Handbuch Industrial Engineering

Leonardo da Vinci war einer der bedeutendsten Ingenieure, Wissenschaftler und Künstler seiner Zeit und war in seinen Ideen, Planungen und seinem Denken seiner Zeit weit voraus.

Die Entwicklung der Menschheit, von den Ursprüngen des Lebens über die weiteren Evolutionsstufen bis zum heutigen Zeitalter, wurde hauptsächlich durch die Fähigkeiten des selbstständigen Denkens und Handelns erst möglich. Denken als Voraussetzung und das darauf folgende Handeln werden durch ein „Planen“ der anstehenden Aktivitäten unbewusst oder bewusst gesteuert. Der heutige Begriff Plan oder Planen ist somit eine Beschreibung einer für die Menschen unabdingbaren Denk- und Handlungsweise, die unseren heutigen Entwicklungsstand in der Evolutionsgeschichte erst möglich machte.

Alles, was wir tun und sagen, aber auch alles, was wir nicht tun und nicht sagen, hat seinen Grund. Dieser Grund liegt immer im Menschen selbst „verborgen“ oder auch „nicht verborgen“, also öffentlich. Das Tun oder auch Nichttun wird durch die Bedürfnisse bestimmt. Die Gründe oder auch Begründungen unserer Handlungsweisen – der Entscheidungen, etwas zu tun oder nicht zu tun – werden zusätzlich ständig durch unsere Mitwelt (die Rahmenbedingungen) und den Mitmenschen beeinflusst.

Aufgrund der Erkenntnisse über die Antriebskräfte des Menschen kann er mit einem Eisberg verglichen werden. Da Eis leichter ist als Wasser, schwimmt ein Eisberg zu etwa 1/8 über und zu etwa 7/8 unter Wasser.

Von dem Psychologen Abraham Maslow wurde 1977 ein Modell der Bedürfnisse entwickelt:

Das Leben eines Menschen wird durch ständig neue Anforderungen geprägt. Anforderungen an den Menschen sind durch alle Einflüsse der Lebensbedingungen, der Mitwelt, den Einflüssen der Mitmenschen und den Wünschen nach Bedürfniserfüllung gegeben. Durch diese immer neuen Anforderungen entwickelte sich der Mensch stetig weiter und zukünftige Weiterentwicklungen werden ebenfalls durch wechselnde Anforderungen geprägt werden. Dies hat sich im Laufe der Jahrtausende noch nicht geändert – und wird sich voraussichtlich auch nicht ändern.

Der Mensch hat einen stetigen indirekten Bezug zu dem Praxisbeispiel Antriebsgelenkwelle. Er ist gleichzeitig ein stetiger realer Nutzer dieses Produktes. Das Produkt Antriebsgelenkwelle sorgt dafür, dass ein Fahrzeug sich mit entsprechender Leistung (Gewicht, Geschwindigkeit) bewegen kann. Es überträgt die „Motorenkraft- oder -leistung“ nach dem Getriebe auf die jeweiligen Antriebsräder. Einen direkten Bezug zu dem Produkt hat der Mensch nicht. Er erwartet jedoch, dass ein Fahrzeug seinen Wünschen und Ansprüchen gerecht wird. Hierfür ist er bereit, eine Leistung (in €) zu erbringen. Seine Ansprüche lassen sich wie folgt – indirekt auf das Produkt Antriebsgelenkwelle bezogen – definieren:

Unter dem Modul „Mensch“ werden folgende Themen gesamtheitlich behandelt: Den Mensch und seine Bedürfnissen kennen Die Menschen akzeptieren und achten sich. Die Menschen wollen, können und dürfen erfolgsorientiert handeln. Der Mensch setzt sein Wissen und seine Erfahrung effizient für die Wertschöpfung des Unternehmens ein.

