Neue Wege der betrieblichen Planung Walter Baur Mit 101 Abbildungen Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1967 Dr. rer. pol. WALTER BAUR, Diplom-Ingenieur Lehrbeauftragter fUr Betriebswirtschaft an der TH Stuttgart Hauptgeschaftsfiihrer der Deutschen Fernsprecher GmbH ISBN-13: 978-3-642-92932-8 e-ISBN-l3: 978-3-642-92931-1 DOl: 10.1007/978-3-642-92931-1 AUe Recine, insbesondere das der Obersetzung in fremde Spramen, vorbehalten. Ohne ausdrliddime Genehmigung des Veri ages ist es aum nimt gestattet, dieses Bum oder Teile daraus auf foto- memanismem Wege (Fotokopie, Mikrokopie) oder auf andere Art zu vervielfaltigen © by Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1967. Library of Congress Catalog Card Number 66-29478 Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1967 Die Wiedergabe von Gebraumsnamen, Handelmamen, Warenbezeimnungen usw. in dies em Bume beremtigt aum ohne besondere Kennzeimnung nimt zu der Annahme, daB solme Namen im Sinne der Warenzeimen- und Markensmutz-Gesetzgebung als frei zu betramten waren und daher von jedermann benutzt werden diirften Titel-Nr. 1389 Vorwort Die Dynamik der Markte und die sich oft ubersturzende Entwicklung der Technik haben zur Folge, daB die wirtschaftliche Lebensdauer der indu striellen Erzeugnisse abnimmt. Dieses Merkmal der modernen Wirtschaft zeigt sich deutlich, wenn man den Zeitraum betrachtet, in dem sich ein Pro dukt auf dem Markt halten kann: Viele Erzeugnisse, die heute auf dem Markt sind, waren vor 5 Jahren noch unbekannt. Man darf nur an die Kraftfahrzeug-Industrie, an die Flugzeugindustrie oder an die Elektro industrie erinnern, die aus Konkurrenzgrunden gezwungen sind, etwa aIle 2 bis 4 Jahre neue Modelle herauszubringen. Die Konsequenzen, die sich aus den laufenden Veranderungen der Absatzmarkte und aus dem raschen tech nischen Fortschritt fur die Unternehmensfiihrungen ergeben, zwingen zu einer standigen Anpassung der industriellen Erzeugnisse und der Produk tionsmittel an diese dynamische Entwicklung. Das bedeutet, daB standig neue Produkte und neue Produktionsverfahren in den ProduktionsprozeB der Industrie eingeplant werden mussen. In der betrieblichen Praxis ergeben sich dabei Schwierigkeiten in der Fertigungsplanung und Fertigungssteuerung, in der Finanzplanung, ja in der gesamten betrieblichen Planung, wei! es an Erfahrung, Kenntnis und Fertigkeit fehlt in der Herstellung der neuen Er zeugnisse oder in der Handhabung neuer Produktionsmittel. In der betrieb lichen Praxis spricht man davon, daB man die Fertigung oder das Fertigungs verfahren "noch in den Griff bekommen" muB. In der Folge treten Engpasse im gesamten Produktionsbereich eines Unternehmens auf, die sich nicht nur auf Termine, Erzeugnismengen, auf das Personalproblem usw. auswirken, sondern ebenso die Kosten und die Gewinne beeinflussen. Diese fur die Unternehmensfuhrung entscheidenden Schwierigkeiten, die bei der Einfuhrung neuer Produkte und neuer Pro duktionsverfahren fast regelmaBig auftreten, gaben Veranlassung, sich in der betrieblichen Praxis mit dem Problem ihrer Behebung systematisch zu befassen. Das Ergebnis dieser Untersuchungen war die Erkenntnis, daB das Sammeln, das Auswerten, das Aufbauen auf Erfahrungen wahrend der in dustriellen Anlaufphase durch