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Process engineering

University, School

DAA Essen

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Text by Geneviève C. ©
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Lernmodul 1 – Fertigung planen

Voraussetzungen für die Fertigung

Werdegang eines Produktes

Produktforschung und Entwicklung

Ablauf der Produktfindung

Ablaufplan der Produktionsplanung
- gem. VDI
- unabhängig von der Unternehmensstruktur


Produktidee Phase, in der überwiegend Daten gesammelt, Studien erstellt und in dem Lastenheft alle auftretenden Fakten (Marktdaten, Vorschriften, Patente, Berechnungen, Sicherheitsvorschriften etc.) gesammelt und gewertet werden.
Ist das Produkt Erfolg versprechend und die wirtschaftliche Erwartungen positiv, kann die Freigabe der Neuentwicklung erfolgen.

Konzept Phase, in der das technische Konzept entwickelt wird.
Die ersten Konstruktionsentwürfe werden erstellt, in einem Versuchsaufbau die technische Realisierbarkeit nachgewiesen und in einem weiteren Lastenheft alle notwendigen Daten zur Verwirklichung des Entwicklungsauftrages gesammelt.

Funktionsmuster Notwendig, um alle für die Fertigung erforderlichen Unterlagen zu erstellen

Laborprototyp Erprobung des Produkts findet im Unternehmen und oft auch noch mal außerhalb statt. Erkenntnisse sind von besonderer Bedeutung für weitere Fortführung der Entwicklung, da auftretende Fehler und Kundenwünsche noch rechtzeitig berücksichtigt werden können.

Erprobungsgerät Erstellung erfolgt unter dem Aspekt der Fertigungserprobung.

Erstseriengerät Fertigung erfolgt unter den Bedingungen der Serienproduktion, d.h. es handelt sich bereits um Produkte, die vertrieben werden.

Seriengerät Beginn der eigentlichen Produktion des neuen Produkts. Felderfahrungen des technischen Kundendienstes bei Übergabe, Wartung, Instandsetzung und Ersatzteilversorgung sowie die Analyse der Reklamationen werden berücksichtigt.

Produktionsbetreuung Vorwiegend Sicherung der Produktionsqualität.

Grundlagen des betrieblichen Informationssystems

Stammdatenträger des Industrieunternehmens
Grundlage des betrieblichen Informationssystems
- Zeichnung
- Stücklisten
- Arbeitspläne

Erzeugnisstruktur - Vorraussetzung für Stammdatenträger
- Erzeugnisgliederung als Stammbaum:

- Erzeugnisstruktur als Aufbauübersicht:

- Informationsstrukturen von Stücklisten und Zeichnungen:


Konstruktionszeichnung

Konstruktionstätigkeiten - Prüfung der Konstruktionsaufgabe
- Konstruktionskonzept
- Entwurf
- Detaillierung in Form der Zeichentätigkeit

Einzelteilzeichnungen enthalten alle Informationen für Herstellung und Prüfung der Teile

Gruppenzeichnungen enthalten für Zusammenbau der Baugruppe erforderliche Angaben, sowie Stücklisten mit sämtlichen in der Zeichnung angegebenen Positionen.

Zeichnungssatz Summe der Einzelteil- und Gruppenzeichnungen

Einzelblattsystem Jede Zeichnung wird auf einem eigenen Blatt abgelegt
Vorteil: Wiederverwendbarkeit der Einzelteile und
Baugruppen

Sammelblattsystem Alle Zeichnungen werden auf einem einzigen Blatt abgelegt

Erzeugnisgliederung

Erzeugnisgliederung Dient zur Klärung folgender Fragen:
- Welche Standardbaugruppen mit den entsprechenden
Einzelteilen werden für Kundenauftrag benötigt
- Welche Gruppen oder Teile müssen konstruiert werden
- Welche Gruppen oder Teile müssen beschafft werden

typische Baugruppenarten Vormontagegruppen
Fertigungsgruppen mit Zwischenlagerungen
Einzelteilgruppen
Einkaufgruppen

