Fertigungsablauf - Lehrer-Online

Unterrichten mit digitalen Medien
Fertigungsablauf
http://www.lehrer-online.de/url/fertigungsablauf
Autor: Dr. Stefan Staiger
Seit Henry Ford anfang des letzten Jahrhunderts die Fließbandfertigung entwickelte und perfektionierte,
hat sich die industrielle Produktion immer weiter ausgebreitet und ausdifferenziert.
Heute gibt es ganze Wissenschaften, die sich dem Thema der Fertigung und Montage
widmen.
Anhand des Beispiels einer Computermontage erfolgt der Einstieg in die Problematik der
Organisation von Fertigung und Montage. Dabei werden zunächst die Fertigungsarten (Einzelfertigung,
Serienfertigung, Massenfertigung) und die Arbeitsteilung (Art- und Mengenteilung,
Kapazitätsfeld) betrachtet und mit Übungen vertieft. Die vier Ablaufprinzipien Werkstattfertigung,
Inselfertigung, Reihenfertigung und Fließfertigung werden in Gruppen erarbeitet
und präsentiert. Abschließend können die vier Ablaufprinzipien den Fertigungsarten sinnvoll
zugeordnet werden.
Lernziele
Die Schülerinnen und Schüler sollen
• den Begriff Fertigungsarten erklären und die Fertigungsarten nennen.
• Art- und Mengenteilung unterscheiden sowie Vor- und Nachteile erläutern.
• Kapazitätsfeld und Kapazitätshyperbel erklären.
• Kapazitätsbedarfe berechnen und Kapazitätsfelder erstellen.
• die Ablaufprinzipien erklären.
• die Fertigungsarten den Ablaufprinzipien zuordnen.
Kurzinformation
Thema
Fertigungsablauf
Autor Dr. Stefan Staiger
Fach Technik, Wirtschaft, Berufstheorie der Metallberufe
Zielgruppe Berufsschulen, Berufskollegs, Technikerschulen, berufliche
Gymnasien (Technik, Wirtschaft)
Zeitraum 3-4 Unterrichtsstunden
Technische Vorraussetzungen Computer und Beamer
© 2007, Schulen ans Netz e.V. 1

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Didaktisch-methodischer Kommentar
Hinführung
Der Fertigungsablauf in der Produktion und Montage wird ausgehend von einem Beispiel
(Montage von Computern) zunächst im Hinblick auf die Fertigungsarten (Unterscheidung
nach der Stückzahl) betrachtet. Anschließend wird die Möglichkeit der Arbeitsteilung in Form
der Art- oder Mengenteilung anhand einer PowerPoint-Präsentation vorgestellt. Vor- und
Nachteile werden fragend-entwickelnd mit den Lernenden erarbeitet. Die grafische Darstellung
der Arbeitsteilung im Kapazitätsfeld und mithilfe der Kapazitätshyperbel wird wiederum
mit PowerPoint entwickelt und anhand einer Übung angewendet.
Gruppenarbeit
In Gruppen erarbeiten die Schülerinnen und Schüler dann die Ablaufprinzipien (räumliche
Anordnung der Arbeitsplätze / Maschinen) mithilfe von Informationsblättern und präsentieren
ihre Ergebnisse auf vorstrukturierten Folien oder mit PowerPoint. Abschließend werden die
zu Beginn der Unterrichtseinheit erarbeiteten Fertigungsarten den Ablaufprinzipien in einer
Matrix zugeordnet. Den Abschluss bildet eine Aufgabe zum Einstiegsbeispiel der Computermontage.
Unterrichtsverlauf
Der thematische Ablauf der Unterrichtsstunde und der Einsatz der Arbeitsmaterialien werden
detailliert erläutert.
Einstieg
Zum Einstieg wird anhand einer Folie das Beispiel "Computermontage" betrachtet. Ideen der
Schülerinnen und Schüler zur Problemstellung können eventuell an der Tafel gesammelt
oder auch mündlich vorgetragen werden. Die Erörterung führt zum Thema der Unterrichtseinheit:
Wie kann die Fertigung beziehungsweise Montage bei größeren Stückzahlen organisiert
werden?
Dazu: fertigungsablauf_computermontage.rtf
Das Beispiel zur Computermontage
Fertigungsarten
Zunächst unterscheiden die Lernenden die Fertigung nach der produzierten Stückzahl. Man
spricht hierbei von Fertigungsarten (Einzelfertigung, Kleinserienfertigung, Großserienfertigung
und Massenfertigung). Diese Fertigungsarten werden mithilfe der PowerPoint-
Präsentation vorgestellt. Die Überlappung der Bereiche soll dabei verdeutlichen, dass die
Übergänge fließend sind und man nicht bis zu einer bestimmten Stückzahl x von der einen
Fertigungsart und bei x+1 Stück von der anderen Fertigungsart sprechen kann. Die Beispiele
zur Computermontage aus der Einstiegsfolie können dann den vorgestellten Fertigungsarten
zugeordnet werden.
Dazu: fertigungsablauf_praesentation.ppt
Folie zum Thema "Fertigungsarten"
Arbeitsteilung: Artteilung und Mengenteilung
Anhand der Folie wird die Arbeitsteilung differenziert in Art- und Mengenteilung vorgestellt.