einen LernprozeB darstellbar ist. Weitere Stu dien haben gezeigt, daB dieser LernprozeB durch mathematische Beziehungen wiedergegeben werden kann. Damit wurden neue Werkzeuge fur die be triebliche Planung geschaffen, die es ermoglichen, die Anlaufschwierigkeiten bei neuen Produkten und neuen Produktionsverfahren in der gesamten Pla- IV Vorwort nung und Steuerung eines Unternehmens zu beriicksichtigen und somit diese gezielter und genauer zu gestalten. Die Bedeutung dieser Lernprozesse wird besonders deutlich, wenn man bedenkt, daB heute in einigen Industriezweigen, z. B. im Flugzeugbau und in der elektronischen Industrie, bereits neue Produkte in die Produktion ein gefiihrt werden, bevor das Ende der Anlaufphase eines alteren Produktes erreicht ist. In der amerikanischen Industrie werden Lernkurven in zunehmendem MaBe fiir unternehmerische Planungsaufgaben verwendet, im europaischen Raum jedoch nur vereinzelt - und auch hier vorwiegend in Unternehmen, die in amerikanischem Besitz sind. Bei der wachsenden Verzahnung der international en Markte scheint es an der Zeit, auch in den europaischen Unternehmen die Lernprozesse fUr eine gezieltere Unternehmensplanung auszuwerten. In diesem Buch wird versucht, eine umfassende Darstellung der indu striellen Lernkurvenkonzeption und deren Auswirkungen auf die betrieb liche Planung zu geben. Neben eigenen Forschungen auf diesem Gebiet in der betrieblichen Praxis werden Erfahrungen aus der amerikanischen Industrie dargestellt. Die zahlreichen Beispiele und Tabellen im Anhang sollen eine rasche Einarbeitung in diese Methoden der betrieblichen Planung erleichtern. Die im Rahmen des Literaturverzeichnisses aufgefUhrte Bibliographie ermog licht ein vertieftes Studium von Detailproblemen. In vielen Diskussionen iiber die Lernkurven hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Kurven im kartes. Koordinatensystem sowohl mit normaler als auch mit logarithmischer Skaleneinteilung darzustellen und zu analysie reno Urn diese verschiedenen Darstellungen kurz beschreiben zu konnen, wird das kartes. Koordinatensystem mit logarithmischer Skaleneinteilung einfach als logarithmischer Bereich bezeichnet. In den folgenden Ausfiihrun gen wird auch oft von der Lerngeraden gesprochen, wobei denn eo ipso die Darstellung der Lernkurve in kartes. Koordinaten mit logarithmischer Skaleneinteilung gemeint ist. In zahlreichen Abbildungen ist an den Koordi natenachsen ein log x bzw. log y in Klammern gesetzt, urn darauf hinzuwei sen, daB die logarithmische Skaleneinteilung gewahlt wurde. Die Beispiele und Tabellen habe ich teils wahrend meiner Mitarbeit bei IBM Deutschland mit Hilfe der elektronischen Rechenanlagen IBM 1620 und IBM 7090, teils wahrend meiner Mitarbeit bei BULL GENERAL ELECTRIC mit Hilfe der elektronischen Rechenanlagen BGE GAMMA 30 und BGE 425 durchgerechnet bzw. nachgepriift. Marburg, im September 1966 DR. WALTER BAUR Inhaltsverzeichnis Erstes Kapitel 1.0 Die betriebliche Planung 1.1 Wesen und Begriff der betrieblichen Planung . 1 1.2 Ziele und Aufgaben der betrieblichen Planung 3 1.3 Phasen der betrieblichen Planung. . . . . 5 1.4 Organisation der betrieblichen Planung. . . 7 1.5 Betriebliche Planung mit Datenverarbeitungsanlagen 8 1.5.1 Der bisherige Einsatz von Datenverarbeitungsanlagen . 