Ja Ja Nein Ja Nein Nein Ja Nein Nein Nein Ja Ja Ja Kostenstelle Neu anlegen

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Dadurch höhere Genauigkeit bei der Kalkulationserstellung und Verbesserung des Kalkulations / Erlösvergleiches. Beispiel 2 (1 bis 3) Die Zielvorgabe war, in der Prozeßkette ,,Formguss" die Durchlaufzeit zu reduzieren und die Temintreue zu verbessern. Im Ist-Zustand wurde wöchentlich an einem festen Wochentag, zur stets gleichen Zeit eine Teminbesprechung durchgeführt. Basis für diese Besprechungen waren Daten aus den Terminlisten, sortiert nach den unterschiedlichsten Kriterien. Die Verantwortlichen aus: · · · · · · · Vertrieb Modellbau Formerei Putzerei Warmbehandlung Mech. Bearbeitung Fertigungssteuerung

nahmen zu den Terminrückständen Stellung und erhielten von der Fertigungssteuerung/ Vertrieb ggf. neue Prioritäten zu n- Aufträgen. Folgende Änderungen wurden für den Soll-Zustand eingeführt: Die bisher mündlich vorgebrachten Fehlergründe (Störgrößen des Fertigungsablaufes) betreffend des Terminverzuges wurden nun schriftlich zu dieser Terminbesprechung mitgebracht und von der Fertigungssteuerung in Folge tabellarisch aufbereitet. Die Rückstände in Tagen und die dazugehörigen Gründe wurden an den Bereichs-/ Terminschnittstellen wöchentlich aufgelistet. Über die Zeitachse ergaben sich Störgrößen-Schwerpunkte. Aufgrund dieser Daten wurde je nach Schwerpunkt und Handlungsbedarf eine temporäre Arbeitsgruppe von max. 3 Personen gebildet. Bestehend aus jeweils einen Kostenstellenverantwortlichen und den Fertigungssteuerer. Durch das stetige Beschäftigen mit den Störgrößen wurden die Schnittstellenübergänge geglättet und die Störungen geringer. Die Durchlaufzeit reduzierte sich und damit stieg auch die Termintreue 1998-1999 um 15% (Siehe Anlage Excel-Tabellen). Beispiel 2 (1 von 3) Beispiel 2 (2 von 3) Beispiel 2 (3 von 3)

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REFA/VDG-Erfahrungsaustausch Gießerei 2000 Beispiel 3 (1 von 1)

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Zielvorgabe war, innerhalb der neuen Entlohnung in der Prozeßkette ,,Formguss" den Aufwand der Lohnscheinerfassung zur Prämienabrechnung zu reduzieren oder ganz entfallen zu lassen. Im alten Ist-Zustand wurden 2x im Monat alle Lohnscheine von einer Mitarbeiterin erfaßt und drei unterschiedlichen Gruppen in der Formerei gutgeschrieben. Im neuen Ist-Zustand der Entlohnung wurden die 3 Gruppen zu einer Gruppe (Team) zusammengefaßt. Der Soll-Zustand der Leistungserkennung über die Vorgabezeiten der Gruppe sieht wie folgt aus: Die tägliche Erfassung des Gießberichtes (BDE) mit Auftragsnummer und Stückzahlen wird bereits seit Jahren für die betriebliche Leistungserbringung praktiziert. Über ein Abfrageprogramm wird der Gießbericht nun für die Ermittlung der Summe Vorgabezeiten / Periode der Gruppe verwendet. Über die Auftragsnummer /Pos wird der hinterlegte Arbeitsplan gelesen und die Vorgabezeit aus der entsprechenden Kostenstelle selektiert, mit den rückgemeldeten Stückzahlen multipliziert und in einer Liste ausgewiesen. Die manuelle Datenerfassung entfällt und wird gleichzeitig mit der Gießbericht-Erfassung erledigt. Weiterhin haben sich die Erfassungsfehler reduziert.

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Bild 4

Einbeziehung und Ziel: Nutzung der Daten aus den Nachbarbereichen

Informations- Management

Workflow Schautafel Arbeitsgruppen Gespraeche

Beisp 2

Technisch Verschwendung reduzieren Organisatorisch

zeit hlauf Durc

KVP

Verbesserungsvorschlags - Wesen

Vertrieb Arbeitsvorbereitung

Rationelles Daten Mangement zur Erkennung von Ressourcen

Modellbau

Beisp 4

Entlohnungs

mie rae gsp un eist le L uel ivid Ind

Beisp 3

- Bausteine

g un ier lifiz a Qu

ie m ae pr en ng Me

Gies sbe rich t

C:\Programme\Micrografx\FlowCharter\ABC\version_7\REFA\Prozesskette GF1.flo

Beispiel 4 (1 von 1) Zielvorgabe war, die Erstellung von Kalkulationen für Angebote und Aufträge von Fertigungsaufträgen im Bereich Vertrieb bis Fertigung zu beschleunigen. Die Idee kam aus dem Verbesserungsvorschlagswesen. Sie wurde aufgegriffen und mit den tangierten Bereichen besprochen. Es wurde ein Konzept entworfen, welches die bereits bestehenden Datenstrukturen mit berücksichtigte. Im Ist-Zustand wurden alle ,,Angebots / Auftrags- Parameter" laufend zu den Papierobjekten miterfaßt und ausgewertet. Dies waren u.a.: · · · · Datum (Tage), Uhrzeit von/bis, Neuteile/Wiederholteile, einfache Teile/komplexe Teile

Eine Auswahl der Gründe für Bearbeitungsdauer · · · keine Zeichnung, unvollständige Zeichnung Modellanfertigung, ungeplante Modellreparatur Kundenrücksprachen Seite 15

REFA/VDG-Erfahrungsaustausch Gießerei 2000 · · · · keine Charge, fehlende Kapazitäten fehlende Informationen, doppelte Informationen zuviel Papier, fehlendes Papier Suchen von Angebot / Auftrag bei Nachpflege usw.

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Im noch laufenden Projekt wurden aufgrund der Analyse bereits folgende Verbesserungen erzielt: · · · · Reduzierung von Papierausgaben Reduzierung von Postwegezeiten schnelle Information zwischen den Bearbeitern besserer Infostand

Erreicht wurde dies durch Anwendung der Intranet-Philosophie. D.h. intelligentere Nutzung der bereits installierten Netzwerksysteme (PPS, Filetransfer, eMail, strukturierte Textdokumente, Formulare, etc.)

Beispiel Nr. 4 Blatt 1 von 1

Datenquelle

Datenweg

Datenweg

Datenweg

Datenweg

Datensenke

Postbesprechg

Anfrage Auftrag

Papier Info

Im Istzustand wurden alle durchlaufrelevanten Parameter erfasst und ausgewertet. Dies waren u.a.: *Datum, Uhrzeit von - bis *Neuteile, Wiederholteile *Einfache Teile, Komplexe Teile *Gruende fuer Verweildauer

Papier Kalkulation

Vertrieb

Aktion

Papier Info

Planung

Aktion

Steuerung

Im noch laufenden Projekt wurde aufgrund der Analyse bereits folgende Verbesserung erzielt. Reduzierung von Papierausgaben und Postwegezeiten durch Anwendung der Intranet- Philosophie. D.h., intelligentere Nutzung der bereits installierten Netzwerksysteme.

Aktion

Papier Info

Modellbau

Aktion

Fertigung

Arbeitsplan

Schlußbetrachtung

Oft ist es das Tagesgeschäft, welches uns manchmal darin hindert, gezielt nach Ressourcen Ausschau zu halten. Wenn wir uns darüber bewußt sind, daß in allen Bereichen bereits Seite 16

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Daten in irgendeiner Form vorliegen, die uns u.U. bei unserer Zielrealisierung helfen können, so ist möglich, mit wenig Mehraufwand diese Datenschätze zu heben, neu aufzubereiten, zu kombinieren, um das gesteckte Ziel zu erreichen. Ich wünsche Ihnen viel Erfolg bei der Daten (-Schatz-) Suche.

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Benchmarking

Referent: S. Stachler, Heidelberger Druckmaschinen AG, Amstetten

GIESSEREI

Was ist Benchmarking?

,,Benchmarking ist ein kontinuierlicher Prozess, Produkte, Dienstleistungen und Praktiken zu messen gegen den stärksten Wettbewerber oder die Firmen, die als Industrieführer angesehen werden."

David T. Kearns, Xerox

,,Benchmarking ist die Suche nach den weltbesten Produkten, Prozessen, Methoden und Dienstleistungen mit denen die eigenen Leistungen verglichen werden, um sie darauf aufbauend dann systematisch und zielgerichtet zu verbessern. Benchmarking heißt, den weltbesten der jeweiligen Disziplin zu verstehen und das eigene Unternehmen mit dem Ziel zu verändern, besser zu werden als der bisherige Beste."