Den Markt oder die Märkte erfolgreich zu erschließen, liegt im Unternehmen in den Verantwortungsbereichen des Marketings, des Vertriebs und der Produktentwicklung. Die Hauptaufgaben in diesen Bereichen können wie folgt verteilt sein:

Der Markt der Automobilindustrie und der davon abhängigen Zulieferindustrie wird genauestens von allen möglichen Universitäten, Verbänden und Instituten fast täglich neu untersucht, analysiert, bewertet und als Daten den Nutzern dargestellt. Gleichzeitig werden in den betroffenen Unternehmen – aufgrund der vorhandenen Kundenkontakten und der Erfahrungen – eigene Marktanalysen erstellt. Auf Basis einer weltweiten Studie ergibt sich, dass im Jahre 2011 ca. 68–70 Millionen Fahrzeuge produziert werden (s. Abbildung 20). Die weltweite Krise im Jahr 2009 ist deutlich zu erkennen. Die Marktnachfragen in Asien und Europa sowie im nordamerikanischen Markt (Nafta) sind die zukünftigen Weiterentwicklungsmärkte. Die anderen Märkte werden sich stetig, vielleicht sogar schneller weiterentwickeln!

In dem immer weiter wachsenden Anspruch der Menschen: „schneller, besser, billiger“, müssen die Anbieter der Produkte eine stetige innovative Weiterentwicklung ihrer Produkte durchführen. Sehr oft ist hierbei ein „Einzelkämpferunternehmen“ schnell überfordert, denn auch in der Vermarktung und der Entwicklung hervorragender Ideen ist ein Miteinander hilfreich und wirtschaftlich. Die Initialzündung einer Zusammenarbeit von Unternehmen in einem technologisch anspruchsvollen Produktbereich kann auf der einen Seite aus den Unternehmen heraus erfolgen, auf der anderen Seite aber auch durch das Zusammentreffen verschiedener Situationen notwendig werden.

Unter dem Modul „Markt“ werden folgende Themen gesamtheitlich behandelt: Marktangebot der Produkte erfolgreich sicherstellen Marketingstrategie und -konzept Vertriebsstrategien Produktentwicklungen Anforderungsprofile der Produkte Lastenheft und Pflichtenheft der Produkte Entwicklungsmethoden und -werkzeug.

Die Mitwelt ist – einfach betrachtet – der Lebensraum des Menschen mit all seinen Bedingungen und Gesetzlichkeiten. Der jeweils aktuelle Standort des Menschen und seine nahe, mittlere und auch weitere Umgebung beinhalten die speziellen Lebensbedingungen und erfordern stetig neue individuelle Handlungen. Diese Lebensumstände des Standortes werden durch das Klima oder das Wetter, die Umwelteinflüsse mit ihren Emissionen und Immissionen und die durch den Menschen bewirkten Veränderungen ständig beeinflusst oder auch verändert.

Die Bedeutung der Mitwelt in Bezug auf die Verwendung und die Herstellung einer Gleichlaufgelenkwelle kann aus verschiedenen Blickwinkeln gesehen werden.

Die Mitwelt zu akzeptieren, ist die einfache Formel zur Realisierung der Nachhaltigkeit. Wir Menschen haben uns schon so unendlich viele Regeln und Gesetze geschaffen und selbst auferlegt. Wir sind auch die, die diese immer wieder verletzen oder gar missachten – einfach ignorieren. Industrial Engineering hat für die Arbeitsplatzbedingungen eine große zukünftige Verantwortung. Die Rahmenbedingungen der von Menschen gedachten und geschaffenen Ist-Situationen in die Planungen der Zielerreichung einzubinden und weiterzuentwickeln, ist die Aufgabe.

Material ist im Industrial Engineering ein Begriff, der in der Produktionstechnik die Gesamtheit der verwendeten „Stoffe“ wie Rohstoffe, Werkstoffe, Hilfsstoffe, Betriebsstoffe, Halbzeuge, Bauteile, Baugruppen beinhaltet.

Zu den meistbenutzten und verwendeten Materialien gehören die Metalle. Nachfolgende Tabelle zeigt die Verwendung und die Vorkommen der Metalle auf.

Die Praxisbeispiele der Verwendung von Materialien zeigen eine Vielzahl von jeweils unterschiedlichen Möglichkeiten der Materialauswahl auf. Die Entscheidung liegt immer letztendlich beim Konstrukteur der jeweiligen Bauteile. Dort werden die Anforderungen definiert und die dazugehörige Werkstoff- oder Materialauswahl getroffen. Die Einhaltung der Anforderungen an die Materialien wird durch den Einsatz in der Praxis dauerhaft nachgewiesen. Vorausgegangene Tests und Validierung sowie Verifizierungsverfahren sind hierbei vorausgesetzt.