8 1.5.2 Der klinftige Einsatz von Datenverarbeitungsanlagen . 10 1.6 Neue Schwerpunkte der betrieblichen Planung 12 1.6.1 Diversifikation . . . . . . . . . . . . 12 1.6.2 Neue Produktionsverfahren . . . . 13 1.6.3 Das Anlaufen der Produktion neuer Erzeugnisse 14 1.6.4 Das Einarbeiten in der Produktion . . . . . 18 Zweites Kapitel 2.0 Das Lerngesetz der Produktion 2.1 Das Lernen in der Produktion. . . . 23 2.2 Die Strukturbetrachtung. . . . . . . . . . 25 2.3 Individuelle und kollektive Lernprozesse. . . . 27 2.4 Die GesetzmaBigkeit des Lernens in der Produktion 32 2.5 Bisherige Untersuchungen liber das Lernen in der Produktion . 35 2.5.1 Arbeitsphysiologische Untersuchungen 35 2.5.2 Arbeitspsychologische Untersuchungen . . . . . . . 37 2.5.3 Arbeitsmethodische Untersuchungen . . . . . . . . 40 2.5.4 Betriebstechnische (industrial-engineering) Untersuchungen 43 2.6 Das Lerngesetz in der Produktion . 46 Drittes Kapitel 3.0 Grundlagen der Lernkurven 3.1 Definition der Lernzeit in der Produktion. . . . . . . . . 54 3.2 Die Ermittlung der Lernkurve aufgrund einer Regressionsanalyse 56 3.3 Die Ermittlung der Lernkurve aufgrund von Erfahrungswerten . 60 3.4 Die Einheitbetrachtung . . . . . . . . . . . . . . . 64 3.4.1 Die Berechnung der direkten Fertigungsstunden je Erzeugniseinheit . 64 3.4.2 Die Berechnung der gesamten, direkten Fertigungsstunden. . . 66 3.4.3 Die Berechnung der durchschnittlichen, direkten Fertigungsstunden 70 3.4.4 Die Berechnung der gesamten, direkten Fertigungsstunden fUr eine Gruppe von Erzeugniseinheiten .......... 71 VI Inhaltsverzeichnis 3.4.5 Die Berechnung der durchschnittlichen, direkten Fertigungsstunden flir eine Gruppe von Erzeugniseinheiten. . . . . . • . . . . 71 3.5 Die Durchschnittbetrachtung . . . . . . . . . . . . . 72 3.5.1 Die Berechnung der durchschnittlichen, direkten Fertigungsstunden 75 3.5.2 Die Berechnung der gesamten, direkten Fertigungsstunden . . . 75 3.5.3 Die Berechnung der gesamten, direkten Fertigungsstunden flir eine Gruppe von Erzeugniseinheiten . . . . . . . . . . . . 76 3.5.4 Die Berechnung der durchschnittlichen, direkten Fertigungsstunden fur eine Gruppe von Erzeugniseinheiten. . . . . . . . . . . . . 76 3.5.5 Die Berechnung der direkten Fertigungsstunden je Erzeugniseinheit. . 76 3.5.6 Die Berechnung der kumulierten Stuckzahl, deren Aufwand an direkten Produktionsstunden gleich dem durchschnittlichen Aufwand flir die Fer- tigung einer Gruppe von Erzeugnissen ist. . . . . . . . . .. 77 3.6 Vergleich und Diskussion der nach der Einheit-und Durchschnittbetrach- tung abgeleiteten Gleichungen. . . . . . 77 3.7 Die Erfassung der Elemente der Lernkurven . 81 3.7.1 Die Ermittlung der End-Stuckzeit 82 3.7.2 Die Abschatzung der End-Stuckzahl 86 3.7.3 Die Neigung der Lerngeraden. . 94 3.8 Die Addition von Lernkurven. . 97 3.9 Modifikationen der allgemeinen Lernkurve 100 3.9.1 Mehrmaliges Lernen je Durchfuhrung einer Arbeit . 100 3.9.2 Die Stanford-Formel. . . . . . . . . . . 104 3.9.3 Die konvexe Lernkurve im logarithmischen Bereich. 107 3.9.4 Die S-formige Lernkurve ...... 117 Viertes Kapitel 4.0 Die Planung der Produktion mit Lernkurven 4.1 Die EinfluBgroBen des Lernens in der Produktion. . . . 127 4.1.1 EinfluBgroBen des Lernens, die vor Produktionsbeginn entstehen . 