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Ein Industriegebäude ist weit mehr als die architektonische Hülle für Maschinen und Menschen. Es hat maßgeblichen Einfluss darauf, wie effizient die Produktionsprozesse in seinem Inneren sind. Auch eine vielversprechende Produktentwicklung schöpft ihr wirtschaftliches Potenzial nicht aus, wenn ein unpassender Industriebau zu Reibungsverlusten im Produktionssystem führt. Unternehmen müssen ihre Gebäude deshalb ebenso systematisch entwickeln wie ihre Prozessanlagen. Eine disziplinübergreifende Planung ist nötig, die Gebäude und Betriebsprozesse optimal aufeinander abstimmt.

Schon so manches Unternehmen musste leidvoll erfahren, was es bedeutet, wenn sich die Betriebsabläufe an ein unpassendes Gebäude angleichen müssen. Ein Beispiel illustriert genau diesen Fall: Ein auf High Tech-Kunststoffprodukte spezialisiertes Unternehmen hatte sich für eine architektonische Standardlösung entschieden. Das Dach der 40 mal 40 Meter großen Produktionshalle sollte, wie bei solchen Spannweiten üblich, von mehreren Stützen getragen werden. Die Folge war, dass aufgrund der Stützen vier Krananlagen nötig waren, um die Spritzgießwerkzeuge auszutauschen. Dabei hätte die Leistung eines Krans völlig ausgereicht, um die Werkzeuge in der geforderten Geschwindigkeit zu transportieren – wenn die Stützen nicht im Weg gewesen wären. Zudem wurden das Achsraster und die Bodenbelastung einfach von der alten Produktionshalle kopiert. Völlig unberücksichtigt blieb dabei, dass für die Herstellung der nächsten Produktegeneration eventuell größere Anlagen mit Montageroboter und auch schwerere Werkzeuge gebraucht werden.

Hätte man von vornherein die Halle und die künftigen Betriebsprozesse gemeinsam geplant, wäre eine viel bessere Lösung auf der Hand gelegen: eine Tragstruktur in Fachwerkbauweise. Mit ihr kann auf sämtliche Stützen verzichtet werden. Die Anlagenlayouts mit den Montagerobotern und Kamerasystemen müssen dann nicht um die Stützen herum geplant werden und können entsprechend dem übergeordneten Warenfluss positioniert werden. Auch ist es viel einfacher, die Anlagensysteme zu überwachen – dadurch sinkt die Ausschussrate und ein Team kann 25 Prozent mehr Anlagen betreuen.

Die vermeintlich günstige Standardlösung verursacht so deutlich höhere Betriebskosten. Dazu kommt noch, dass die Fachwerkkonstruktion auch bei den Baukosten günstiger sein kann als ein Standarddach.

Wie Gebäude von Anfang an mitdenken
Dieser Fall zeigt, dass Maschinen und Fertigungsprozesse für sich genommen noch so effizient sein können – wenn das umgebende Gebäude nicht damit zusammenpasst, laufen die Kosten des Betriebs trotzdem schnell aus dem Ruder und die Effizienz leidet. Wie lässt sich solch eine Situation vermeiden? Indem Unternehmen ihre Industriebauten als elementaren Teil des Fertigungsprozesses begreifen. Das bedeutet, dass bereits parallel zur Planung der Betriebsprozesse auch das Gebäude mitgedacht wird.

Modernisierung von Bestandsbauten: Schluss mit der Flickschusterei
Noch komplexer wird die Aufgabe, wenn anstatt eines Neubaus auf der grünen Wiese ein bestehendes Gebäude weitergenutzt werden soll. Egal ob es um eine Erweiterung von Produktionslinien im selben Gebäude geht oder um komplett neue Nutzungen in einem Bestandsbau: die räumlichen und statischen Gegebenheiten schränken den Gestaltungsspielraum unter Umständen erheblich ein. Auch Prozessingenieure stoßen hier schnell an Grenzen. Der optimale, vollautomatisierte Produktionsprozess kollidiert am Ende möglicherweise mit einem Bestandsbau, der leider nicht die räumlichen Voraussetzungen bietet, um die Produktionslinie sowie den Material- und Personenfluss optimal anzuordnen.