Dieter Bock, DaimlerChrysler

GIESSEREI

Morphologischer Kasten zur Einordnung von Benchmarking-Formen

Quelle: Horvath/Gleich

BenchmarkingParameter

Produkte

Ausprägung der Parameter

Methoden Unternehmen Qualität Zeit Funktionen Dienstleistungen Kundenzufriedenheit Prozesse Strategien Andere

Leistungsobjekt

Aufgaben

Leistungsdimension BenchmarkingPartner Erhebungsform Erhebungsmethodik Aufbereitungsform

Kosten

Internes Benchmarking Fremderhebung durch neutrale Stelle Interview/ Vor Ort-Analyse

Konkurrenten

Gleiche Branche

Andere Branche

Fremderhebung durch Beteiligte Indirekt durch interne Unterlagen

Eigenerhebung

Indirekt durch externe Unterlagen Statistiken/ Verbandsauswertungen

Offene Darstellung

Verdeckte Darstellung

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GIESSEREI

Voraussetzungen für ein gutes Benchmarking

Bereitschaft, Gegebenheiten im eigenen Unternehmen in Frage zu stellen und zu verbessern, Bereitschaft, von Anderen zu lernen, Bereitschaft, im Austausch wichtige Unternehmensdaten weiterzugeben, Bereitschaft zu Offenheit und Vertrauen einem anderen Unternehmen gegenüber, Sensibilität im Umgang miteinander, Vertrauliche Behandlung der erhaltenen Daten.

00222sta2.ppt / MGF-P20 / S. Stachler/hg

GIESSEREI

Produktionsprogramm

Rexroth Giesserei

HDA Giesserei

Formmaschinenguss Sandguss Strangguss

- Kleinguss - Großguss

Kokillenguss

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GIESSEREI

Benchmarking der Gießereien

Mannesmann Rexroth Lohr am Main

Heidelberger Druckmaschinen AG Standort Amstetten

GIESSEREI

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1

GIESSEREI

Ziele des Gießerei - Benchmarking

· Know - How - Gewinn in allen Feldern des Gießereiwesens · Sichere Positionierung der jeweils eigenen Gießerei bezüglich Kosten, Organisation, Methoden und Prozessen im Markt · Ableitung von Verbesserungspotentialen für den eigenen Bereich · Umsetzung der festgelegten Maßnahmen

Beide Partner sollen von dem Benchmarking profitieren und lernen

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GIESSEREI

Benchmarking - Konzept Vorgehen und Methoden 1. Planung

· Festlegung der Ziele · Auswahl der Vergleichsparameter · Abstimmung der Vorgehensweise im Benchmarking-Projekt + Methoden zur Datenerhebung + Zeitplan für das gesamte Projekt · Bestimmung des BenchmarkingTeams

2. Analyse

· Datenerhebung · Datenermittlung · Datenauswertung · interne Datenaufbereitung · Abstimmung der Definitionen

3. Vergleich

· Datenaustausch · Datenvergleich · Erkennung von Defiziten · Identifikation von Ursachen

4. Optimierung

· Ableitung von Verbesserungspotentialen · Erarbeitung von Maßnahmenkatalogen / Konzepten zur Optimierung · Umsetzung · Erfolgskontrolle

· Kick - Off - Meeting · Besichtigung der Gießerei Amstetten

· interne Maßnahmen · gemeinsame Workshops · gegenseitige Besuche mit Begehung vor Ort · laufende telef. Abstimmung

· Präsentation / Workshop

· interne Maßnahmen

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GIESSEREI

Benchmarking Konzept Auswahl der Vergleichsparameter 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Allgemeine Beschreibung der Gießereien Organisation / Personal Qualität Arbeitszeit- und Entlohnungsmodelle Abläufe Technische Ausstattung Kosten / Kennzahlen Schlussfolgerungen Diskussionspunkte

Verglichen wurden relevante Kennzahlen aus allen Bereichen

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GIESSEREI

Benchmarking der Gießereien

Mannesmann Rexroth Lohr am Main

Heidelberger Druckmaschinen AG Standort Amstetten

GIESSEREI

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1

GIESSEREI

Ziele des Gießerei - Benchmarking

· Know - How - Gewinn in allen Feldern des Gießereiwesens · Sichere Positionierung der jeweils eigenen Gießerei bezüglich Kosten, Organisation, Methoden und Prozessen im Markt · Ableitung von Verbesserungspotentialen für den eigenen Bereich · Umsetzung der festgelegten Maßnahmen

Beide Partner sollen von dem Benchmarking profitieren und lernen

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GIESSEREI

Benchmarking - Konzept Vorgehen und Methoden 1. Planung

· Festlegung der Ziele · Auswahl der Vergleichsparameter · Abstimmung der Vorgehensweise im Benchmarking-Projekt + Methoden zur Datenerhebung + Zeitplan für das gesamte Projekt · Bestimmung des BenchmarkingTeams

2. Analyse

· Datenerhebung · Datenermittlung · Datenauswertung · interne Datenaufbereitung · Abstimmung der Definitionen

3. Vergleich

· Datenaustausch · Datenvergleich · Erkennung von Defiziten · Identifikation von Ursachen

4. Optimierung

· Ableitung von Verbesserungspotentialen · Erarbeitung von Maßnahmenkatalogen / Konzepten zur Optimierung · Umsetzung · Erfolgskontrolle

· Kick - Off - Meeting · Besichtigung der Gießerei Amstetten

· interne Maßnahmen · gemeinsame Workshops · gegenseitige Besuche mit Begehung vor Ort · laufende telef. Abstimmung

· Präsentation / Workshop

· interne Maßnahmen

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GIESSEREI

Benchmarking Konzept Auswahl der Vergleichsparameter 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Allgemeine Beschreibung der Gießereien Organisation / Personal Qualität Arbeitszeit- und Entlohnungsmodelle Abläufe Technische Ausstattung Kosten / Kennzahlen Schlussfolgerungen Diskussionspunkte

Verglichen wurden relevante Kennzahlen aus allen Bereichen

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1. Allgemeine Beschreibung der Gießereien

Rexroth Gießerei

Die Mannesmann Rexroth AG Rexroth Gießerei ist ein traditionsreiches Unternehmen der Gießereiindustrie und stellt in Lohr am Main ein breites Spektrum an komplexen Teilen aus Grauguß, Sphäroguß sowie Sonderlegierungsguß her. Im Rahmen einer Programmstruktur, die Formmaschinenguß, Hydraulikguß, Kokillenguß und Strangguß umfaßt, betragen die Stückgewichte 0,5 - 5.000 kg.

HDA Gießerei

Die konzerngebundene Gießerei in Amstetten stellt mit 484 Mitarbeitern Teile aus Grauguß und Sphäroguß für den eigenen Bedarf, sowie diverse Teile für externe Kunden her. Auf zwei Formanlagen werden Gußteile mit Gewichten von 0,5 - 2.000 kg geformt.

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2. Organisation / Personal HDA Gießerei Definition Mitarbeitereinteilung nach

Angestellten direkt produktiven, gewerblichen Mitarbeitern (DP) indirekt produktiven, gewerblichen Mitarbeitern (IP) Gemeinkostenlöhnern (GK) Angestellte Bereichs-/Abteilungsleiter Produktionsmeister, Instandhalt.meister Mitarbeiter aus Gieß-/Modelltechnik Instandhaltungsplaner Mitarbeiter aus Fertigungssteuerung, Arbeitsvorbereitung Mitarbeiter aus Personalabteilung, Controlling, Einkauf,... Einrichtungsplaner ev. Mitarbeiter aus Betriebsrat, Küche, Sanitätsstelle DP Gattieren, Schmelzen Kernformen incl. Schlichten / Nachbeh. Formen Anlage/Hand Giessen KLM abschlagen Guß sortieren Strahlanlage bedienen IP Transporttätigkeiten Klischee montieren Kranfahrer (Gießkrane) Pfannen-/Ofenmaurer Tätigkeiten in der Sandwirtschaft Reparaturschlosser, Elektriker, Haustechnik, Fuhrpark Modellbauer Mitarbeiter in der Qualität, Labor GK Vorarbeiter, Gruppenführer Lagertätigkeiten Tätigkeiten in Wareneingang Helfer

Kommissionieren Trennen, Sägen, Putzen Putzprüfung, Grundieren, Glühen Springer Fertigungsstellen Versandarbeiten

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2. Organisation / Personal 2.3.1 Gliederung nach Funktionen (1) - als Vollzeitkräfte

Rexroth Gießerei alle Gießverfahren Produktion guter Guß 38.500 t Anzahl Mitarbeiter Qualität (Modell-/Abgußprüfung, Werkstoffprüfung, Labor, Q-Leitstand) Instandhaltung (Elektriker, Schlosser, Stapler, Haustechnik, IH-Planung) Materialwirtschaft (Lagerverwaltung, Wareneingang, Beschaffung, techn. Einkauf,Versand) 41

HDA Gießerei Produktion guter Guß 43.560 t Anzahl Mitarbeiter 29

Modellbau

Rexroth Gießerei Formmaschinenguß Produktion guter Guß 16.900 t Anzahl Mitarbeiter 17 + 15 extern = 32 12

HDA Gießerei Produktion guter Guß 43.560 t Anzahl Mitarbeiter 28 + 10 extern = 38 18

Arbeitsvorbereitung/ Auftragsabw. / Disposition

29

63

Kernfertigung Formen, gießen, strahlen

112 38 48 + 19 extern = 67

57 162 27 + 40 extern = 67

24

21

putzen, trennen

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2. Organisation / Personal 2.4 Mitarbeiter - Ausbildungsstand

Rexroth Gießerei alle Gießverfahren Anzahl Mitarbeiter % Leitung / Verwaltung Prom. Akademiker Akademiker Techniker Meister Angestellte Angelernte Summe Produktion Prom. Akademiker Akademiker Techniker Meister Facharbeiter Angelernte Summe 1 4 3 14 156 314 492 0,2% 0,8% 0,6% 2,8% 31,7% 63,8% 100,0% 0 0 0 29 117 297 443 0,0% 0,0% 0,0% 6,5% 26,4% 67,0% 100,0% 1 4 0 0 68 10 83 1,2% 4,8% 0,0% 0,0% 81,9% 12,0% 100,0% 2 10 5 1 15 8 41 4,9% 24,4% 12,2% 2,4% 36,6% 19,5% 100,0% HDA Gießerei Anzahl Mitarbeiter