129 4.1.2 EinfluBgroBen des Lernens, die wahrend der Produktion entstehen 131 4.2 MeBgroBen des Lernens in der Produktion . . . . . . .. 133 4.3 Rechenhilfsmittel zur Auswertung von Lernkurven 137 4.4 Beispiele fur die Planung der Fertigungsstunden mit Lernkurven 142 4.4.1 Die Planung der Fertigungsstunden nach der Einheitbetrachtung . 142 4.4.2 Die Planung der Fertigungsstunden nach der Durchschnitt-Betrachtung 151 4.5 Besondere Probleme der Lernkurvenkonzeption in der Produktion 153 4.5.1 Lernkurven bei parallelen Fertigungslinien . 153 4.5.2 Lernkurven bei Mehrschichtbetrieb . . . . . . . . . .. 155 4.5.3 Lernkurven bei diskontinuierlicher Fertigung. . 157 4.5.4 Die Ermittlung der Lernkurve bei Knderungen der Konstruktion des Erzeugnisses . . . . . . . . . . .. .... 160 4.6 Die Planung des optimalen AusstoBes mit Lernkurven . . 173 4.7 Die Ermittlung der erforderlichen Produktionskapazitaten mit Lern- kurven. . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 4.8 Terminierung und Arbeitsplatzbelegung mit Lernkurven 185 4.9 Die Planung einer FlieBfertigung mit Lernkurven 208 Funftes Kapitel 5.0 Die Planung einer gewinnoptimalen Produktion mit Lernkurven 5.1 Die Beeinflussung der Kosten durch das Lernen in der Produktion . . 219 Inhaltsverzeichnis VII 5.2 Die Kalkulation der Kosten mit Lernkurven. . . . . . . .. 231 5.3 Die Finanzplanung mit Lernkurven. . . . . . . . . . .. 239 5.4 Die Entscheidung, ob Eigen- oder Fremdproduktion mit Lernkurven 250 5.5 Die Ermittlung des optimalen Produktionsprogramms mit Lernkurven. 254 5.6 Die Ermittlung der wirtschaftlichen LosgroBe mit Lernkurven . 269 5.7 Die Kosten des Lernens in der Produktion 278 Anhang 289 Sduifttum Literaturverzeichnis 333 Bibliographie. 337 Samverzeichnis . . 348 Erstes Kapitel 1.0 Die betriebliche Planung 1.1 Wesen und Begriff der betrieblichen Planung Planen ist ein Vorgang, den jeder Mensch ausfiihrt und der das ganze menschliche Leben durchzieht. Planen heiBt zukiinftige Gegebenheiten syste matisch durchdenken, mit der gegenwartigen Situation vergleichen und dar aus MaBnahmen fiir die Zukunft ableiten. Planen ist damit ein Wesens merkmal jeder wirtschaftlichen Aktivitat, welche auf die Erzeugung und Verteilung von Giitern entsprechend der menschlichen Bediirfnisstruktur ab zielt. Ohne Planung ist ein gezieltes zweckentsprechendes Tatigsein in der Wirtschaft nicht denkbar. In der betrieblichen Forschung und Praxis hat man sich mit dem Pro blem der Planung schon lange beschaftigt. In den letzten Jahren jedoch bemiiht man sich in Theorie und Praxis verstarkt, die betriebliche Planung zu analysieren und deren Struktur zu erfassen 1. Diese weiter fiihrenden Forschungen griindeten sich vor all em auf folgende Dberlegungen: a) Die menschliche Bediirfnisstruktur und damit die Marktverhaltnisse haben sich in den letzten Jahren sehr rasch, in manchen Teilbereichen hek tisch schnell und so vielschichtig verandert, daB viele Unternehmungen ge zwungen waren, ihre Entwicklung weniger nach den kurzfristigen, oft sprunghaften, als vielmehr nach den langfristigen Veranderungen der Markte auszurichten. Das Herausarbeiten eines Trends der Absatzchancen eines Unternehmens und die entsprechende Abstimmung der Produktionsstruktur erfordert ein