Zulieferer für Gebläse und Verdichter: Simulation begleitet Fabrikplanung von der Konzeptphase bis zur Feinplanung
Die mittelständische Emmerthaler Apparatebau GmbH (EmmApp) mit Sitz in Emmerthal bei Hameln stellt unter anderem Industrieschalldämpfer her, die Kunden in Gebläsen und Verdichtern einbauen. Das Unternehmen beschäftigt rund 145 Mitarbeiter und gehört als hundertprozentige Tochtergesellschaft zur Aerzener Maschinenfabrik, für die es als wichtiger Zulieferer produziert.
Ausgangssituation: Die Nachfrage wächst schneller als die Kapazität
Die Aufträge der Aerzener Maschinenfabrik nahmen deutlich zu, deshalb stieß EmmApp mit der bestehenden Fertigung an ihre Grenzen. Zusätzlich wollte die Unternehmensgruppe Kapazitäten zurückholen, die bislang in Polen zugekauft wurden, weil es dort wiederholt Probleme mit Zulieferern gab. Beide Entwicklungen zusammen machten eine Erweiterung des Werks in Emmerthal notwendig.
Bereits 2006 fiel deshalb die Grundsatzentscheidung, den Standort zu modernisieren. Ein Projektteam aus Aerzener Maschinenfabrik und EmmApp holte sich dafür zwei Fachbüros ins Boot, eines davon SimPlan.
Zielsetzung: Mehr Ausbringung ohne zusätzliches Personal
Das Ziel war klar umrissen. Die Produktionskapazität sollte von rund 3.000 auf 8.000 Stück steigen, und zwar mit der gleichen Anzahl an Mitarbeitern wie zuvor. Damit die Investition in Neubau und Fertigungstechnologie sich auch wirklich lohnt, sollte die Simulation zusätzlich klären, welches Fabrikkonzept die Kosten am wirksamsten senkt.
Konkret sollte die Planung folgende Fragen beantworten:
- Wie viele Arbeitsplätze, Schweißzellen und Mitarbeiter braucht die neue Fertigung tatsächlich
- Welches Steuerungsprinzip und welche Zuordnung von Bauteilvarianten zu Ressourcen funktionieren am besten
- Wie sollte das Fabriklayout aussehen, damit Wege kurz bleiben und Wartezeiten gering ausfallen
- Wie viele innerbetriebliche Transporte, etwa Staplerfahrten, entstehen durch das neue Layout und welcher Personalbedarf ergibt sich daraus
Lösung: Simulation von der Grobplanung bis zur Feinplanung
SimPlan begleitete den kompletten Planungsprozess durchgängig, von der ersten Konzeptidee bis zur Feinplanung der neuen Halle. Der Ansatz folgte dabei bewusst der sogenannten Grüne-Wiesen-Planung. Das bedeutet, das Team plante die Fertigung zunächst unabhängig von der bestehenden Halle und passte sie erst danach an die realen Platzverhältnisse an.
„Die Grüne-Wiesen-Planung hat uns in die Lage versetzt, das Ganze systematisch anzugehen“, so Dr. Sven Spieckermann, CEO der SimPlan AG.
Am Anfang stand eine intensive Datenanalyse, denn ohne verlässliche Basis lässt sich keine belastbare Simulation aufbauen. SimPlan erhob und bereinigte dafür Auftragsstrukturen, Bearbeitungszeiten, Rüstzeiten, Teilestammdaten und Stücklisten.
Auf dieser Grundlage entstanden mehrere Grobkonzepte. Diese unterschieden sich in der Anzahl der vorgesehenen Ressourcen, im Steuerungsprinzip und in der Zuordnung von Bauteilvarianten zu den Arbeitsplätzen. SimPlan visualisierte die Konzepte als Blocklayouts und bewertete sie anschließend mit Simulationsmodellen anhand von Ausbringung, Ressourcenauslastung, Durchlaufzeiten und Beständen.
Weil die Geschäftsführung mit dem ersten Ergebnis noch nicht zufrieden war, verfeinerte das Projektteam die Planung ein weiteres Mal. Dabei ordnete es die Fertigungsschritte von der Vormontage über den Einsatz von Schweißrobotern bis zur Endmontage neu und berechnete die benötigten Arbeitsplätze erneut. Dieser zusätzliche Schritt führte am Ende zu einer Produktivitätssteigerung von 20 Prozent gegenüber dem ursprünglichen Konzept.
Die Ergebnisse der Grobplanung übertrug SimPlan anschließend in die Fein- und Layoutplanung. Das Team erarbeitete, bewertete und verglich dafür mehrere Fabriklayouts per Simulation und verfeinerte insbesondere die Anordnung von Puffern, Arbeitsplätzen und Schweißzellen. Zusätzlich ermittelte SimPlan die innerbetrieblichen Transporte, etwa die erforderlichen Staplerfahrten samt resultierendem Personalbedarf.
Der neue Erweiterungsbau entstand direkt angrenzend an die bestehende Halle in Kirchohsen. Er misst 105 mal 40 Meter, umfasst 5.200 Quadratmeter Nutzfläche und bietet 4.500 Quadratmeter reine Produktionsfläche. Insgesamt investierten Aerzener Maschinenfabrik und EmmApp rund 6 Millionen Euro, davon 4,5 Millionen Euro in den Neubau und 1,5 Millionen Euro in die Fertigungstechnologie, allen voran die Schweißroboter.
Ergebnisse: Höhere Ausbringung, kürzere Durchlaufzeiten und weniger Bestände
Die durchgängige Simulationsbegleitung zahlte sich in mehrfacher Hinsicht aus:
- EmmApp kann künftig deutlich mehr Stück produzieren, und zwar mit der gleichen Personalstärke wie vorher
- Die Fertigungsressourcen sind angemessen dimensioniert, weil die Grobplanung die tatsächlich benötigte Anzahl an Arbeitsplätzen, Schweißzellen und Mitarbeitern ermittelt hat
- Das neue Layout wurde schrittweise verbessert und mit einem klaren Steuerungskonzept für die Fertigung hinterlegt
- Die Durchlaufzeiten sinken deutlich, während die Bestände trotz höherer Produktionszahlen sogar leicht zurückgehen
- Die intensive Arbeit mit den Auftrags- und Artikeldaten deckte nebenbei Potenzial zur Bereinigung der Datenbestände auf
- Als weiterer Nebeneffekt entstanden Anregungen zur Produktvereinfachung in Konstruktion und Entwicklung der Schalldämpfer
Simulation als Erfolgsfaktor auch für mittelständische Zulieferer
Das Beispiel EmmApp zeigt, dass sich Simulationsmethoden nicht nur für Großunternehmen lohnen. Auch ein Betrieb mit rund 145 Mitarbeitern kann seine Fabrikplanung durchgängig mit Simulation begleiten und davon profitieren, weil sich Fehlplanungen und Fehlinvestitionen so schon vor dem Bau vermeiden lassen.
Gerade wenn eine Kapazitätserweiterung mit einer Rückverlagerung von Fertigung und mit engen Kostenzielen zusammenfällt, hilft die Simulation dabei, unterschiedliche Konzepte objektiv zu vergleichen, bevor reales Geld in Beton und Anlagen fließt. Deshalb bleibt der durchgängige Ansatz von der Konzept- bis zur Feinplanung auch für andere mittelständische Produktionsbetriebe ein sinnvoller Weg, um Wachstum ohne unnötigen Personalaufbau zu bewältigen.