%

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3.2 Qualitätskosten

Qualitätskosten HDA Gießerei

Qualitätskosten Rexroth Gießerei

Fehlerkosten 3,0%

Fehlervorbeugekosten 0,7%

Prüfkosten 2,5%

Gesamt 6,2% der Herstellkosten

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4. Arbeitszeit- und Entlohnungsmodelle

4.1

Arbeitszeitmodelle für Angestellte und gewerbliche Mitarbeiter · Wochenarbeitszeit · Anzahl Schichten je Bereich · Arbeitszeitmodelle · Stand der Zeitkonten

4.2

Entlohnungsmodelle · Lohnarten je Bereich · Meßgrößen · Lohnspanne · freiwillige Lohnleistungen

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4. Arbeitszeit und Entlohnungsmodelle 4.2. Lohnarten

HDA Gießerei

Bereich Lohnart Meßgröße Vorgabezeit Merkmale Untergrenze % Obergrenze % / / / 121,0 121,0 / 152,0 145,2

CO2 - Kernherstellung Einzelakkord FH-Kernherstellung FH-Kerne schlichten NGFormanlage einschl. Nachbehandlung GG-Formanlage GG-Gießstrecke GG-Nach-behandeln GG Putzen Kleinguß Putzen Lackieren

Gruppenakkord Vorgabezeit Gruppenprämie Menge Kernsand Gruppenprämie Anlagennutzung

Gruppenakkord Gruppenprämie Gruppenprämie Einzelakkord Gruppenprämie Gruppenprämie

Vorgabezeit Vorgabezeit Vorgabezeit Vorgabezeit Vorgabezeit Vorgabezeit

121,0 121,0 / / 121,0 121,0

141,2 141,2 / / 141,2 141,2

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5. Abläufe ... von Interesse für:

Ablauf

Rexroth Gießerei

HDA Gießerei

Angebotserstellung Auftragsabwicklung Neuauftrag mit Modellerstellung Durchführung einer Modelländerung Bearbeitung von Reklamationen Erstellung einer Kalkulation; Kostenstruktur Durchführung eines Instandhaltungsauftrages Gattierung von Einsatzstoffen

X X X -

X X X X

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6. Technische Ausstattung 6.1 Kernefertigung

HDA Gießerei

Maschinentyp Baujahr Taktzeit Min. H 2,5 1985 mind. 0,42 H5 1985 mind. 0,37 H 6,5 1985 mind. 0,26 H 12 1985 mind. 0,50 H 16 1973 0,412 u. 0,36 D1A 1985 0,35 RL 1 1985 ca. 4 min. Kastenmaße [mm] (LxBxH) Belegung MA Anzahl Schichten Lohngruppen 390 x 150 x 450 1 1 5 390 x 190 x 450 1 1 5 480 x 480 x 390 1 1 5 350 x 250 x 500 1 1 5 (6) 620 x 440 x 470 1 1 5 (6) 300 x 150 x 265 1 1 5 max. Kerngew. 3-5 2 6 500 kg max. Kerngew. ca. 300 kg 2-4 2 6

RL 2

1985

ca. 4,2 min

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7. Kosten / Kennzahlen 7.1 Kostenstruktur

Rexroth Gießerei Mio.DM Materialkosten (incl. GeKo-Material) Personalkosten (incl. Pensionen) Energie (ohne KST-Kosten) Entsorgungskosten (Altsande, Schlacke ...) Instandhaltung extern Gemeinkostenprojekte Verlängerte Werkbank (ohne Gußeinkauf) Datenverarbeitung Kalkulatorische Kosten Sonstige Kosten Umlagen Summe davon Herstellkosten davon Leistungen für andere %

HDA Gießerei Mio.DM %

Produktion je Jahr intern nach Eisengußwerkstoffen GG t GGG t GGV t Summe t % % % % t % t t

Rexroth Gießerei Formmaschinenguß

HDA Gießerei

Verfügbarkeit Formanlagen Großguß Kleinguß HWS GF Kapazität je Jahr g.Guß (Formanlagen) Auslastung Formanlagen Schmelzkapazität je Jahr Flüssigeisen Schmelzkapazität je Jahr guter Guß

Formfüllungsquote (Flüssigeisen / Kastenvolumen) Großguß % Kleinguß % HWS % GF %

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7. Kosten / Kennzahlen 7.3.2 Kennzahlen Personal / Arbeitsproduktivität

Rexroth Gießerei

Rexroth Gießerei alle Gießverfahren Fehltagequote Angestellte % Gewerbliche % davon Langzeitkranke 6,2 7,8 2,0 HDA Gießerei

HDA Gießerei

Herstellkosten

2,5 7,5 2,0

DM/kg

Ø

Personalkosten je MA + Jahr DM Fehlerkosten Instandhaltungsanteil % % ca. 10 2,90 9,20

betriebliche Führungsspanne Werkstattebene

min Ø max gesamt Fertigung kg/Std. kg/Std.

7,0 31,0 111,0

7,0 28,0 71,0

Minutenfaktor Guß putzen ext. Großguß Kleinguß Stromverbrauch Gasverbrauch Wasserverbrauch Schmelzenergieverbrauch (Strom) KWh/t m3/t m3/t KWh/t

1,05 1.638 65 50 1.132

1,26 1,00 1.470 28,40 1,11 950

Arbeitsproduktivität Arbeitsproduktivität

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7. Kosten / Kennzahlen 7.3.3 Kennzahlen Kosten / Verbräuche (1)

Rexroth Gießerei

HDA Gießerei

Herstellkosten

DM/kg

Ø

Personalkosten je MA + Jahr DM Fehlerkosten Instandhaltungsanteil % % ca. 10 2,90 9,20

Minutenfaktor Guß putzen ext. Großguß Kleinguß Stromverbrauch Gasverbrauch Wasserverbrauch Schmelzenergieverbrauch (Strom) KWh/t m /t 3 m /t KWh/t

3

1,05 1.638 65 50 1.132

1,26 1,00 1.470 28,40 1,11 950

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7. Kosten / Kennzahlen 7.3.3 Kennzahlen Kosten / Verbräuche (2)

Rexroth Gießerei alle Gießverfahren Produktion guter Guß

HDA Gießerei Produktion guter Guß

Rexroth Gießerei Formmaschinenguß

HDA Gießerei

Gemeinkostenmaterial

DM / t

Energie (Strom, Gas, Wasser) DM / t Fremdentsorgung (Altsande, Schlacke, Lackschlamm) Qualität Instandhaltung - Personalkosten Instandhaltung - Fremdleistung Instandhaltung - Material Summe DM / t

Flächen in m Gesamtfläche davon Produktionsflächen davon Lagerflächen Anzahl Betriebsunfälle meldepflichtig Ausfalltage durch Betriebsunfälle Ø Ausfalltage je Betriebsunfall

2

13.700 9.850 2.250 1.600 65 1.348 20,7

60.000 44.000 9.000 7.000 76 1.202 15,8

DM / t DM DM DM DM / / / / t t t t

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7.4 Definition Kennzahlen Produktion

- Verfügbarkeit % =

Anlagenbelegungszeit - Ausfallzeiten Anlagenbelegungszeit x 100

- theoretisch maximale Kapazität in t und Jahr =

5 Tage-Woche à 18 Stunden (46 Wochen) + jeden 2. Samstag (23 Tage) à 8 Std. = Anlagenbelegungszeit x Anlagenverfügbarkeit in % x t guter Guß je Std.

- Auslastung % =

Produktion guter Guß intern in t Kapazität in t

x 100

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7.4 Definition Kennzahlen Personal / Arbeitsproduktivität

Anzahl Fehltage Fehltagequote = mögliche Arbeitstage (Anzahl Mitarbeiter x 261 Tage) Anzahl Fehltage über 6 Wochen Langzeitkrank = mögliche Arbeitstage (Anzahl Mitarbeiter x 261 Tage) Mitarbeiter Fertigung Anzahl Führungskräfte (Meister) Produktion guter Guß intern in kg Arbeitsproduktivität gesamt kg je Std. = Anzahl gewerbliche Mitarbeiterstunden incl. verlängerte Werkbank (ohne Gußeinkauf) Produktion guter Guß intern in kg Anzahl gewerbliche Mitarbeiterstunden Fertigung incl. verl. Werkbank + Qualität (ohne Gußeinkauf)

betriebliche Führungsspanne Werkstattebene =

Arbeitsproduktivität der Fertigung kg je Std. = (ohne Instandhaltungsbereiche)

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7.3.7 Definition Kennzahlen Kosten / Verbräuche

Herstellkosten in DM je kg Guß =

Summe Herstellkosten in DM Produktion guter Guß intern in kg

Kosten Ausschuß und Nacharbeit in DM Fehlerkosten in % = Summe Herstellkosten in DM x 100

Instandhaltungskosten int. + ext. in DM Instandhaltungsanteil in % = Summe Herstellkosten in DM x 100

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7.3.7 Definition Kennzahlen Kosten / Verbräuche

Verbrauch Strom KWh Stromverbrauch KWh je t = Produktion intern in t guter Guß

Gasverbrauch m3 je t =

Verbrauch Gas m3 Produktion intern in t guter Guß

Wasserverbrauch m 3 je t =

Verbrauch Wasser m 3 Produktion intern in t guter Guß

Schmelzenergieverbrauch KWh je t =

Verbrauch Strom KWh Flüssigeisen in t

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8. Erkenntnisse / weitere Vorteile von Benchmarking