Gliederungsgesichtspunkte für Erzeugnisstrukturen

Konstruktionsstückliste

Stückliste - Auflistung aller Teile eines Erzeugnisses, geordnet nach den
Regeln der Erzeugnisgliederung
- Aufbau ist in erster Linie nach den Funktionen der einzelnen
Baugruppen und Teile zueinander ausgerichtet und nicht
auftragsgebunden
- gebundene Stückliste direkt auf der Zeichnung
- ungebundene Stückliste auf getrennten Formblättern

Nummerung

Nummernsysteme Nach DIN 6763:
… nach bestimmten Gesichtspunkten gegliederte Zusammenfassung von Nummernteilen bestimmter Bedeutung

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Folgeteil Bespiel:
- Arbeitsvorgangsnummer, Vorgangsbezeichnung
- Arbeitsplatzdaten: Arbeitsplatznummer, Kostenstelle, Lohngruppe…
- Vorgabezeiten: Bearbeitungszeiten, Rüstzeiten, Transportzeiten
- Betriebsmitteldaten: Art, Nummer, Bezeichnung des Betriebsmittels

CAPP Computer Aided Process Planning
- recht wenig verbreitet, da z.B. das Expertenwissen recht schwer und wenn, dann nur sehr aufwändig in solche Systeme zu übertragen ist

Vorarbeiten zur Fertigungsplanung

Fertigungsplanung
Bestandteile:
- Arbeitsplanung
- Bedarfsplanung Ermittlung der für eine Fertigung erforderlichen
Betriebsmittel entsprechend ihrem Leistungsvermögen
(Anzahl, Dauer, Einsatzort)
- Fristenplanung hat zur Aufgabe, die Durchlaufzeiten in Abstimmung mit
der Auftragsgröße zu optimieren mit dem Hauptziel:
- Durchlaufzeiten zu verringern
- vorhandene Kapazitäten optimal nutzen
- vereinbarte Lieferbedingungen einhalten
- Kostenplanung Kostenplanung und Kostenrechnung ist durchzuführen,
um die Kosten, die bei der Herstellung anfallen, so
niedrig wie möglich zu halten
Kosten sind der Verbrauch von Gütern (Material) und
Dienstleistungen in einem Betrieb zum Zwecke der
Herstellung von Produkten und Dienstleistungen

Auftragsvorbereitung

Kundenauftrag Auftrag geht von bestimmten Kunden aus

Vorratsauftrag Auf Grund von Marktanalysen wird auf Vorrat gefertigt

Kundenanonyme Aufträge

Kundenspezifische Aufträge

Gemischte Aufträge

Lieferung ab Lager

Lieferung nach Durchlauf durch die Konstruktion

Lieferung durch Montagezeit bestimmt

Fertigung und Montage kundenanonym in Losen auf Lager

Kaum Vorrats- oder Losfertigung

Fertigung von Grundbausteinen auf Lager

Keine Berücksichtigung einzelner Kundenwünsche

Kundenwünsche können vollständig berücksichtigt werden

Spezielle Varianten und die Montage werden kundenspezifisch vollzogen
Kundenwünsche werden im Rahmen der Kombination von Varianten berücksichtigt

Auftragsvorbereitung Lauf des Auftrages durch das Unternehmen wird durch Ablauforganisation geregelt

Stücklistenerstellung

zeichnungsgebundene Stückliste steht mit auf der Zeichnung

ungebundene Stückliste Stückliste ohne Zeichnung

Äußere Form der Stücklisten
- hier Auftragsstückliste
- nicht festgelegt, aber meist gleiche Struktur
(1) ggf. Überschriftenbereich
(2) Kopfbereich
(3) Positionszeilenbereich
(4) ggf. Fußzeilenbereich

Stücklistenbezeichnungen
Gesamtstückliste
Konstruktionsstückliste
Einkaufsstückliste
Fertigungsstückliste
Montagestückliste
Bereitstellungsstückliste
Ersatzstückliste
Kalkulationsstückliste

Fertigungsstückliste
- hat in ihrem Aufbau und Inhalt den Gesichtspunkten der Fertigung Rechnung
zu tragen
- Da sie häufig als Auftragsunterlage in die Fertigung gegeben wird, muss sie
als Auftragsstückliste vorgesehen werden
- werden auch als Unterlage für die Fertigungssteuerung sowie für die
Bedarfsermittlung des Materials nach Menge und Termin genutzt.