Nachhaltig mit Materialien effizient umzugehen, ist nicht nur eine Design- oder konstruktive Aufgabe, sondern auch eine ganzheitlich ökologische und ökonomische Herausforderung. Die richtige, die optimale und auch marktwirtschaftlich erfolgreiche Werkstoff- und Materialauswahl ist die Basis eines Produktes. Spätere Veränderungen im Lebenszyklus sind nur bedingt und sehr schwierig möglich. Das Wissen um die Möglichkeiten und das präventive Erproben ausgewählter Materialien ist technisch in der aktuellen Zeit möglich geworden. Neue Materialien in ein Produkt einzubinden, ist einfacher als vorher.

Maschinen und Anlagen sind in allen Unternehmen notwendig. Bei Industrieunternehmen, Kleinunternehmen und Einzelunternehmen spielen die eingesetzten Maschinen und Fertigungsverfahren eine bedeutende Rolle.

Die DIN 8560 hat Verfahren und Prozesse nach Hauptgruppen eingeteilt. Die wichtigsten Maschinen- und Verfahren sind in nachfolgender Abbildung aufgelistet. Die detaillierte Einteilung erfolgt im Abschnitt 3 Fertigungsverfahren.

Als Fertigungsverfahren werden Prozesse zur Herstellung von geometrisch bestimmten festen Körpern bezeichnet.

Generell werden in der Herstellung einer Antriebsgelenkwelle fast alle Metallbearbeitungsverfahren verwendet. Der technologisch hohe Anspruch an das Produkt erfordert eine entsprechend prozesssichere Produktion der einzelnen Komponenten. Dieser Anspruch wiederum bedingt, dass die für die Fertigungsprozesse der Antriebsgelenkwellenbauteile, Maschinen und Anlagen in hoher Herstellqualität sowie in einem wirtschaftlichen Produktionskostenrahmen benötigt werden. Das gesamte Konzept muss den Ansprüchen der Kunden gerecht werden.

Maschinen sind in Unternehmen die Mittel, die zur Erreichung einer erfolgreichen Wertschöpfung unbedingt notwendig sind. Diese Maschinen effizient und optimal zu nutzen ist für den Unternehmenserfolg sehr wichtig. Die Grundlage hierfür wird in der Planung dieser Maschinen durch das Industrial Engineering gelegt.

Der Mensch, der einen Weg zum Ziel geht, nutzt ständig in irgendeiner Art und Weise „Methoden“, um dieses Ziel zu erreichen. Hierzu stehen sehr viele Methoden zur Verfügung. Im Industrial Engineering werden gezielt Methoden zur Erfüllung der Aufgaben verwendet. Hierzu gehören Methoden der Strategie, zur Analyse, der Konzepterstellung, der Entscheidungsfindung, der Umsetzung, der Einführung, des Betriebes und der Optimierung.

Einige Beispiele der Anwendung von Methoden zur Planung und Produktion von Antriebsgelenken sind im Praxisbeispiel, stellvertretend für viele andere Möglichkeiten, aufgeführt. Die Methoden und Prozesse des jeweiligen aktuellen „Best in Class“-Prozesses zu planen, einzuführen und dauerhaft umzusetzen, bedeutet, in einen hohen präventiven innovativen Planungsaufwand zu investieren. Analysen von Produktmodellen, von Fehler- und Risikomöglichkeiten sowie Materialoptimierungen und Maschinenbeherrschbarkeit sind die Basis für eine spätere erfolgreiche Produktion oder Dienstleistung.

Es gibt sehr viele Methoden, Methodenmöglichkeiten und Methodenwerkzeuge, die zur Erledigung der Aufgaben des Industrial Engineerings verwendet werden können. Die effektivste Methode für die jeweilige Aufgabe und für die Unterstützung zur Erreichung des Zieles zu verwenden, ist dem Mitarbeiter des Industrial Engineerings überlassen. Sein Geschick, die Alternativen und vielen Möglichkeiten der Unternehmensgestaltung entscheidungsreif vorzubereiten, ist hierbei immer gefragt und notwendig. Er ist gefordert, die innovativsten Methoden zu nutzen.