Erkenntnisse

1. Form- Füllverhältnis: · Optimierung der Modellplattengröße · Optimierung der Modellplattenbelegung 2. Modellkosten: · Auslegung der Modelle nach Anzahl der Abformungen · Änderungswahrscheinlichkeit berücksichtigen 3. Produktion: · Anpassung von Organisation / Abläufen · Schaffung einheitlicher und zeitgemäßer Entlohnungsgrundlagen 4. Agieren am externen Markt · Überprüfung der Struktur und der Abläufe in Amstetten

Weitere Vorteile von Benchmarking

· Erkennen von Stärken und Schwächen im eigenen Unternehmen und bei den BM-Partnern kann zu neuen Geschäftsbeziehungen führen · Austausch von vielen praktischen Hinweisen für alltägliche Probleme · Herstellen von persönlichen Kontakten

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Aktivieren von Produktivitätspotentialen

Referent: W. Müsch, Flender Guß GmbH, Wittgensdorf

Das Unternehmen Flender Guß GmbH in Wittgensdorf wurde in den letzten zehn Jahren völlig umgestaltet. Es wurde eine moderne, leistungsfähige Gießerei geschaffen, die sich am Markt behauptet und profitabel arbeitet. Eine Tatsache, die von einigen Experten vor Jahren nicht für möglich gehalten wurde.

Präsentation Eckdaten

Flender Guß GmbH Wittgensdorf

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Ä Kapazität: im Maschinenformguß im Handformguß Ä Jahresumsatz: Anteil Markt Anteil Export Ä Beschäftigte: Werker Angestellte Gesamt: Ä Grundstücksfläche: überdachte Fertigungsfläche davon Hauptprozess

60.000 Tonnen pro Jahr 40.000 Tonnen pro Jahr 20.000 Tonnen pro Jahr ca. 160 Mio. DM ca. 60 % ca. 40 %

620 Beschäftigte 100 Beschäftigte 720 Beschäftigte ca. 290.000 m² ca. ca. 63.000 m² 34.000 m²

Folie 1

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Präsentation Leistungsprofil

Flender Guß GmbH Wittgensdorf

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Produktpalette Ä Maschinengeformter Grau- und Sphäroguss mit Stückgewichten bis ca. 400 kg Ä Handgeformter Grau- und Sphäroguss mit Stückgewichten bis 25.000 kg Werkstoffe Ä Grauguss GG 15 bis GG 35, DIN 1561, Legierungen nach Vereinbarung Ä Sphäroguss GGG 40 bis GGG 80, DIN 1563, Legierungen nach Vereinbarung Leistungspalette Ä Werkstoffberatung Ä Konstruktions- und gießtechnische Beratung Ä Simultaneous Engineering (3-D-CAD in Pro/ENGINEER, Festigkeitsberechnungen / FEM, Erstarrungssimulation, Rapid Prototyping) Ä Bau der Modelleinrichtungen Ä Gusserzeugung inklusive Nachbehandlung (Glühen, Farbgebung) Ä Mechanische Bearbeitung Ä Teil- und Fertigmontage

Folie 2

Neben den technischen Veränderungen, die mit einem Investitionsaufwand von ca. 100 Mio. DM in den Jahren 1992 bis 1994 realisiert wurden, mußten die Aufbau- und Ablaufstrukturen so gestaltet werden, daß die Anforderungen des Marktes flexibel im Betrieb umgesetzt sind und die Wirtschaftlichkeit aller Prozesse gewährleistet ist. Dabei kommt dem Mitarbeiter eine entscheidende Bedeutung zu. Ihn muß man erreichen. Seine Leistungen und die seiner Gruppe sind zu aktivieren, indem Ziele formuliert und abgerechnet werden. Dazu wurde, um alle Aufgaben schnell, inhaltlich abgestimmt und zueinander passend zu bewältigen, eine Projektstruktur geschaffen.

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Projektstruktur GUSS 2000

Flender Guß GmbH Wittgensdorf

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1. Vertrieb und Marketing

1.1. Absicherung Auftragseingang 1.2. Vertriebsstrategie 1.3. Auslastung "Mechanische Bearbeitung" 1.4. Forderungsmanagement

2. Prozesse

2.1. Produktion 2000 - Innovative Gießerei

2.2. Entwicklung Informationssysteme 2.3. Datum 2000 2.4. Umwelt-Management-System 2.5. Einführung EURO

ý

Strategie- und Controllingprojekt

GUSS 2000

4. Personal- und Führungskultur

4.1. Personalentwicklung und -kosten 4.2. Gruppenarbeit 4.3. Arbeits- und Gesundheitsschutz 4.4. Unternehmenskultur

3. Fertigungsoptimierung

3.1. Leistungssteigerung 3.2. Senkung Materialkosten 3.3. Make or Buy 3.4. Qualitätsmanagement 3.5. Gemeinkostenmanagement 3.6. Anlagen- und Vorratsmanagement

Folie 3

Dabei wurden zuerst die Projekte aufgesetzt, die sich am klarsten in ihren Zielen ermitteln und abrechnen lassen, und mit der Entlohnung der Gruppen abgestimmt. Eine zentrale Bedeutung für die Produktivität des Unternehmens haben die produktionsvorbereitenden Abteilungen. Ihren Einfluss auf die Kundenzufriedenheit und die Effektivität der Fertigung gilt es messbar zu gestalten und damit positiv zu entwickeln.

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Produktivitätsprogramm GUSS 2000

Flender Guß GmbH Wittgensdorf

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Für die vorbereitenden Abteilungen fehlten geeignete Organisationsformen und Kenngrößen.

Ausgangssituation für

Verbundprojekt ,,Innovative Gießerei"

Folie 4

Dafür wurden innerhalb des Verbundprojektes ,,Innovative Gießerei" die Voraussetzungen geschaffen. Auf dieses Beispiel wird nachfolgend näher eingegangen.

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Produktivitätsprogramm GUSS 2000 - Projekt Innovative Gießerei

Flender Guß GmbH Wittgensdorf

ERFA2000/07.04.00/FGW

Neue Struktur zur Kundenbetreuung

Team Kunden INLAND Disziplinarische Unterstellung Vertriebleiter Inland Vertriebsgebietsleiter Angebotsabwickler Auftragsabwickler Technologe Maschine Technologe Hand Mitarbeiter Qualität Einkäufer Leistungszukauf Team Kunden EXPORT Team Kunden VERBUND

Maschinenformerei Handformerei Qualitätswesen Einkauf

Auftragszentrum

Terminbüro

Fertigungs bereich 1 Fertigungs bereich 2 Fertigungs bereich 3

Folie 5

Sie haben einen Einblick in die Arbeitsweise unseres Unternehmens erhalten. Ich habe versucht, Ihnen darzulegen, wie wir Produktivitätspotentiale in allen Bereichen aktivieren. Diese Methode hat uns gut vorangebracht und wird von uns mit aller Energie konsequent weitergeführt. Dabei wird der Inhalt den sich veränderten Bedingungen angepaßt und eine Breite von Mitarbeitern organisiert. Die geschilderten Methoden haben sich bewährt, die Projekte werden konsequent weitergeführt, inhaltlich kontinuierlich den aktuellen Bedingungen angepasst und dienen somit auch in der Zukunft der kontinuierlichen Entwicklung des Unternehmens.

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Organisation der Entwicklung

Referent: M. Knapp, FIR Aachen

Gliederung des Vortrags

· Einführung Die Gießerei als Schnittstelle zwischen Produkt und Produktion · Prozeßoptimierung in der Entwicklung Beschleunigung des Entwicklungsprozesses Einbindung innovativer Fertigungsverfahren Aufbau von Entwicklungspartnerschaften · Gestaltungsalternativen der Prozeßkette Auswahlkriterien Verfügbare Technologien Wirtschaftlichkeitsbetrachtung · Forschungskonzeption des FIR

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Einführung

Situation: Immer kürzer werdende Produktlebenszyklen zwingen Hersteller, schneller neue

Produkte am Markt zu plazieren. Besondere Anforderungen werden dabei an die Entwicklung gestellt. Die Gießerei bildet dabei die Schnittstelle zwischen Produktentwicklung und Produktionsauslegung.

Abnehmer Abnehmer

Produktentwicklung

Zulieferer (Gießerei) Zulieferer (Gießerei)

Fertigungsauslegung

Die gießtechnische Umsetzung funktionaler Anforderungen an das Produkt erfordert daher die enge Zusammenarbeit von Konstrukteur und Gießer.

Ziel:

Innerhalb der Produktentwicklung müssen alle möglichen Zeit- und Kosteneinsparungen realisiert werden. Dabei ist insbesondere der wirtschaftliche Nutzen beim Einsatz innovativer Technologien zu erschließen.