Probleme bei DV-Stücklisten:
Problem der Redundanz
Separate Speicherung in EDV-Datenbanken für jeden
Stücklistenverwendungstyp führt oft zu großen Problemen, weil dadurch
bestimmte Felder wie „Bezeichnung“ mehrfach gespeichert werden
Problem der Datenkonsistenz
Jede Änderung muss an allen Stellen sorgfältigst und zeitgleich durchgeführt
werden, um keinen Datenschiefstand zu erhalten.

In der Praxis funktioniert
dieser Änderungsdienst niemals absolut fehlerfrei

Stammstückliste im Kopfbereich wird das Erzeugnis/ die Baugruppe ohne Kommissionsbezug beschrieben

Auftragsstückliste im Kopfbereich wird das Erzeugnis/ die Baugruppe mit Kommissionsbezug beschrieben

Stücklistenformen Mengenübersichtsstückliste
Strukturstückliste
Baukastenstückliste bzw. Baugruppenstückliste
Variantenstückliste wenn die zunehmend gefragten
Variantenerzeugnisse wirtschaftlich
beschrieben werden sollen

Mengenstückliste Stücklistenform, in der für einen Gegenstand alle Teile nur einmal mit Angabe ihrer Gesamtmenge aufgeführt sind
- Besonders geeignet für Materialbedarfsermittlung durch
automatische Stücklistenauflösung
Sonderform Mengenstückliste mit Baugruppen

Strukturstückliste enthält Baugruppen und Teile in gegliederter Form, so dass jede Gruppe jeweils zu ihrer nied.....

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Herstellkosten über Zuschläge
- bei Kostenrechnung wird zwischen Einzelkosten und Gemeinkosten
unterschieden.
- Einzelkosten können dem Produkt direkt zugeschrieben werden, wie z.B. die
Schraube, die den Materialeinzelkosten eines Produktes (Kostenträger) direkt
zugeschrieben werden können
- Gemeinkosten sind die anderen Kosten, die z.B. im Zusammenhang mit den
Materialeinzelkosten auftreten, wie z.B. Kosten für die Disposition des
Materials, Annahme, Lagerung etc.

Sie werden als Gemeinkosten verwaltet
und als Zuschlag verrechnet





Betriebsmittel

Begriff und Überblick

Betriebsmittel nach VDI Richtlinie 2815
Ver- und Entsorgungsanlagen
dienen als mittel- und unmittelbare Voraussetzung zur Nutzung der
Fertigungs-, Mess-, und Prüf-, Förder-, Lager- und Organisationsmittel, der
Innenausstattung oder zur Beseitigung von Abfallstoffen dienen.
Beispiele: Wasseraufbereitungsanlage, Dampferzeugungsanlage,
Stromverteilungsanlage, Druckluftverteilungsanlage
Fertigungsmittel
dienen zur direkten oder indirekten Form-, Substanz- oder
Fertigungszustandsänderung mechanischer bzw. physikalisch-chemischer
Art
Beispiele: Maschinelle Anlagen, Werkzeugmaschinen, Werkzeuge,
Vorrichtungen, Modelle, Formen
Mess- und Prüfmittel
dienen bei der Durchführung von Fertigungsaufgaben zum Prüfen von
Maßhaltigkeit, Funktion, Beschaffenheit und besonderen Eigenschaften
Beispiele: Koordinatenmessanlage, Mess- und Prüfautomaten,
Messmikroskop, Maßstab, Grenzlehrdorn, Messschieber,
Wasserwaage
Fördermittel
dienen als Mittel zur Orts- und Lageveränderung von Material, Erzeugnissen
und anderen Gegenständen
Beispiele: Kran, Gabelstapler, Hängebahn, Lastenaufzug, Stetigförderer
Lagermittel
dienen als Mittel zum Abstellen und Aufbewahren von Materialien und
Erzeugnissen und anderen Gegenständen dienen.
Beispiele: Regale, Lagerkästen, Ablegetische, Bunker
Organisationsmittel
werden als Hilfsmittel der Ablauforganisation eingesetzt.