genaues, gezieltes Planen. b) Die Forderung nach einer sorgfaltigen betrieblichen Planung wird dadurch unterstiitzt, daB die Produktionsstrukturen in den letzten Jahren mengenmaBig wie kostenmaBig viel unnachgiebiger geworden sind. Durch die Automatisierung der Produktionsprozesse und die ansteigende Kapital intensitat der Produktionsanlagen kann die Fertigung nicht kurzfristig um disponiert werden. Diese Unbeweglichkeit der Produktion wird auch in den hohen fixen Kosten deutlich, die oft mehr als 500/0 der gesamten Her stellkosten betragen. 1 Aus der Fiille der erschienenen Arbeiten wird auf folgende TiteI aufmerksam gemacht: [1,29,37,47,48,56,60,70,91]. 1 Baur, Betriebliche Planung 2 Die betriebliche Planung 1m Rahmen der betriebswirtschaftlichen Arbeiten iiber die Planung in der Unternehmung entstanden mehrere Definitionen und voneinander ab weichende Meinungen dariiber, was unter Planung zu verstehen sei. Es ist an dieser Stelle nicht beabsichtigt, die verschiedenen Auffassungen, die hin sichtlich des Terminus Planung entstanden sind und in der Literatur aus fiihrlich dargestellt wurden, nochmals gegeniiberzustellen und zu diskutie ren, zumal eine derartige Analyse eine Frage wieder aufwerfen wiirde, die in der betriebswirtschaftlichen Forschung lange und oft diskutiert wurde: Wodurch unterscheiden sich Betrieb und Unternehmung? Es erscheint viel mehr zweckma~iger, unmittelbar auf den Begriff der betrieblichen Pla nung naher einzugehen, der dieser Arbeit zugrunde liegt. Die Vorstellun gen des Verfassers stimmen mit der Auffassung von KOCH iiberein, wenn er folgendes ausfiihrt: "Was ... den Begriff der betrieblichen Planung betrifft, so solI die ser ... maglichst weit gefa~t werden und die Gesamtheit aller Bereiche, auf die sich unternehmerische Entscheidungen erstrecken, umschlie~en, da mit die Interdependenz aller Planungen, welche die Unternehmensleitung und die von ihr mit dispositiven Aufgaben betrauten Instanzen vornehmen, ganz deutlich in Erscheinung tritt. Wer also den Betrieb als einen Teil der Unternehmung als der Gesamtheit aller unternehmerischen Handlungen auffa~t ... wiirde demnach zu der hier gemeinten Kategorie von Planun gen "unternehmerische Planung" oder "Unternehmensplanung" sagen. Wer aber im Sinne SCHUM PETERS und GUTENBERGS den Betrieb als die Gesamt heit der unternehmerischen Betatigung begreift, wird ... von der betrieb lichen Planung sprechen" 1. Unter betrieblicher Planung verstehen wir also nicht nur eine General planung der einzelnen Arbeitsbereiche einer Unternehmung, wie Vertrieb, Produktion und Verwaltung, oder eine auftragsbezogene Detailplanung, sondern vielmehr eine dynamische Planung der Struktur, d. h. der Be ziehungszusammenhange der betrieblichen GraEen. Daraus folgt, da~ be triebliche Planung nicht nur auf das Zusammentragen und Auswerten von Daten und Teilplanen beschrankt werden kann, sondern die Ordnung der zukiinftigen wie gegenwartigen Entwicklung und deren interdependente Abstimmung im Hinblick auf die Unternehmenspolitik umfassen mu~. 1m folgenden werden einige Zentralprobleme der betrieblichen Planung dargestellt, welche einerseits die Vielschichtigkeit des Begriffs der betrieb lichen Planung aufzeigen und andererseits die Bedeutung der Entwicklung von neuen Planungsmethoden unterstreichen sollen. In diesem Zusammen hang kannen daher nicht aIle Aspekte der betrieblichen Planung beleuch tet werden, sondern es muE auf die entsprechende Literatur verwiesen wer den 2. 