Was ist Inselfertigung?

Inselfertigung bezeichnet – ganz im Gegensatz zu unserer in Anbetracht des Klimawandels ggf. sarkastisch wirkenden Illustration – einen Fertigungstyp, bei dem i. d. R. verschiedene Maschinen bzw. Arbeitsplätze örtlich zusammengefasst sind. So lassen sich ähnliche Arbeiten an mehreren unterschiedlichen Produkten in einem Bereich konzentrieren, wobei idealerweise funktional abgeschlossene Outputs entstehen (Zwischenprodukte, Baugruppen). Dies hat Vorteile insbesondere für die variantenreiche Serienfertigung. Typische Umsetzungen hierfür finden sich z. B. als Fertigungsinsel oder sog. flexible Fertigungszelle (mechanische Fertigung).

Inselfertigung ironisch überhöht in Anbetracht des Klimawandels

Historie der Fertigungsinsel

Nachdem sich seit den 1920er Jahren vorangetrieben durch Henry Fords Fließbandfertigung ein umfassender Kundenkreis mit Massenproduktion erschließen lies, erlangte das Fließband in der industriellen Produktion enorme Bedeutung. Für Produkte mit weitgehend gleichen Teilen in hoher Stückzahl sind die Ressourcen der Produktion praktisch nicht effizienter einzusetzen, als in Fließfertigung. Kurze Durchlaufzeiten und der kontinuierliche Materialbedarf in immer gleicher Taktzeit reduzieren zudem Aufwände in Steuerung und Logistik.

Doch beginnend in den 1970er Jahren veränderten sich die Bedürfnisse der Menschen, individuelle Produkte wurden stärker nachgefragt. Jedoch war die Preiserwartung des Marktes durch die Massenfertigung geprägt. Die Automatisierungstechnik stand noch relativ am Anfang, so dass neue Ansätze in der Arbeitsorganisation gesucht wurden. Die Idee der Produktionsinsel war geboren. Als Beispiel wird oft der schwedische Autobauer VOLVO genannt, der diesen Produktionstyp 1972 als Ablösung des Fließbands zu etablieren begann.

Große Erwartungen verbanden auch die seinerzeit in Fließbandfertigung Beschäftigten mit dem neuartigen Arbeitssystem. Denn der hohen Effizienz der Fließfertigung standen Nachteile bzgl. der Persönlichkeitsförderlichkeit der Arbeit in getakteten Montagen gegenüber. Monotonie und Zeitzwang wurden zudem für hohe Krankenstände in den entsprechenden Fertigungen verantwortlich gemacht.

Arbeitswissenschaftliches zur Inselfertigung

Die oftmals als Tayloristisches Prinzip bezeichnete artteilige Arbeitsorganisation mit geringen Tätigkeitsumfängen in der Fließfertigung gab nicht zuletzt in der Arbeitswissenschaft Anlass zu teils kontroversen Diskussionen. In diesem Zusammenhang etablierten sich Arbeitserweiterung und Arbeitsbereicherung als Organisationsprinzipien, die eine stabil hohe Arbeitsmotivation auf eine optimale Vielfalt bzgl. körperlicher und geistiger Anforderungen an die Beschäftigten zurückführen.

Umgesetzt wird dies durch zeitliche Entkopplung von Arbeitsschritten für jeden einzelnen Beschäftigen durch Puffer. Diese sind so gestaltet, dass jede Ressource in der Produktionsinsel jederzeit einen Arbeitsvorrat hat, der sich im Gegensatz zur Fließbandfertigung flexibel erschließen lässt. Die so erreichbare geringe zeitliche Bindung an eine Taktzeit gilt arbeitswissenschaftlich als relevanter Vorteil ggü. der Fließfertigung.

Die höhere Komplexität der Steuerung versucht man durch einfache, in der lean production bewährte Mechanismen (z. B. KANBAN, ANDON, POKA YOKE) so zu entflechten, dass Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in der Produktionsinsel autonom agieren können. In dem Zusammenhang fallen oft die Begriffe (teilautonome) Gruppenarbeit oder Gruppenfertigung.

Gestaltung von Fertigungsinseln

Gegenüber Fließfertigung erlaubt der Materialfluss zu und in einer Fertigungsinsel mehr Freiheitsgrade. Zum einen ist keine strenge Sequenzierung erforderlich, zum anderen ist durch die notwendige Pufferung tendenziell mehr Material im Umlauf.

Das Prinzip der Fließfertigung im one piece flow wird i. d. R. innerhalb der Fertigungsinsel genutzt, zwischen den einzelnen Produktionsinseln können größere Transportlose realisiert werden (z. B. mittels Routenzügen). Gleiches gilt für die Bauteile, Baugruppen, Norm- und Kleinteile.

I. d. R. geben Produktionsinseln Output an mehrere unterschiedliche Nachfolgeprozesse ab (Weiterverarbeitung oder Zwischenlager). So entsteht bei Inselfertigung regelmäßig eine vernetzte Struktur der Produktion, die im Blocklayout sichtbar wird. Der Gestaltungsfokus bei Inselfertigung verlagert sich dadurch etwas mehr auf das Produktionslayout, als auf die bei Fließfertigung zentrale zeitliche Abstimmung zwischen den Arbeitsplätzen:

  • Im Inneren der Fertigungsinsel gilt eine wertschöpfungszentrierte Anordnung der Maschinen und Stationen im Fluss als ideal, eine typische Gestalt ist das U-Layout.
  • Die Position der Fertigungsinseln im Produktionslayout selbst ist von ihrem Materialfluss untereinander sowie ihrer Versorgungsintensität aus Lagerbereichen geprägt. Eine enge Verkettung untereinander wie bei Fließfertigung ist nur bei großen, mehrstufigen Herstellungsumfängen nötig (z. B. im Automobilbau).
3D-Modell einer Montagezelle als Beispiel einer Fertigungsinsel
U-Layout einer Fertigungsinsel in der Montage (Anwendungsbeispiel der Fa. E+H aus visTABLE®)

Fazit

Inselfertigung verbindet Vorteile von Fließfertigung und Werkstattfertigung, indem das Fließprinzip intern und das Werkstattprinzip zur Anordnung der Inseln zueinander genutzt wird. Durch Austausch, Hinzufügen oder Wegnehmen einzelner Fertigungsinseln ist die Produktionskapazität zudem gut zu skalieren. Im Ergebnis ist mit diesem Organisationstyp eine hohe Flexibiltät verbunden mit guter Wandlungsfähigkeit und anforderungsreichen Arbeitsaufgaben erreichbar.

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Thomas Weber
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