Dienen nicht der
Be- und Verarbeitung von Material oder Erzeugnissen
Beispiele: Datenverarbeitungsanlagen, PCs und Drucker, Kopiergeräte,
Telefonanlagen, Karteien, Mikrofilmgeräte
Innenausstattung
sind zur Nutzung und Sicherung der Grundstücke und Gebäude oder zum
Durchführen betrieblicher Aufgaben bestimmt, aber können keiner anderen
Betriebsmittelkategorie (z.B. Fördermittel) in ihrer Funktion zugeordnet
werden
Beispiele: Allgemeine Möbel (Tische, Stühle, Schränke),
Laboreinrichtungen, Belegschaftseinrichtungen, sonstige
Einrichtungen (Tresor, Blumenbank, Leuchten)

Betriebsmittelplanung

quantitative Gesichtspunkte betreffen Anzahl, Zeitpunkt und Dauer der eingesetzten oder einzusetzenden Betriebsmittel

qualitative Gesichtspunkte befassen sich mit dem Leistungsvermögen, d.h. mit der richtigen technischen Auslegung bzw. mit der technischen Kapazität des Betriebsmittels und seiner ergonomischen Gestaltung

Leistungsvermögen Unterteilung in folgende Eigenschaften
Geometrisches Vermögen z.B. Abmessung einer Drehmaschine, ihre
Spitzenweite und –höhe
physikalisches Vermögen z.B. Drehzahlbereich, Druck, Fassungsvermögen,
Einsatztemperatur
Ausstattung z.B. Vorschubautomatik, Programmierbarkeit
Genauigkeit z.B. Rundlaufabweichung einer Drehmaschine,
Fertigungsqualität, Maßgenauigkeit
Ergonomie z.B. geringer Lärm und geringe Schwingungen,
Beleuchtung, körperlicher Einsatz

Betriebsmittelplanung - beeinflusst im hohen Maße die Fertigungskosten
- enthält großes Planungsrisiko, weil dadurch die möglichen
Arbeitsverfahren für den Betrieb längerfristig festgelegt
werden

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Qualitative Betriebsmittelplanung Festlegung der qualitativen Eigenschaften für benötigte Betriebsmittel

Bedarfsermittlung
langfristig - orientiert sich an dem Erzeugnis/ Erzeugnissortiment
- Im Stadium der Planung ist genaue zahlenmäßige Ermittlung
des Bedarfs kaum möglich, da noch nicht alle Details bekannt
sind
mittelfristig - Phase der Produktentwicklung
- Erzeugnisse sind bekannt, dadurch ist es möglich, die
notwendigen Betriebsmittel bereits zu bestellen
- Koordinierung zwischen vorhandenen und zu bestellenden
Betriebsmittel ist vorzusehen
kurzfristig - hierfür stehen Angaben über Menge, Fertigungsdauer und der
Arbeitsplan zur Verfügung stehen

Möglichkeiten der Betriebsmittelabstimmung

Kapazitäten - Kapazitäten von Arbeitssystemen eines Betriebes werden
gekennzeichnet durch die Systemelemente Mensch und
Betriebsmittel
- Betriebsstätten mit ihren Grundstücken gehören auch dazu
- Mensch und Betriebsmittel gelten dann als Kapazitäten, wenn ihre
zeitliche Verfügbarkeit zur Erfüllung von Aufgaben betrachtet wird
- Kapazitäten werden zur Durchführung von Arbeitsaufgaben
benötigt, stehen aber auch zur Verfügung
- Unterscheidung in Kapazitätsbedarf und Kapazitätsbestand
- müssen so abgestimmt werden, dass eine Deckung zwischen
Betriebsmittelbedarf und Betriebsmittelbestand erreicht wird