1 KOCH, H., a.a.a. [48], 5.13. 2 Ausfiihrliche Literatur ist zu finden in KOCH, H., a.a.a., [48]. Ziele und Aufgaben der betrieblichen Planung 3 1.2 Ziele und Aufgaben der betrieblichen Planung Wesen und Begriff der betrieblichen Planung sind mit ihren Zielen und Aufgaben eng verbunden. Ausgang jedes unternehmerischen Handelns ist eine Zielvorstellung, die vor jeder Planung definiert sein muB. Die Struk tur dieses Zieles und die entsprechenden Richtlinien sind in der Unterneh menspolitik zusammengefaBt [77]. Ais Hauptziel einer Unternehmung gilt allgemein die gesicherte Gewinnmaximierung auf lange Sicht. Das wird vor all em in der betrieblichen Planung in den USA deutlich, in der der Erfolgs plan im Mittelpunkt der Dberlegungen und Berechnungen steht [71]. Die Aufga:be der betrieblichen Planung ist es nun, die in der Unternehmenspoli tik festgelegten Ziele unter den gegebenen und sich entwickelnden Markt verhaltnissen zu erreichen und die daflir geeigneten Wege und Strategien fUr das klinftige betriebliche Geschehen festzulegen. Die Genauigkeit der Planung sollte so weit gehen, daB Zufallseinfllisse soweit wie moglich aus geschaltet und alle auBergewohnlichen betrieblichen Ereignisse kontrolliert werden konnen. Die in der betrieblichen Planung festgelegten Wege und Richtlinien dlirfen nicht starr sein und flir den gesamten Planungszeitraum festliegen, sondern sie sollten sich den sich verandernden Markt- und Produktions verhaltnissen dynamisch anpassen, so daB ein elastisches Ausweichen gegen liber Engpassen moglich ist. Wie und in welchem MaBe die in der Unter nehmenspolitik abgesteckten Ziele einer Unternehmung erreicht werden, kann daher generell nicht angegeben werden, sondern richtet sich nach der Absatz- und Produktionsstruktur einer Unternehmung. In jeder Unter nehmung muB deshalb ein geeignetes und den Mitteln entsprechendes System von Planungsmethoden selbst erarbeitet werden. Das Aufstellen eines Zieles flir die betriebliche Planung und die Fest legung von Verfahren und Methoden zur Erreichung dieses Zieles wirft die weitere Frage auf, ob, in welchem MaBe und wie dieser vorgegebene Plan in der betrieblichen Praxis verwirklicht werden konnte. Durch Vergleichen der (geplanten) Soll-GroBen mit den 1st-Daten der Fertigung kann man einerseits die Glite der betrieblichen Planung kontrollieren, andererseits ergeben sich aus dieser Kontrolle neue Grundlagen und Erfahrungen, die flir die weitere betriebliche Planung ausgewertet und neue Ansatzpunkte fUr klinftige unternehmerische Dispositionen bilden konnen. Die betriebliche Planung ist nach diesen AusfUhrungen nicht mit der Aufstellung eines oder mehrerer Plane beendet, sondern wird als revolvierender Vorgang ver standen, der in der Unternehmung nie beendet ist. Wenn wir davon spre chen, daB ein Unternehmen sich srandig an die sich verandernden Bedin gungen der Wirtschaft anpassen muB, so bedeutet dies, daB damit die Unter nehmenspolitik dynamisiert wird. Ais Folge einer neu ausgerichteten Unternehmenspolitik ist die Planung und deren Kontrolle ebenfalls zu I"