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FIR

Prozeßoptimierung in der Entwicklung

Beschleunigung des Entwicklungsprozesses

Prozeßoptimierung entsprechend den Anforderungen in der Prototypen- und Vorserienentwicklung Beseitigung von Hemmnissen entlang der Prozeßkette, Unterstützung durch leistungsfähige IuK-Technologien

Idee Idee

Konstruktion Konstruktion

Produktion Produktion

Einbindung innovativer Fertigungsverfahren

DesignDesignModell Modell Funktions FunktionsPrototyp Prototyp Techn. Techn . Prototyp Prototyp VorserienVorserienBauteil Bauteil

Technologiebewertung und -auswahl, Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Integration in die Prozeßkette der Entwicklung

Rapid-Technologien Rapid-Technologien

Aufbau von Entwicklungspartnerschaften

Kunde Kunde

Produktentwicklung DienstDienstleister leister

Gießerei Gießerei

Fertigungsauslegung

Typisierung alternativer Entwicklungs-Kooperationsszenarien Kooperationsgestaltung von Entwicklungspartnerschaften

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FIR

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Beschleunigung des Entwicklungsprozesses

Beseitigung von Hemmnissen entlang der Prozeßkette, Unterstützung durch leistungsfähige IuK-Technologien

CAD - Daten sind nicht vorhanden aufwendige Konvertierung der CAD - Daten Schnittstellenprobleme fehlendes Know - how zu hohe Anlageinvestitionen

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Prozeßoptimierung entsprechend den Anforderungen in der Prototypen- und Vorserienentwicklung · anforderungsgerechte Genauigkeit der Prototypen in unterschiedlichen Entwicklungstadien · Berücksichtigung der geforderten Stückzahl · Kopplung von Produkt- und Produktionsauslegung während der Planung

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FIR

Phasen der Entwicklung

Markt ,,Studie" Ideenphase Designmodell Vorentwicklungsphase Geometrischer Prototyp Produkt ,,Machbarkeit" Funktionsmusterphase Funktionsprototyp Prototypenphase Technischer Prototyp Produktion ,,Wirtschaftlichkeit" Vor-Serienphase Vor-Serie

· i.d.R. Modellbauwerkstoff · i.d.R. Modellbauwerkstoffseriennaher Werkstoff · seriennaher Werkstoff · Serienwerkstoff · · primär optische und haptische geometrische · primär · primär funktionale Anforderungen · seriennahes Fertigungsverfahren · Serienfertigungsverfahren Anforderungen Anforderungen · Vorserienwerkzeug · Serienwerkzeug

Anforderung

eins eins zwei bis fünf drei bis zwanzig bis fünfhundert

Stückzahl

· Designstudien · Ergonomiestudien · Marktanalysen · Herstellbarkeits- und Montierbar· Überprüfung des Arbeitsprinzips · Überprüfung der Kunden· Markttest keitsüberprüfung · Optimierung des Funktionsprinzips akzeptanz · Markteinführung · Fertigungsplanung · Fertigungsfolge und Montage· Überprüfung der Dauerbelastung · Prozeßparameterbestimmung und planung · Fertigungsverfahrensumsetzung -optimierung · Anlagenplanung · Betriebsmittelplanung

Planungsschritt

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FIR

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Einbindung innovativer Fertigungsverfahren

· unmittelbar: Kostenvorteile · mittelbar:

günstiges Verfahren weniger Iterationen

· unmittelbar: Wettbewerbsvorteile · mittelbar:

neuartiges Produkt / Dienstleistung verkürzte time - to market

· früherer Beginn der Produktionsprozeßplanung und früherer Produktionsanlauf Einsatzgebiete · frühere Verfügbarkeit von Prototypen und Produkten

Anschauungsobjekte zur verbesserten Kommunikation Prototypen zur Funktions- und Akzeptanzüberprüfung Produkte in kleiner Stückzahl

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FIR

Aufbau von Entwicklungspartnerschaften

Abnehmer Produktplanung

Ideenphase Vorentwicklungsphase Funktionsmusterphase

Gießerei Produktionsplanung

Prototypenphase Vor-Serienphase

Herstellung von Mustern und Prototypen

Vorbereitung der Serienfertigung

Entwicklungsdienstleister

Kleinserienfertigung

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Gegenwärtige Zusammenarbeit in der Entwicklung

Anfrage

Konstruktion

strategischer Einkauf

Angebot

(Form-/Werkzeug-) Konstruktion

Abnehmer

Bestellung

Gießerei

Produktion

Lieferung

Produktion

Disposition

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FIR

Aufbau von Entwicklungspartnerschaften 1

Konstruktion Einkauf Disposition Produktion

Lieferung

Produkt- und Form-/ WerkzeugKonstruktion

Bestellung

Produktion

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Aufbau von Entwicklungspartnerschaften 2

Konstruktion Einkauf Disposition Produktion

Lieferung

Entwicklungsdienstleistung Entwicklungsdienstleistung

Bestellung

Produktion Produktion

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FIR

Gestaltungsmerkmale der Prozeßkette

Produktmerkmale · Werkstoffe · Maße, Toleranz · Komplexität der Geometrie

Produktionsmerkmale · Auftragslosgröße · Gesamtfertigungslosgröße · zulässige Lieferzeit - Prototyp - Produkt

Wirtschaftlichkeit

· Anteil der Prototypenaufträge am Gesamtauftragsvolumen · Konzeption der Zusammenarbeit von Abnehmer, Gießerei und möglichen Dienstleitern · Investitionsentscheidungen der Beteiligten

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Verfügbare Rapid-Technologien

direkte Bauteilherstellung indirekte Bauteilherstellung direkte Werkzeugherstellung

Designmodell

Funktionsprototyp

Technischer Prototyp

Vorserienbauteil

Neuartiges Produkt

Stereolithographie Laminated Object Manufacturing Fused Deposition Modeling Selektives Lasersintern, Kunststoffe RP - Urmodell + Kunststoffvakuumguß RP - Urmodell + Metallspritzen RP - Urmodell + Feinguß Stereolithographie Lasergenerieren Selektives Lasersintern, Metall

geeignet

© 2000 FIR, Knapp Folie 13

bedingt geeignet

nicht geeignet

FIR

Beschaffungszeit und Kosten 1

Dauer Vorgang Laserintern mit EOSINT S 700 Januar Februar März April

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

28.500,-

CAD - Aufwand/STL-Konvertierung Laserintern mit Vor- und Nachbearbeitung

10.500,18.000,-

CAD-CNC-Tooling (Kunststoff, Alu)

230.500,-

CAD-Aufwand/Werkzeugkonstruktion Werkzeugfertigung Kerne fertigen

© 2000 FIR, Knapp Folie 14

30.000,200.000,500,-

FIR

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Beschaffungszeit und Kosten 2

Konventionell

Rapid Prototyping

Dauer

16 Wochen

5 Wochen

Kosten für...

...Modelle, Werkzeuge, Gießversuche ...Datenumwandlung CATIA à STL ...Gußteil ...Gesamtaufwand bis zum ersten Teil DM 150.000,je DM 1.000,DM 151.000 DM 1.500 je DM 5.000,DM 12.000

© 2000 FIR, Knapp Folie 15

FIR

Forschungskonzeption des FIR

Innovative Prozeßgestaltung Innovative Prozeßgestaltung in der Entwicklung in der Entwicklung

TechnologieTechnologieentwicklung entwicklung (unberücksichtigt) (unberücksichtigt)

Organisationsgestaltung Organisationsgestaltung bei der Einbindung von bei der Einbindung von Rapid-Technologien: Rapid-Technologien: ··Gießereien Gießereien ··andere andere

Konzeption von Konzeption von EntwicklungsEntwicklungspartnerschaften partnerschaften mit Dienstleistern mit Dienstleistern

Bearbeitung durch FIR Bearbeitung durch FIR

© 2000 FIR, Knapp Folie 16

FIR

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6

Produktentstehungsprozeß in Entwicklungspartnerschaften

Referent: Prof. Bähr, Universität Magdeburg

-Manuskript wird nachgereicht-

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7

Modellbauer als Entwicklungsdienstleister

Referent: Detlef Geldern, Modell Technik GmbH, Waltershausen

1 Firmenvorstellung

Die ModellTechnik Rapid Prototyping GmbH im thüringischen Waltershausen begeht in diesem Jahr ihr 10-jähriges Firmenjubiläum. Die am 1. Januar 1990 von Volker Kühne mit fünf Beschäftigten gegründete Gesellschaft hat innerhalb weniger Jahre den Sprung vom Branchenneuling zu einem der führenden deutschen Unternehmen im Muster- und Prototypenbau geschafft. Ein wichtiger Baustein des Erfolgs ist die durchgängige Nutzung der C-Techniken CAD, CAM und CAE. Mit diesen Instrumenten kann die Firma ihre Kernkompetenz - Verkürzung und Rationalisierung von Entwicklungsprozessen - überzeugend unter Beweis stellen. Der Kundenkreis der ModellTechnik reicht von der Automobilindustrie und deren Zulieferern, über die Elektroindustrie und die Haushaltswarenindustrie bis hin zur Medizintechnik. Heute beschäftigen sich mehr als 100 Mitarbeiter mit allen Bereichen, die die Produktentwicklung umfassen. Der Vorteil für den Kunden liegt auf der Hand: von der Entwicklung bis zur Umsetzung ganzer Prototypenaufbauten steht durchgehend ein Ansprechpartner zur Verfügung. Technische Entwicklung und Konzeption, Konstruktion, Fertigungsplanung, Prototypenbau und Formenbau, sowie die Schulung auf spezieller CAD-Software erhalten die Kunden aus einer Hand.

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Grafik1: Geschäftsbereiche der ModellTechnik Rapid Prototyping GmbH Die ModellTechnik Rapid Prototyping GmbH gliedert sich heute in fünf Geschäftsbereiche, in denen dem Kunden eine Vielzahl modernster Technologien für seine Entwicklungsarbeit zur Verfügung steht. Die Grafik 1 gibt einen kurzen Überblick über den Leistungsumfang der einzelnen Geschäftsbereiche des Unternehmens.

