Statische und dynamische Dimensionierung
Es wird zwischen der statischen und der dynamischen Dimensionierung unterschieden. Bei der statischen Dimensionierung handelt es sich um eine einfachere Betrachtung des durchschnittlichen Bedarfs in einer zeitlichen Periode (zum Beispiel ein Jahr). Die dynamische Dimensionierung berücksichtigt hingegen schwankende Bedarfsmengen. Als Anwendung in der Praxis stellt sich wegen des hohen Aufwands in der Vorgehensweise bei der dynamischen Dimensionierung die statische Dimensionierung häufig als ausreichend dar.
Dimensionierung der Betriebsmittel
Als Betriebsmittel werden allgemein Maschinen, Anlagen, Vorrichtungen, Werkzeuge u. a. bezeichnet. Bei der Dimensionierung der Betriebsmittel wird mit den Fertigungsausrüstungen begonnen, da sich Ausprägung und Ausmaß aller übrigen Ressourcen (Flächen und Personal) daraus ableiten.
Personalbedarfsplanung
Die Personalbedarfsplanung ist eine wesentliche Komponente im Fabrikplanungsprozess, da Personalkosten oftmals einen dominierenden Anteil in den Kostenstrukturen übernehmen. In direkten Bereichen kann somit der Personalbedarf aus dem Produkt von Jahresmenge und dem Zeitbedarf je Arbeitseinheit errechnet werden. Schwieriger fällt die Bestimmung der Personalbedarfe, z. B. für Lager-, Kommissionier- und Logistiktätigkeiten aus. Hier sind bisher überwiegend die Vorabfeststellung aller entsprechenden arbeitsplatzbezogenen Tätigkeiten und deren Zeitaufwände erforderlich. Mit der Kennzahlenmethode können jedoch auch hier z. B. Arbeitsabläufe der zu bedienenden Ausrüstungen (z. B. Regalbedien- und Kommissioniergeräte, Dispositionssoftware, Leitstand) ins Verhältnis zu produzierten Stückzahlen gesetzt werden. Die Bestimmung der Personalbedarfe für Tätigkeiten mit einem hohen Verwaltungsanteil fällt wesentlich umfangreicher aus. Bei vorhandenen Prozessen muss hier bisher zur Bestimmung der Arbeitszeitaufwände z. B. auf Arbeitsanalysen, Zeitmessungen vor Ort oder auf das MTM-Verfahren zurückgegriffen werden.
Flächenplanung
Nach der Planung der Betriebsmittel sowie des Personals erfolgt die Flächenplanung. Die Vorausbestimmung des für ein Fabrikplanungsobjekt erforderlichen Flächenbedarfs stellt aufgrund seiner Bedeutung hinsichtlich Grundstück bzw. Gebäudestrukturen und des daraus resultierenden Investitionsbedarfs eine Kernaufgabe innerhalb der Fabrikplanung dar.
Vier Teilsysteme, eine Datengrundlage
Grundlage jeder Dimensionierung ist das Produktionsprogramm — das Mengengerüst der geplanten Produktion. Aus ihm werden die Kapazitätsbedarfe von vier Teilsystemen abgeleitet: Betriebsmittel, Personal, Flächen und Medien (Ver- und Entsorgungstechnik). In der Praxis hat sich das Primat der Betriebsmitteldimensionierung herausgebildet: Aus der Zahl und Art der Ausrüstungen leiten sich Personal-, Flächen- und Medienbedarfe ab (Grundig 2018, S. 83 f.). Für die Flächenseite beschreibt der Beitrag Flächenarten in der Fabrikplanung die Gliederung.
Soll-Ist-Abgleich der Kapazitäten
Methodisch werden zeitraumbezogene Bedarfsgrößen (Bearbeitungskapazität aus Arbeitsplänen und Stückzahlen) den Verfügbarkeitsgrößen (vorhandene oder geplante Maschinenkapazität aus Anzahl, Einsatzzeit und Schichtmodell) gegenübergestellt. Kapazitätsdefizite aus diesem Abgleich sind die Basis der Dimensionierungsentscheidung — bei Neuplanungen gegen die Planungsvorgabe, bei Umbauten und Erweiterungen gegen den Bestand (Grundig 2018, S. 84 f.). Dabei ist zwischen qualitativer Kapazität (technisches Leistungsvermögen) und quantitativer Kapazität (Anzahl × Einsatzzeit) zu unterscheiden.
Statisch rechnen, dynamisch absichern
Die statische Dimensionierung arbeitet mit Durchschnittswerten des Bezugszeitraums und reicht in vielen Planungsfällen aus. Wo Saisonalität, Anläufe oder stochastische Effekte das Bild prägen, sichert eine dynamische Betrachtung — bis hin zur Materialflusssimulation — die Auslegung ab (Grundig 2018, S. 84). Weil Programme sich ändern, gehören Flexibilität, Wandlungsfähigkeit und gezielte Reserven in die Endauslegung. Für unterstützende Funktionen zeigt der Beitrag Dimensionierung indirekter Bereiche das Vorgehen.
Dimensionierung mit Einheiten und Annahmen
Eine belastbare Dimensionierung nennt für jede Rechnung Bezugszeitraum, Einheit, Spitzenfaktor, Verfügbarkeit und Sicherheitszuschlag. Für Betriebsmittel kann eine vereinfachte Erstabschätzung so formuliert werden:
Anzahl Betriebsmittel = Spitzenbedarf je Periode ÷ effektive Leistung je Betriebsmittel und Periode
Die effektive Leistung ergibt sich aus Nennleistung, nutzbarer Zeit, technischer Verfügbarkeit und realistischem Leistungsgrad. Das Ergebnis wird auf volle Einheiten aufgerundet und anschließend mit Engpass-, Schicht- und Störungsszenarien geprüft. Diese Logik ist eine Orientierung, keine projektspezifische Auslegung.
Für die räumliche Umsetzung werden Maschinen-, Bedien-, Puffer-, Verkehrs-, Sicherheits- und Erweiterungsflächen getrennt ermittelt. Die Verbindung zur Fabrikplanung und Materialflussplanung verhindert, dass isolierte Kapazitätswerte zu unpraktischen Layouts führen.
Unterstützende Funktionen benötigen eine eigene Betrachtung. Der Wissensbeitrag Dimensionierung indirekter Bereiche zeigt, wie Personal-, Betriebsmittel- und Flächenbedarfe aus Prozessen, Produktionsprogramm und dokumentierten Einflussgrößen abgeleitet werden.
Dimensionierung in der Praxis: Die passenden Planungs- und Beratungsansätze bündelt unsere Leistungsübersicht.