In Unternehmen und Organisationen ist der Begriff Management als eine Leitungs- oder auch Führungsfunktion zu verstehen. Die typischen Aufgaben sind zusätzlich zu der Führung die Planung, die Organisation, die Entscheidung, die Realisierung und die Kontrolle.

Kompetenzen sind die Summen von Fähigkeiten, Wissen, Entscheidungen und Handlungen des Menschen. Im Management werden viele Kompetenzen und besonders Fachkompetenzen bei Mitarbeitern zur Erreichung der gemeinsamen Ziele erwartet. Das Management selbst benötigt die Fähigkeit, diese Kompetenzen zu bündeln und in eine zielorientierte Richtung zu lenken. Viele Begriffe aus dem Bereich der Kompetenzen, wie Humankompetenz, Selbstkompetenz, Entscheidungskompetenz, Handlungskompetenz, Informationskompetenz, Kommunikationskompetenz, Kernkompetenz, Sachkompetenz, Führungskompetenz, Managementkompetenz, Sozialkompetenz, sind in Unternehmen vorhanden.

Die Globalisierung und der damit verbundene Wechsel in der Wettbewerbssituation, die stetig wachsende Geschwindigkeit der Veränderungen, die immer schnelleren und umfassenderen Informationsmöglichkeiten erfordern eine immer schneller werdende Anpassungsfähigkeit und Flexibilität aller Menschen in der Mitwelt und im Miteinander. Dies wiederum zwingt das Management, den raschen Veränderungen gerecht zu werden.

Mit dem Begriff Projekt ist ein methodisches Managen der Menschen von Aufgaben zum Erreichen von Zielen verbunden. Es gibt eine Vielzahl von „Projekt“-Definitionen, wie z. B.:

Unter dem Begriff Planung wird ein Vorausdenken möglicher Handlungen mit der Absicht, ein definiertes Ziel zu erreichen, verstanden. Hierbei werden verschiedene Möglichkeiten der Zielerreichung erdacht und miteinander verglichen. Das Ziel der Planung ist, eine Sicherheit für Entscheidungen und Umsetzungen der Zielerreichung zu geben.

Für Managementsysteme werden nationale, europäische und internationale Normen verwendet. Diese sind: DIN deutsche Norm, EN europäische Norm und die ISO weltweite Norm.

Das Industrial Engineering hat zum „Top“-Management eine besondere Beziehung. Sie beruht auf gegenseitig stark vertrauendem Miteinander. Sehr wichtig ist transparente, effiziente und konsequente Zusammenarbeit in den einzelnen Projekten, in den Budgets für die kurz-, mittel- und langfristige Planung.

Über Management, Führung und gutes sowie schlechtes Management gibt es viele, und vor allem sehr unterschiedliche Auffassungen. Managementkompetenz ist die, dem jeweiligen Ziel oder der Aufgabe entsprechende, Führungs-, Sozial-, Methoden- und Fachkompetenz in der richtigen Mischung. Hinzu kommt, als wichtigster Baustein, das Vertrauen der Mitarbeiter dauerhaft zu gewinnen. Hierbei kommt es auf transparentes, effizientes und konsequentes Handeln und Vorleben im ganzheitlich strategischen sowie im alltäglichen Handeln an.

Das Miteinander ist für den Menschen, von der Geburt bis zum Lebensende, eine notwendige Grundvoraussetzung zum Leben und zur Weiterentwicklung. Stetig senden und empfangen wir Informationen und verarbeiten diese. Hierbei werden wir im Wesentlichen von unseren Sinnen, unseren Gefühlen, unseren Aktionen und unserem Empfinden stetig beeinflusst. Es ist schon eine hohe Kunst und eine höchste Meisterleistung, bei all diesen Einflüssen vertrauensvoll, effizient und erfolgreich zu kommunizieren. Das Miteinander ist kompliziert, aber wir Menschen können es durch einfaches Tun auch einfach machen. Die Abbildung „Grundlagen des Miteinanders“ zeigt die wesentliche Komplexität hierbei auf.

Teamarbeit ist, dass eine aktive Gruppe von Menschen zielorientiert und harmonisch zusammenarbeitet, um gemeinsam pflichtbewusst komplexe Aufgaben zu erledigen oder zu bewältigen. In der Praxis gibt es viele verschiedene Arten von Teams. Hierzu zählen unter anderem Projektteams, Aufgabenteams, autonome oder teilautonome Teams, virtuelle Teams und Managementteams. Alle haben das Ziel, im Miteinander die gestellten Aufgaben erfolgreich zu lösen.