2 Voraussetzungen für den Einsatz des Rapid Prototyping und Rapid Tooling

Zum industriellen Einsatz des Rapid Prototyping im Entwicklungs- und Fertigungsprozeß bedarf es neben einer geeigneten Hard- und Software auch entsprechender 3D-CAD-Daten. Ausgangsdaten für die Verfahren, die in der Industrie eingesetzt werden, sind sogenannte Volumen- oder Flächenmodelle. Drahtmodelle können nur in Ausnahmefällen verwendet werden. Die benötigten CAD-Daten können auf beliebigen CAD-Softwaresystemen erstellt werden. Es werden jedoch hohe Anforderungen an die Datenqualität gestellt, um diese im weiteren Verlauf verarbeiten zu können. Diese relativ spezifischen Voraussetzungen, gerade im Bereich der Anwendung von 3D-CAD Systemen, können von vielen Unternehmen zur Zeit noch nicht im ganzen Umfang erbracht werden. Deshalb übernimmt die ModellTechnik die Konstruktionsdaten (2D oder 3D) und bereitet diese Daten auf. Seite 48

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Für die Datenübergabe an die jeweilige Rapid Prototyping Anlage, bzw. die dazugehörigen Computersysteme, sind bestimmte Schnittstellen notwendig. Die sogenannte STL(Stereolithographie)-Schnittstelle hat sich in der Industrie als ein Quasi-Standard durchgesetzt. Dabei wird der gesamte äußere und innere Flächenverband des zu verarbeitenden Modells facettiert, d.h. in kleine zusam-menhängende Dreiecksflächen aufgeteilt. Die gesamte Geometriemodellierung muß deshalb außerordentlich sorgfältig vorgenommen werden, damit alle Flächenelemente, besonders auch an Übergängen, das gesamte Volumen völlig einschließen. Bleiben bei der Facettierung bestimmte Teilflächen offen, kann möglicherweise der spätere Erstellungsprozeß nicht ordnungsgemäß erfolgen. Die ModellTechnik ist aber auch in der Lage andere übliche Standardschnittstellen, wie z.B. IGES, VDAFS, STEP oder CAD-Systemdaten zu verarbeiten. Da der Datenumfang sehr beachtlich ist, müssen geeignete Datenträger vorhanden sein. Dies können Disketten (3 1/2" oder 5 1/4") sein, die aber auf Grund ihrer zu geringen Speicherkapazität nur sehr eingeschränkt eingesetzt werden können. Desweiteren können TK 50 Bänder, CARTRIDGE (QIC) Bänder, DAT - Cassetten oder CD-ROM als Datenträger benutzt werden. Aber auch über Datex-P, Modem oder ISDN können der ModellTechnik CAD-Daten gesendet werden. Bevor das Modell für den weiteren Erstellungsprozeß vorbereitet wird, werden die Eingangsdaten sorgfältig auf Vollständigkeit geprüft. Gegebenenfalls sind Rückkopplungen zur Entwicklungsabteilung erforderlich. Die weiteren Vorbereitungen beinhalten insbesondere die räumliche Positionierung des geometrischen Modells in dem zur Verfügung stehenden Arbeitsraum der jeweiligen Rapid Prototyping Anlage. Die Positionierung ist auch prozeßabhängig, da die Bauhöhe die Bauzeit beeinflußt und somit auch die Kosten. Auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ist die bestmögliche Ausnutzung des jeweils zur Verfügung stehenden Arbeitsraumes zu berücksichtigen. So können durchaus in einem Arbeitsraum mehrere Teile gemeinsam erstellt werden. Die Anordnung von Modellen im Arbeitsraum ist aber besonders für das sogenannte Slicen von Bedeutung. Denn durch die Anordnung wird die Schnittebene des Modells festgelegt. Unter Slicen versteht man in diesem Zusammenhang das "rechnergestützte Schneiden" des 3D-Modells in einzelne horizontale Schichten. Die so beim Slicen entstandenen Schichten werden nun schrittweise im Erstellungsprozeß in z-Richtung aufgebaut.

3

Urmodellerstellung

Zur Herstellung der Urmodelle mittels 3D-CAD Daten, gibt es eine Vielzahl von Rapid Prototyping Verfahren.

3.1 Stereolithographie

Die Stereolithographie ist das älteste und am meisten verbreitete Rapid Prototyping Verfahren. Während des Bauprozesses wird ein physisches Modell schichtweise in einem Seite 49

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zähflüssigen Harz erzeugt. In einem Behälter mit flüssigem Monomer befindet sich eine höhenverstellbare, horizontale Bauplattform. Diese Plattform dient als Träger für das Modell und wird schichtweise um einen definierten Betrag abgesenkt. Die Vernetzung des Harzes erfolgt durch Photopolymerisation, ausgelöst durch UV-Licht. Dabei überstreift der UV-Laser die Kontur der zu bauenden Schicht. Aufgrund der Absorption des Lichtes durch das Harz wird die Dicke der auszuhärtenden Lage auf wenige Zehntelmillimeter beschränkt. Nach der Vernetzung einer Schicht senkt sich die Plattform um eine Schichtstärke ab und wird erneut mit flüssigem Harz bedeckt. Um eine glatte Oberfläche des Photopolymers zu erreichen, wird diese mit einem Wischer geglättet. Danach kann die nächste Schicht ausgehärtet werden.

Grafik 2: Grundprinzip Stereolithographie Der maximale Bauraum der in der ModellTechnik vorhandenen Maschinen beträgt 500 x 500 x 350 mm. Es besteht aber auch die Möglichkeit, Prototypen mehrteilig zu bauen und zu fügen. Die mittels Stereolithographie hergestellten Teile lassen sich mechanisch bearbeiten, kleben und lackieren. Sie geben einen ersten optischen Eindruck und können als Einbaumuster dienen. Stereolithographieteile sind wenig belastbar. Häufig werden sie als Urmodelle für das Vakuum-Gießen, Spin-Casting und Quick-Cast verwendet. Mit der Stereolithographie sind Genauigkeiten von 0,1 mm in x y-, z- Richtung zu erreichen. -, Formgenauigkeit und Oberflächenbeschaffenheit der fertigen Modelle hängen von verschiedenen Parametern ab. In vielen Bereichen der Industrie können die auf Basis von Rapid Prototyping Verfahren erstellten Modelle nicht direkt für weitere Arbeitsprozesse verwendet werden. Würden sie in diesem Zustand als Modell für Untersuchungen eingebaut, könnten sie den hohen Belastungen nicht standhalten. Oder es werden Modelle benötigt die transparent sein müssen, um z.B. Strömungsversuche durchführen zu können. Das als am häufigsten in Seite 50

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Zusammenhang mit der Stereolithographie verwendete Folgeverfahren ist das VakuumGießen.

3.2

Selective-Laser-Sintering

Beim Selective-Laser-Sintering wird pulverförmiges Ausgangsmaterial mit einer Walze auf einer Bauplattform in einer ebenen Schicht von 0,1 bis 0,3 mm Dicke aufgebracht. Anschließend wird der Arbeitsraum bis knapp unterhalb d Schmelzpunktes des Pulvers es erwärmt. Ein Laser überstreicht die zu bauende Kontur und schmilzt das Pulver dabei lokal auf Sintertemperatur. Dadurch verschmilzt die Bauteilkontur in dieser Ebene. Im nächsten Schritt wird die Bauplattform abgesenkt und mit Hilfe der Walze neues Pulver aus dem Vorratsbehälter aufgebracht. Es können folgende Werkstoffe verarbeitet werden: Polycarbonat, Polyamid, Polyamid fein, Polyamid fein (glasgefüllt), True Form PM, Sand Form ZR Es können auch Metallpulver versintert werden, dazu finden Sie mehr unter dem Punkt Rapid Tooling.

Grafik 3: Grundprinzip Selective Laser Sintering

3.3

Fused Deposition Modeling

Beim Fused Deposition Modeling wird drahtförmiges Baumaterial in einer beheizbaren Düse aufgeschmolzen. Ein Düsenkopf bewegt sich in X-Y-Richtung und hinterläßt, anhand der für die jeweilige Bauebene vorgegebenen Informationen, an gewünschten Stellen Material auf der absenkbaren Bauplattform. Diese senkt sich anschließend um eine definierte

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Schichtdicke ab. Die nächste Schicht wird erzeugt und schmilzt dabei an der darunter liegenden an.

Grafik 4: Grundprinzip Fused Deposition Modeling Mit dieser Technologie können Teile innerhalb kurzer Zeit produziert werden. Das Bauteil, aus äußerst festem Material, läßt sich anschließend ohne viel Nacharbeit für Einbau- und Funktionsversuche verwenden.

4

Folgetechniken

In vielen Bereichen der Industrie können die auf Basis von Rapid Prototyping Verfahren erstellten Modelle nicht direkt für weitere Arbeitsprozesse verwendet werden. Würden sie in diesem Zustand als Modell für Untersuchungen eingebaut, könnten sie den hohen Belastungen nicht standhalten. Oder es werden Modelle benötigt die transparent sein müssen, um z.B. Strömungsversuche durchführen zu können. Die hier im weiteren vorgestellten Verfahren sind zur Zeit die, im Zusammenhang mit Rapid Prototyping Verfahren, am gebräuchlichsten.