Vor- und Nachteile werden im fragend-entwickelnden Unterrichtsgespräch gesammelt und
auf der Folie notiert. Die Schülerinnen und Schüler erhalten anschließend die Folie als Arbeitsblatt
und ergänzen die Vor- und Nachteile.
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Dazu: fertigungsablauf_fertigungsarten.rtf
Das Arbeitsblatt zu Art- und Mengenteilung
Dazu: fertigungsablauf_fertigungsarten_loesung.rtf
Die Lösung zum Arbeitsblatt
Kapazitätsfeld
Mithilfe der PowerPoint-Präsentation wird die grafische Darstellung der Art- und Mengenteilung
vorgestellt. Ebenso wird die Kapazitätshyperbel durch schrittweises Einblenden der Elemente
entwickelt. Die Kapazitätsteilung wird am Beispiel von vier Arbeitsplätzen mit der
PowerPoint-Präsentation dargestellt. Eine weitere PowerPoint-Folie zeigt die Berechnung
eines Kapazitätsbedarfs. Nach Abschluss der Präsentation erhalten die Lernenden das Arbeitsblatt
"Kapazitätsfeld" und ergänzen die fehlenden Elemente (Kapazitätsfelder der Art-
und Mengenteilung sowie die Kapazitätshyperbel). Das Arbeitsblatt wird auf einer projizierten
Folie besprochen.
Dazu: fertigungsablauf_praesentation.ppt
Die Folie zum Thema "Fertigungsarten"
Dazu: fertigungsablauf_kapazitaetsfeld.rtf
Kapazitätsfeld, Kapazitätshyperbel und Beispiel
Kapazitätsfeld: Übungen
Die Schülerinnen und Schüler erhalten das Übungsblatt "fertigungsablauf_kapazitaetsfeld_uebung"
und bearbeiten es selbstständig. Die Besprechung erfolgt anhand
der Lösungsfolie "fertigungsablauf_kapazitaetsfeld_loesung". Bei Übung 3b sind auch
weitere Lösungen möglich. Hier muss darauf geachtet werden, dass die Flächen aller Mitarbeiterinnen
und Mitarbeiter gleich groß sind.
Dazu: fertigungsablauf_kapazitaetsfeld_uebung.rtf
Aufgaben zum Thema Kapazitätsfeld
Dazu: fertigungsablauf_kapazitaetsfeld_loesung.rtf
Die Lösungen zu den Übungen zum Thema Kapazitätsfeld
Gruppenarbeit Ablaufprinzipien
Bei der Gestaltung des Arbeitsablaufs sind neben den Fertigungsarten und der Arbeitsteilung
auch die Ablaufprinzipien von großer Bedeutung. Ablaufprinzipien stehen für die räumliche
Anordnung zum Beispiel der Maschinen oder Montageplätze und deren Verbindung. So können
die einzelnen Montageplätze durch ein Fließband verbunden werden oder in Gruppen
zusammengefasst sein. Die Lernenden erarbeiten nach einem Arbeitsauftrag auf Folie die
Ablaufprinzipien Werkstattfertigung, Reihenfertigung, Fließfertigung und Inselfertigung mithilfe
von Informationsblättern und präsentieren die Ergebnisse auf vorstrukturierten Folien. Zur
Informationsbeschaffung (insbesondere auch von Bildern) kann das Internet eingesetzt werden.
Ebenso ist eine Präsentation der Ergebnisse mit PowerPoint möglich, wenn genügend
Computer zur Verfügung stehen.
Dazu: fertigungsablauf_gruppenarbeit_auftrag.rtf
Die Aufgaben für die Gruppen zum Thema Ablaufprinzipien
Dazu: fertigungsablauf_gruppenarbeit_infoblatt.rtf
Das Informationsblatt zu den Aufgabenstellungen
Dazu: fertigungsablauf_gruppenarbeit_vordruck.rtf
Die Vordrucke für die Aufgabenerstellung
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Zuordnung von Fertigungsarten zu den Ablaufprinzipien
Abschließend oder als Hausaufgabe kann die Aufgabenstellung zur Computermontage auf
dem Arbeitsblatt unten bearbeitet werden. Hier sind verschiedene Lösungen möglich, die mit
den Schülerinnen und Schülern diskutiert werden sollten. Daher liegt hier keine Musterlösung
bei.
Dazu: fertigungsablauf_zuordnung.rtf
Zuordnung der Ablaufprinzipien zu den Fertigungsarten (Übung: Computermontage)
Dazu: fertigungsablauf_zuordnung_loesung.rtf
Lösung für die Zuordnungen (Übung: Computermontage)
Download
Alle Arbeitsmaterialien im RTF- und PDF-Format sowie die Präsentation finden Sie online in
einem gezippten Ordner.
Links und zusätzliche Informationen befinden sich auf der Startseite des Artikels.
Informationen zum Autor
Dr. Stefan Staiger (Dipl.-Gwl. Dipl.-Ing. FH) ist Studienrat an den Gewerblichen Schulen
Schramberg und unterrichtet die Fächer Informationstechnik und Metalltechnik in der Berufsschule,
im Berufskolleg Technik und Medien und in der Fachschule für Maschinentechnik.
Kontakt: stefanstaiger@swol.de
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