Viele Unternehmen modifizieren ihre Gebäude nur punktuell. Es gilt das Motto: Je kleiner der Eingriff, desto besser. Das Schreckgespenst heißt Betriebsunterbrechung und Investitionskosten. Die Konsequenz ist häufig Flickschusterei. Anstatt die Gebäude umfassend auf die Prozesse abzustimmen, werden im Laufe der Jahre viele kleine Änderungen vorgenommen. Aus kleinen Kompromissen werden immer größere, die an der Wettbewerbsfähigkeit zehren. Die Betriebskosten steigen, weil das Gebäude und die Prozesse einfach nicht mehr gut zusammenpassen.

Umbau ohne Produktionsstillstand
Die Angst vor einem Betriebsstillstand ist meist unbegründet, denn praktisch alle Umbau- und Erweiterungsmaßnahmen sind bei laufendem Betrieb möglich. Alles, was es braucht, ist mehr Zeit für Planung und Bau. Und dieser zusätzliche Aufwand macht in der Regel nur einen Bruchteil der Einnahmeausfälle aus, die bei einer Betriebsunterbrechung entstehen würden.

Selbst bei Betrieben mit hohen Anforderungen an technische Sauberkeit sind Umbaumaßnahmen bei laufendem Betrieb möglich. Einzige Voraussetzung ist, dass auch hier Bau- und Betriebsexperten eng zusammenarbeiten. Die technischen Möglichkeiten sind vielfältig, um die Auswirkungen der Umbaumaßnahmen auf den laufenden Betrieb so gering wie möglich zu halten. Beispielsweise können separate Baustellenzugänge geschaffen oder der Baustellenbereich im Unterdruck betrieben werden. Ausgeklügelte und auf die Bauphase abgestimmte Zonenkonzepte sorgen dafür, dass die Reinheitsanforderungen weiter erfüllt werden.

Auch Reinräume sind keine Inseln
Hohe Anforderungen an die technische Sauberkeit und Hygiene sind nicht nur bei Umbauten ein möglicher Stolperstein. Besonders Reinräume entpuppen sich im laufenden Betrieb als Kostentreiber und Effizienzbremse – und das trotz neuester Technologie und akribischer Planung. Die Ursache liegt in einer zu isolierten Betrachtungsweise. Was im Großen für die Verknüpfung zwischen Gebäude und Betriebsprozessen gilt, das trifft erst recht auf das Zusammenspiel von Reinräumen und den umgebenden Prozesse zu: Nur wenn sie optimal miteinander verzahnt werden, kommen effiziente Lösungen zustande. In vielen Unternehmen werden die Produktionsprozesse im Reinraum dagegen als Insel betrachtet und nicht als Teil eines ganzen Systems, das aus Prozess, Raum und Mensch besteht. Dies erschwert nicht nur die Einhaltung der hohen Anforderungen an die Produktsicherheit, sondern ist auch aus wirtschaftlicher Sicht ein entscheidendes Defizit. Fakt ist: Wer sich einseitig auf den eigentlichen Produktionsprozess fokussiert und beispielsweise Arbeitsplatzgestaltung, Reinraumkonzeption und Schnittstellen ausklammert, läuft früher oder später in die Kostenfalle.

Prozess und Gebäude als komplexes System verstehen
Die Beispiele zeigen: Im Zusammenhang von Prozess und Raum steckt erhebliches Effizienzpotenzial. Erstaunlich ist deshalb, dass Industriegebäude von vielen Unternehmen als nachrangiges Thema behandelt werden. Im Zweifel entscheiden sie sich für eine 08/15-Lösung von einem lokalen Architekturbüro, das die Zusammenhänge weder versteht, noch sich dafür interessiert.

Bei der Entwicklung eines neuen Produkts oder eines neuen Verfahrens würde jeder Experte sofort die Hände über dem Kopf zusammenschlagen, wenn Softwareexperten, Automatisierungsingenieure und Produktentwickler völlig losgelöst voneinander arbeiten. Bei Industriegebäuden ist solch ein unkoordiniertes Vorgehen nicht die Ausnahme, sondern die Regel. Und das, obwohl der Zusammenhang zwischen Gebäudehülle, Raum und Betriebsprozessen auf der Hand liegt. Es ist an der Zeit, dass die Methoden des Systems Engineerings auch bei Industriebauten angewendet werden: von der Anerkennung des komplexen Zusammenspiels zwischen Gebäude und Prozessen bis zur interdisziplinären Zusammenarbeit.

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