4.1

Vakuumgießen

Beim Vakuumgießen handelt es sich um ein Verfahren, bei dem das Modell im Vakuum mit Silikon umgossen wird. Um das Modell nach dem Aushärten entformen zu können, wird vor dem Abgießen die Formteilung mit einem Klebeband markiert. Nachdem die Form aufgeschnitten und das Modell entnommen wurde, können je nach Komplexität des Modells zwischen 25 und 30 Abgüsse erstellt werden. In der Silikonform können verschiedene Gießharze abgegossen werden, von transparenten, plexiglasähnlichen Kunststoffen, bis hin zu eingefärbten oder gummiähnlichen Kunststoffen mit einer Härte von Shore A40 bis Shore D65.

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Das Verfahren eignet sich besonders für filigrane und komplexe Modelle, die auch Hinterschnitte aufweisen können. Desweiteren braucht man beim Vakuumgießen keine Formschrägen zu berücksichtigen. Die Modelle sollten a ber eine gute Oberflächenqualität besitzen, da das Silikon das Modell sehr genau abbildet.

4.2

Spin Casting

Das Spin Casting ist ein Schleudergußverfahren. Bei dieser Technologie werden die Werkzeuge aus einem kautschukähnlichen Werkstoff hergestellt. Die Werkzeuge werden kreisrund angelegt, da sie zum Vergießen in Rotation versetzt werden. Durch die Zentriefugalkraft füllt sich das Werkzeug, in dem verschiedene duroplastische Materialien vergossen werden können. Auch bei dieser Technologie braucht man keine Formschrägen zu berücksichtigen. Die Urmodelle müssen ebenfalls eine gute Oberflächen-qualität besitzen, da beim Vulkanisieren der Werkzeuge die Urmodelle sehr genau abgebildet werden. Die Spin Casting Technologie ist seit vielen Jahren bekannt und wird häufig zur Herstellung von druckgußähnlichen Teilen zur Kleinserienfertigung eingesetzt. Beim Spin Casting werden auf Basis eines Urmodells (z.B. Stereolithographie) Metallabgüsse in hochfesten Zinklegierungen (Zamak) hergestellt. Da der Spin Casting Proz eß ein Schleudergußverfahren ist, werden die Werkzeuge kreisrund aufgebaut. Nach dem Vulkanisieren der Werkzeuge werden Angüsse und Entlüftungen mit einem Skalpell in das Werkzeug eingebracht. Durch die Zentrifugalkraft füllt sich das Werkzeug von außen nach innen. Die max. Teilegröße liegt bei ca. 75x150x100 mm. Ist der 3D/Datensatz vorhanden, können innerhalb von drei Wochen Metallteile aus dem Werkstoff Zamak in den Händen gehalten werden. Der Werkstoff Zamak hat ähnliche Festigkeitseigenschaften wie Aluminium, ist aber abriebfester. Daher wird er häufig in der Automobilindustrie für Lenkradschlösser oder Türschlösser eingesetzt. Andere Einsatzgebiete sind im Bereich Türbeschläge oder Metallteile für Außenspiegel oder ähnlichem zu sehen. In diesen Industriezweigen wird der Werkstoff Zamak als Serienmaterial verwendet.

4.3

Sandguß

Der Sandguß ist das klassische Verfahren um Gußmodelle in Metall abzugießen. Die Modelle werden in Sand abgeformt. Deshalb müssen an den Modellen Formschrägen oder andere gießereispezifische Zusätze (z.B. Kernmarken mit dazugehörigem Kernkasten, Schwindungszugabe u.a.) berücksichtigt werden. Um diese Modelle aufmustern zu können, müssen sie geteilt sein oder es muß ein Aufstampfboden mitgeliefert werden.

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Wenn von dem Modell nur geringe Stückzahlen benötigt werden, kann dies in einer Handformerei erstellt werden. Dafür müssen nur die Formschrägen und gegebenenfalls Bearbeitungszugaben berücksichtigt werden.

4.4

Gipsabdruckverfahren

Das Gipsabdruckverfahren ist mit dem Sandguß zu vergleichen. An Stelle von Sand wird als Material Gips verwendet. Es wird unter Vakuum abgegossen. Der Gips ist porös, so daß beim Abgießen die entstehenden Gase entweichen können. Die Oberflächenqualität ist gegenüber dem Sandabguß besser. Für Modelle die mit Rapid Prototyping Techniken hergestellt wurden, eignet sich das Gipsformverfahren eher, da die mechanische Belastung beim Sandguß höher ist. Wie auch beim Sandguß müssen bei diesen Modellen Formschrägen berücksichtigt werden. Mit diesem Verfahren können filigrane Teile abgegossen werden. Das Teilespektrum ist mit dem des Druckgusses zu vergleichen. Deshalb sollten die Modelle eine gute Oberflächenqualität besitzen.

4.5

Feinguß (Investment Casting)

Bei der Folgetechnik des Feinguß werden Wachsmodelle benötigt. Es gibt zwei Wege um ein Wachsmodell herzustellen. Der eine Weg ist das direkte Erstellen in einer Rapid Prototyping Anlage mit dem Quick-Cast Verfahren. Der zweite Weg geht über das Herstellen einer Negativform in einer Rapid Prototyping Anlage, in der dann anschließend die Wachsmodelle abgegossen werden. Die Wachsmodelle werden dann in einem weiteren Schritt zu einer Traube zusammengesetzt und mehrmals in Keramikschlick eingetaucht und getrocknet. Im nächsten Schritt wird das Wachs ausgeschmolzen und die Form ausgehärtet. In dieser Form können dann verschiedene Metalle abgegossen werden. Es ist aber darauf zu achten, daß es sich hierbei um verlorene Modelle handelt. Das Verfahren eignet sich aber nur für Kleinteile. Allerdings können diese Teile auch Hinterschnitte besitzen.

5.

Rapid Tooling

Die Kombination von traditionellen Fertigungsverfahren wie NC-Fräsen, Senkerodieren, Drahterodieren und neuer Techniken wie Metall-Lasersintern erlaubt es innerhalb kurzer Zeit Prototypenwerkzeuge für Kunststoffspritz-gußteile herzustellen.

5.1

Direktes Laserstrahlsintern von Metallpulvern

Das direkte Laserstrahlsintern von Metallpulvern ist ein generatives Verfahren bei dem, ähnlich zur bereits etablierten Stereolithographie UV-aushärtbarer Polymere, der Werkstoff schichtweise auf einer Teileplattform aufgebaut wird.

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Die Datenübermittlung erfolgt im STL-Format des 3D/CAD-Modells. Anhand der vorliegenden Schichtinformation wird das Teil schrittweise in einem Pulverbett erzeugt. Eine Planfeldlinse fokussiert den Laserstrahl auf die 250 x 250 mm² messende Pulverbettoberfläche. Die Relativbewegung zwischen CO2-Laserstrahl und Werkstoff erzeugen Scannerspiegel. Nach der Bearbeitung jeweils einer Schicht wird die Teileplattform um eine Schichtdicke -typischerweise 0,1 mm - abgesenkt. Gleichzeitig wird der Pulverbehälter angehoben, um die Pulvermenge für die nächste Schicht zur Verfügung zu stellen, die von einem Abstreifer gleichmäßig über die Teileplattform verteilt wird. Die Anwendbarkeit des Laserstrahlsinterns ist in erheblichem Maße abhängig von der Verfügbarkeit geeigneter Pulverlegierungen, die sich verzugsarm und selektiv versintern lassen. Eine erste Entwicklung erfolgte durch Elektrolux Finnland auf der Basis einer 4 Phasenlegierung, die ein heterogenes Gemenge mit einer hoch- und einer niedrigschmelzenden Komponente bildet. Nach dem Prinzip des Flüssigphasensinterns schmilzt die absorbierte Laserenergie die niedrig-schmelzende Phase definiert auf und benetzt die hochschmelzende Phase. Diese bleibt fest und dehnt sich über eine irreversible Kristallgitterumwandlung aus. Dadurch kann ein konstantes Volumen während des Sinterns und somit eine hohe Bauteilgenauigkeit sichergestellt werden. Ein weiterer, entscheidender Vorteil dieses Werkstoffs ist die Verarbeitbarkeit in Raumatmosphäre ohne technisch aufwendige Maßnahmen wie eine Prozeßkammerheizung oder zusätzliche Pulverkompaktierungsgeräte.

5.2

Indirektes Laserstrahlsintern von Metallpulvern

Ausgangsmaterial ist eine niedrig kohlenstoffhaltige Stahllegierung in der Korngröße 50 µm, die mit einer 5 µm dicken Kunststoffschicht umhüllt ist. Dieses sogenannte polymergecoatete Metallpulver wird in der Lasersinteranlage nur im Bereich der Kunststoffschicht vom Laser angeschmolzen. Der dadurch entstehende Grünling weist nur geringe mechanische Festigkeit auf und ist sehr porös. Er wird anschließend mit einem wasserlöslichen Polymerbinder infiltriert. Zum Infiltrieren reicht es aus, die Grünlinge ca. 5 mm in das Polymerbad zu tauchen. Über die Kapillarwirkung werden in einer halben Stunde bis zu 100 mm hohe Bauteile vollständig infiltriert. Im nächsten Prozeßschritt wird der infiltrierte Grünling in einem Wärmeschrank bei 50° C getrocknet, weil Bauteile zu großer Restfeuchtigkeit dazu neigen, im folgenden Ofenprozeß Blasen zu werfen. Der letzte Prozeßschritt ist der Ofenprozeß, er beeinflußt die erreichbare Genauigkeit stark. Zuerst wird der Grünling gewogen, woraus sich die erforderliche Menge Kupferlegierung zum späteren Infiltrieren des Bauteils ergibt. Mit der entsprechenden Menge an Kupferlegierung versehen, wird der Grünling in einem Graphittiegel plaziert. Der Ofenprozeß ist in mehrere Teilschritte untergliedert. Im ersten Teilschritt wird der Polymerbinder in zwei Stufen ausgetrieben. Anschließend wird auf 1050° C erhitzt. Bei dieser Temperatur schmilzt das Stahlpulver an, es bilden sich Verbindungshälse zwischen den einzelnen Stahlpartikeln. Seite 55

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6

Zusammenfassung und Ausblick

Die Forderung nach Prototypen im Serienwerkstoff bzw. seriennahen Werkstoff wird in allen Bereichen der Entwicklung immer lauter. So werden ständig neue Materialien auf den Markt gebracht, die bereits vielen der geforderten Eigenschaften nahe kommen. Für die Technologien Stereolithographie und Vakuum-Gießen gilt jedoch nach wie vor der Einsatz im Bereich erster Anschauungs- und Funktionsprototypen. Die Qualität dieser wird jedoch ständig weiter zunehmen.