Kapazitätsbedarf Kapazität, die zur Durchführung von Arbeitsaufgaben qualitativ und quantitativ erforderlich ist und für den Kapazitätsbestand zur Verfügung steht

Kapazitätsmerkmale

Anpassen erfolgt durch Vermindern oder Vermehren des
Betriebsmittelbestandes.

Abgleichen Betriebsmittelbedarf wird an den Betriebsmittelbestand angeglichen
Hier liegt auch ein Schwerpunkt der Produktionsplanung und
-steuerung, indem ein Kapazitätsabgleich bei der kapazitätsorientierten Terminermittlung erfolgt

Betriebsmitteleinsatz

Betriebsmitteleinsatz Das Planen und Steuern von Betriebsmitteln soll unter wirtschaftlichen und humanen G.....


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Personalkapazität bezieht sich im wesentlichen auf die Zeit, die Mitarbeiter tatsächlich für anstehende Aufgaben zur Verfügung stehen (zeitlich realer Personalbestand)

Realer Personalbestand theoretischer Personalbestand minus nicht einsetzbaren Personalbestand

Theoretischer Personalbestand errechnet sich aus der gesamten Arbeitszeit des Betriebes in der betrachteten Periode

Nicht einsetzbarer Personalbestand
Summe der Zeiten innerhalb der Arbeitszeit, in der der Mitarbeiter außer Einsatz ist und der Betrieb ruht

Ausfallbestand Es wird die Zeit gerechnet, in der die Mitarbeiter nicht im Betrieb sind (z.B. Krankheit, Urlaub, Weiterbildungsmaßnahmen)
Zur Planung für zukünftige Perioden enthält der Ausfallbestand einen Unsicherheitsfaktor

Unterbrechungsbestand spiegelt Zeit wieder, in der Mitarbeiter während seiner Anwesenheit außer Einsatz ist und in denen der Betrieb während seiner Anwesenheit ruht (Wartezeiten, technische Störungen, Gesprächszeiten, Reinigung des Arbeitsplatzes, Erholungspausen)

Personalbedarfsplanung - beruht auf vorangegangener Bedarfsanalyse des
Unternehmens
- baut auf folgende Punkte auf:
- Sortimentsgestaltung des Unternehmens,
Produktionsprogrammplanung
- geplante Ausweitung oder Zurücknahme der
Betriebskapazitäten
- Veränderungen in der Aufbau- und Ablauforganisation
des Unternehmens
- Veränderungen der Fertigungsverfahren wegen
Einführung neuer Technologien
Die genannten Punkte werden von der Unternehmensleitung festgelegt.

Zusätzlich werden noch folgende Informationen hinzugezogen:
- vorhandene Auftragslage
- geplante .....

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Personalerhaltung Bewahrung des Arbeitsvermögens und der Motivation der Mitarbeiter

Personalerhaltungsmaßnahmen z.B.:
- Ergonomischer Arbeitsplatzgestaltung
- Arbeitszeit- und Arbeitsplatzgestaltung
- Freizeit- und Bildungsmöglichkeiten
- Entlohnung
- Führungsstil
- Aufstiegsmöglichkeiten und berufliche Perspektiven
- Mitarbeiterbeurteilungen
- Zukunftsabsicherung (Ruhestandsegelung, Altersversorgung)
- Arbeitssicherheit
- Arbeitsmedizin
- Firmenimage
- Hygiene- und Sozialeinrichtungen
- Betriebsklima
- Personalpolitik