Im Miteinander sind, zum gegenseitigen besseren Verstehen, einige Regeln notwendig. Die Teammitglieder sollten alle versuchen, sich an folgenden Regeln zu orientieren: Jeder ist für sich selbst sowie die Art und Weise seiner Kommunikation und deren Ergebnisse verantwortlich. Verbergen Sie Gefühle nicht, seien Sie bereit, über Erfahrungen und Erlebnisse zu sprechen. Sprechen Sie nicht per „man“ oder „wir“, sondern per „Namen nennen“. Leiten Sie Fragen dadurch ein, dass Sie erklären, was diese für Sie bedeuten Versuchen Sie, sich in Ihren Mitteilungen immer auf das „Hier und Jetzt“ der Situation zu beziehen.

Das Miteinander kann in der täglichen Form nur dann erfolgreich sein, wenn der Mensch sich selbst sehr gut kennt. Er muss ebenso in der Lage sein, sich selbst zu organisieren und zu managen. Selbstverantwortliches Handeln heißt: sich mit den Zielen des Unternehmens hinsichtlich des eigenen Aufgabenbereiches zu identifizieren die Erwartungen/Wünsche des/r Kunden zu kennen und zu respektieren eigeninitiativ (freiwillig und selbstständig) Aufgaben zu übernehmen und Probleme zu lösen ein Verantwortungsgefühl gegenüber den übernommenen Aufgaben zu entwickeln bewusst die Konsequenzen des eigenen Handelns abzuschätzen und zu überprüfen das eigene Handeln bzw. daraus resultierende Konsequenzen zu reflektieren und Feedback von Partnern einzuholen ein team-/bereichsübergreifendes Denken zu entwickeln.

Die Moderation ist im Miteinander eine Möglichkeit und eine Chance, positive Kommunikation mit Menschen zu führen. In der Moderation ist der „Moderator“ der Mensch in einer Gruppe, der die Gruppenkommunikation anregt, lenkt und zu einem abschließenden Ergebnis führen soll. Er verwendet hierzu die sogenannte Moderationsmethode, um alle möglichen Ressourcen der Gruppenmitglieder bestmöglich zu nutzen, um die Diskussion um alle Gedanken in der Gruppe zu bereichern, um Problemlösungswege zu verfolgen und um Entscheidungen oder Ergebnisse zu erreichen.

Probleme und Aufgaben per Definition zu unterscheiden, ist möglich und doch schwierig. Nach Duden ist ein Problem eine schwierige Aufgabe, eine schwer zu beantwortende Frage oder eine komplizierte Fragestellung. Die Aufgabe im Sinne von Pflicht dagegen ist etwas, was jemandem zu tun aufgegeben ist, oder ein Auftrag zur Erledigung, der jemandem gegeben wurde.

Gesehen werden muss das Industrial Engineering in seiner Bedeutung für die Unternehmen immer mehr aus der Sicht der generellen Betrachtungsweise: der strategischen Gesamtausrichtung der Technologiebeherrschung und Weiterentwicklung der Produktstrategie allgemein.

Das Miteinander ist die wichtigste Aufgabe des Industrial Engineerings in der Praxis. Die Zusammenarbeit der verschiedenen Bereiche wird hier täglich notwendig.

Miteinander richtig kommunizieren ist die schwierigste Aufgabe in Unternehmen die an die Mitarbeiter gestellt wird. Jede einzelne betroffene Person ist ein Individuum und sieht die Mitwelt, das Unternehmen, die Mitmenschen ja selbst die Regeln für das Miteinander aus seiner Sicht immer anders als die „Anderen“. Verständnis für andere Meinungen, für andere Vorstellungen, für andere Problemlösungen zu entwickeln bedarf viel Offenheit und Disziplin gegen sich selbst und gegenüber den Mitmenschen. Hier fängt das Einbinden der Partner an und hier startet die Unternehmenskultur in ihrer gemeinsamen Entwicklung. Wir Menschen leben gemeinsam und arbeiten zusammen.