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8

Produktivitätssteigerung in Gießereien

Referent: R. Gorski, Deutscher Gießereiverband, Düsseldorf

Deutscher Gießereiverband

Wirtschaftsverband Eisen-, Stahl- und Temperguß

Mitgliedsfirmen Hessen/Süd-West CAEF Referate

24 27 32 34

Nord-Niedersachsen Baden-Württemberg Bayern

BDI

Landesverbände

52

Ost

81

Fachberatung Fachverbände

NRW

Deutscher Giessereiverband - Fachberatung Betriebswirtschaft

250200Präsentation

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Deutscher Gießereiverband

Wirtschaftsverband Eisen-, Stahl- und Temperguß

Außenwirtschaft und Zoll Betriebswirtschaftliche Grundsatzfragen Energie und Verkehr Finanzen und Rechnungswesen

CAEF

Fachverbände

Informationswesen und Statistik

BDI

Referate

Marktanalysen und Volkswirtschaft

Mittelstandsfragen

Öffentlichkeitsarbeit Recht, Steuern, Versicherung Rohstoffe Umweltschutz, Bau- und Planungsrecht

Fachberatung

Landesverbände

ZGV: - Fachliteratur - Messebeteil. - Ausschuß für Absatzfindung

Deutscher Giessereiverband - Fachberatung Betriebswirtschaft

Eisen-, Stahl- und Tempergießereien

Anzahl der Betriebe

500 400 300 493 200 100 0 91 92 93 94 95 96 97 98 99 459 423 388 374 355 340 324 316

Anzahl der Beschäftigten

100000 75000 50000 25000 0 91 92 93 94 95 96 97 98 99

est_betr_besch

82612

68165

56251

52879

52413

48265

47142

46944

45766

DEUTSCHER GIESSEREIVERBAND - Fachberatung Betriebswirtschaft

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Eisen-, Stahl- und Tempergießereien

Produktion

in Millionen t 4 3 2 1 0 91 92 93 94 95 96 97 98 99 3,678 3,663 3,555

3,467

2,936

3,208

3,426

3,232

3,417

Produktion je Beschäftigten

in t 80 60 40 20 0 91 92 93 94 95 96 97 98 99

est_betr_besch

49,9

52,1

47,1

59,2

66,1

65,5

71,8

76,8

80,0

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Eisen-, Stahl- und Tempergießereien

Wertmäßige Produktion

in Mrd. DM 12 10 8 6 4 2 0 91 92 93 94 95 96 97 98 99 10,469 9,853 8,624 9,123 9,967 9,557 9,725 10,347 9,661

Wertmäßige Produktion je Beschäftigten

in Tausend DM 250.000 200.000 150.000 100.000 50.000 0 91 92 93 94 95 96 97 98 99 218.949 208.412 190.163 198.011 206.292 160.179 168.629 153.312 172.526

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est_betr_besch

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Veränderung der Produktionsanteile

5.000.000 4.500.000 4.000.000 3.500.000 3.000.000

in t Sonstige Stahl Bau

2.500.000 2.000.000 1.500.000 1.000.000 500.000 -

Fahrzeugbau

Maschinenbau

1970 1975 1980 1985 1990 1995 1996 1997 1998 1999

Jahre

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Verteilung

Absatzstruktur

- Branchen 1999

Maschinenbau 25,7%

Fahrzeugbau 49,4%

Bauguß 5,5% Walzen 2,1% Kokillen 0,7% Andere 8,8%

Rohre 7,8%

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250200Präsentation

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Verteilung der Gießereiunternehmen 1999

- Eisen-, Stahl- und Tempergießereien -

6,04 21,90

GG 60%

Sonst. Verwendung Sonst. Maschinenbau

Maschinenbau Verwendung

22,60

GGG 34%

Rohre/Rohrformstücke

Rohre/Rohrforms tücke

49,47

bau Straßenfahrzeugbau

Straßenfahrzeug

GS 5%

GT 1%

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250200Präsentation

Verteilung der Gießereiunternehmen 1999

- Metallguß -

Kokillenguß 26%

2 5 12 12

Elektrotechnik Export Sonstige Maschinenbau

Sandguß 6% Sonstige 1% Zink 9% Kupfer 11% Druckguß 45%

69

Aluminium 77 %

Straßenfahrzeugbau

Magnesium 2%

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Verteilung

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Handelsblatt-Frühindikator

Stand: Februar 2000 BIP in Preisen von 1995; gleitende Jahresrate *)

3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Jun Okt Feb Jun Okt Feb Jun Okt Feb Jun Okt Feb Jun Okt Feb 95 95 96 96 96 97 97 97 98 98 98 99 99 99 00

reales Bruttoinlandsprodukt Frühindikator

Quelle: Handelsblatt *) vorläufiger Wert nach DIW-Berechnungen Frühindikatorwert = voraussichtlicher Wachstumstrend des realen Bruttoinlandsprodukts (BIP) ein Quartal später in %,

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Konjunkturlage.ppt

Kapazitätsauslastung

Eisen-, Stahl- und Tempergießereien Westdeutschland *)

100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 I.92 I.93 I.94 I.95 I.96 Quartal/Jahr

Quelle: ifo, München, DGV, *) in % der betriebsüblichen Vollauslastung

Konjunkturlage.ppt

%

I.97

I.98

I.99

I.00

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Der Käufermarkt ist das bestimmende Element im Gefüge

Beschaffungsmarkt

Unternehmen

Absatzmarkt

Wirkungen

Wirkungen

Vom Verkäufer- zum Käufermarkt

von der Massenproduktion zur Produktion für die Befriedigung individueller Kundenwünsche Forderung nach kurzen Lieferzeiten bei kürzeren Produktlebenszyklen Forderung nach hoher Qualität DEUTSCHER GIESSEREIVERBAND - Fachberatung Betriebswirtschaft

Präsentation250100

Die Verkürzung der Produktlebenszyklen bedarf einer reaktionsschnellen Fabrikplanung

Absatzmenge

Beispiel: Volkswagen AG Produktionsdauer Käfer von 1949 bis 1974 Golf I von 1974 bis 1984 Golf II von 1984 bis 1991 Golf III von 1991 bis 1997 Golf IV von 1997 bis 2002

(29 Jahre) (10 Jahre) ( 7 Jahre) ( 6 Jahre) ( 5 Jahre)

Marktperiode

Entwicklungszeit

Idee

Markteinführung

Heute vor 10 Jahren

Zeit

Präsentation250100

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150 145 140 135 130 125 120 115 110 105 100 95 90

in %

Preis / Produktivität

142 135 128 117 110 102 100 105 105 100 97 92 93 97 94 97 95 120 137

96 96

96 97 Preis

95 98

94 99

92 2000

91

Produktivität

DEUTSCHER GIESSEREIVERBAND - Fachberatung Betriebswirtschaft

Erzeugerpreis-Indizes

Index 1991 = 100 %

115 110 105 100 95 90 85 80 1993

EST-Gießereien

1994

1995

Maschinenbau

1996

1997

1998

Stahlindustrie

Fahrzeugbau

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Praktikant/Grafiken/Präsentation

Seite 64

REFA/VDG-Erfahrungsaustausch Gießerei 2000

7. / 8. April 2000

Lage der einzelnen Fertigungen zum Erzeugerpreisindex

120 115 110 105 100 95 90 1990 1994 1995 1996 1997 1998

Erzeugerpreisindex Eisenguß/Serie Eisenguß/Einzelfertigung Gußeisen/Serie Gußeisen/Einzelfertigung Gußeisen/Druckrohre Stahlguß/Serie Stahlguß/Einzelfertigung Temperguß/Serie

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Praktikant/Grafiken/Präsentation

Maßnahmen des Gesamtunternehmens

· Erweiterung der Wertschöpfung · Steigerung des Exports · Nutzung der C-Techniken · Verbesserung des Marketing · Forschungsprojekte nutzen

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Seite 65

REFA/VDG-Erfahrungsaustausch Gießerei 2000

7. / 8. April 2000

Maßnahmen zur Verbesserung der Produktivität

· Ablaufverbesserung · Engpaßbeseitigung · Optimieren der Arbeitsbedingungen · Qualifikation der MA verbessern · Gruppenarbeit einführen · Entlohnungssystem überarbeiten / Neu einführen · Investitionen durchführen

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Seite 66

Information

Tagungsband2000.doc

66 pages

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