Ablauf und Zeit

Bedeutung der Durchlaufzeit und Terminermittlung

Zeitdaten Basis für folgende Bereiche:
Entlohnung
Angebotserstellung
Personalbedarfsplanung, Personaleinsatzplanung
Betriebsmittelbedarfsplanung, Betriebsmitteleinsatzplanung
Platzkostenrechnung, Vor- und Nachkalkulation
Fertigungssteuerung

Zeitdaten - Dauer einzelner Ablaufabschnitte
- Zeitpunkt für Anfang und Ende der Ablaufabschnitte
- Zeitabstände aufeinander folgender Ablaufabschnitte
- Gesamtdauer der Aufgabendurchführung

Analyse von Ablaufabschnitten

Arbeitsablauf allg. Gliederung eines Gesamtablaufs:

Gesamtablauf wird in Teilabläufe unterteilt

Teilabläufe - in ihnen werden z.B. Teilerzeugnisse des Produktes gefertigt
- besteht aus einer Folge von Vorgängen

Vorgänge in ihnen werden Einzelteile der Teilerzeugnisse hergestellt

Ablaufstufe Folge von Vorgängen

Vorgang Abschnitt im Arbeitsablauf, der an einem Arbeitsplatz ausführt
bezieht sich auf die Fabrikation einer Mengeneinheit (besteht ein Auftrag aus mehreren Stücken einer Menge, so wiederholt sich der Vorgang entsprechend der Gesamtmenge)
einzelner Vorgang kann dabei noch in weitere Teilvorgänge gesplittet sein

Teilvorgänge bestehen aus verschiedenen Vorgangsstufen, die einzeln in sich abgeschlossene Folgen von Bewegungselementen darstellen

Vorgangselemente Bewegungselemente, die die vom Menschen ausgeführten Grundbewegungen verkörpern und sich nicht weiter unterteilen lassen

Ablaufgliederung bezogen auf den Menschen

im Einsatz MA führt während der festgelegten Arbeitszeit die geplanten
Arbeitsaufgaben aus
Lässt sich weiter unterteilen in:
- Tätigkeit
- Unterbrechung der Tätigkeit
außer Einsatz MA steht während der festgelegten Arbeitszeit längerfristig nicht
zur Verfügung (Urlaub, Krankheit, Weiterbildung, etc.)
Betriebsruhe auf Grund von gesetzlichen, tariflichen oder betrieblich
geregelten Arbeitspausen wird nicht gearbeitet (Feiertage,
Kurzarbeit, Betriebsversammlung)
nicht erkennbar zu dem beobachteten Ablaufabschnitt lässt sich zum
Zeitpunkt der Datenerfassung keine Ablaufart zuweisen.
Sinnvoll, mit mehr Informationen diese Ablaufart
nachträglich in eine andere zu überführen
Haupttätigkeit Tätigkeit, die unmittelbar zur Erfüllung der
Arbeitsaufgabe dient
Nebentätigkeit Tätigkeiten, die nur mittelbar zur Aufgabe zählen
(vorbereitende Aufgaben wie Werkzeugbeschaffung,
Maschineneinrichtung)
zusätzliche Tätigkeiten einzelne nicht vorhersehbare Tätigkeiten, wie z.B.
Nacharbeiten durch Fehler in der Produktion,
selber holen von zusätzlich benötigtem Material
(Verteilzeiten)
ablaufbedingt z.B. planmäßige Wartezeiten, bis das Ende eines
Ablaufabschnittes eines Betriebsmittels erreicht ist
z.B. Abkühlzeiten, Trocknungszeiten, Einwirkzeiten
störungsbedingt infolge technischer oder organisatorischer Störungen
persönlich bedingt MA unterbricht Tätigkeit von sich aus, um persönliche
Dinge zu erledigen (Toilettengänge, Trink-/
Rauchunterbrechungen)
Erholungen notwendig, um infolge der Tätigkeit aufgetretene
Arbeitsermüdung abzubauen.
Zeiten hängen stark von der Art der Tätigkeit ab
werden prozentual .....

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