Kompetenzorientierung in der Fertigungsplanung

Berend Denkena, Friedrich Charlin, Florian Winter, Michael Fauser und Günter Becker

In diesem Beitrag werden die Ergebnisse einer Umfrage bei 43 produzierenden KMU zum Thema einer softwareunterstützten Fertigungsplanung unter besonderer Berücksichtigung von Mitarbeiterkompetenzen im Produktionsbereich vorgestellt. Dabei wird aufgezeigt, dass innerhalb von Planungssystemen notwendige Funktionalitäten für die „Ressource“ Personal zurzeit häufig nur unzureichend integriert sind. Die Unternehmen beziffern das jährliche monetäre Einsparpotenzial durch entsprechend erweiterte Planungssysteme mit 160.000 € / Jahr.

In diesem Beitrag werden die Ergebnisse einer Umfrage bei 43 produzierenden KMU zum Thema einer softwareunterstützten Fertigungsplanung unter besonderer Berücksichtigung von Mitarbeiterkompetenzen im Produktionsbereich vorgestellt. Dabei wird aufgezeigt, dass innerhalb von Planungssystemen notwendige Funktionalitäten für die „Ressource“Personal zurzeit häufig nur unzureichend integriert sind. Die Unternehmen beziffern das jährliche monetäre Einsparpotenzial durch entsprechend erweiterte Planungssysteme mit 160.000 € / Jahr.


Bild 1: Bewertung des Funktionsumfangs der
Fertigungsressourcen und Mitarbeiterkompetenzen

Zur Steigerung der Kundenzufriedenheit der Anwender von ERP- und MES-Lösungen müssen deren Anforderungen an die Weiterentwicklung solcher Systeme stetig berücksichtigt werden. Ein wesentliches Potenzial wird dabei in der systematischen Erhebung und Nutzung von Informationen über die Kompetenzen der Produktionsmitarbeiter in der Planung gesehen. Der Begriff Kompetenz beschreibt die verfügbaren und erlernbaren Fähigkeiten und Fertigkeiten einer Person sowie deren Motivation, Wissen und Verhaltensweisen, um komplexe Probleme erfolgreich und verantwortungsvoll zu lösen [1,2]. Vor diesem Hintergrund wird am IFW Hannover eine Methode entwickelt, welche eine möglichst objektive Messung personenspezifischer Kompetenzen und Anforderungen aus der Arbeitsaufgabe ermöglicht, um diese im nächsten Schritt miteinander abzugleichen und somit die geeignetsten Mitarbeiter für die Durchführung der Arbeitsaufgaben zu bestimmen. Unter Berücksichtigung von Lerneffekten sollen damit längerfristige Personaleinsatzstrategien in der Fertigungsplanung ermöglicht werden, um eine systematische Kompetenzentwicklung bei den Produktionsmitarbeitern zu verfolgen. Unter Zuhilfenahme geeigneter Kennzahlen soll der Nutzen unterschiedlicher Planungsstrategien mit den entstehenden Kosten gegenübergestellt werden können. Zur Gewährleistung der Praxisrelevanz dieser Methode wurde vom IFW Hannover zusammen mit der Fauser AG eine empirische Studie durchgeführt, um den Bedarf und das Potenzial einer kompetenzorientierten Planung und deren Implementierung innerhalb einer Fertigungsfeinplanungssoftware zu ermitteln.

Umfang der Studie
Im Rahmen der Studie wurden mittels einer Online-Umfrage 43 produzierende Unternehmen befragt, die Planungssysteme verschiedener Lösungsanbieter in der Fertigung verwenden. Dabei handelt es sich fast ausschließlich um KMU, wobei 70 % eine Unternehmensgröße von weniger als 50 Mitarbeitern aufweisen. Der große Anteil an Kleinunternehmen entspricht dabei der Zielgruppe der Fauser AG, die Softwarelösungen für Unternehmensgrößen ab fünf Mitarbeitern anbietet. Die Studienteilnehmer sind dabei ca. zur Hälfte im Maschinen- und Anlagenbau tätig, während sich knapp 30  % auf den Werkzeug- und Formenbau konzentrieren.

Abbildung der Planungsressourcen
Zu Beginn wurde der Funktionsumfang der Planungssysteme untersucht. Dies ergab, dass sich die Unternehmen für die Ressourcen Material, Anlagen, Maschinen, Werkzeuge, Vorrichtungen und Personal insgesamt mehr Funktionen wünschen. Die Erfassung von Rüst-, Neben- und Ausfallzeiten der Maschinen als auch die Buchung und Verfolgung von Materialien wurden in diesem Zusammenhang am häufigsten genannt (Bild 1, links). Laut Umfrage bietet die Verbesserung der „Ressource“Personal die größten Optimierungspotenziale. Konkrete Verbesserungspotenziale werden in der Auswertungsmöglichkeit der erfassten Daten sowie im Rahmen der Personalzeiterfassung zur Berücksichtigung von Urlaub und Krankheit der Mitarbeiter gesehen. Hinsichtlich der Personaleinsatzplanung fordern die Anwender weitere Funktionen, wie die Kalkulation der notwendigen Personalkapazität und bessere Zuordnungsmöglichkeiten der Mitarbeiter zu den Arbeitsplätzen.
Darüber hinaus wurde gefragt, wie eine Detaillierung der „Ressource“Personal hinsichtlich der Kompetenzprofile der Produktionsmitarbeiter erfolgen sollte. So kann ein Kompetenzprofil laut Literatur anhand von Kompetenzen aus den Bereichen Fach-, Sozial- und Personalkompetenz beschrieben werden [3]. Als wichtigste Kompetenzart wurde die Fachkompetenz aufgrund der relativ leichten Erhebung und wegen der hohen Bedeutung für die Mitarbeiterzuordnung genannt. Demnachhalten über 40 % der Befragten die Erhebung von Fachkompetenzen für leicht. Die Erhebung der Sozial- und Personalkompetenzen werden nur von 5 % bzw. 3 % als leicht erachtet. Die Bedeutung der drei Kompetenzbereiche ist hingegen ausgeglichener. Hiernach werden die Fachkompetenzen zu 48 % als sehr wichtig eingeschätzt, wohingegen 38 % der Antwortenden die Sozial- und Personalkompetenzen als sehr wichtig beurteilen. Innerhalb der Fachkompetenz geht die praktische Erfahrung bzw. Prozesserfahrung als wichtigste Kompetenz mit 70 % der Bewertungen als „sehr wichtig“hervor. Weiterhin sollten das Geschick und die Sorgfalt bei der Erfüllung der Arbeitsaufgabe sowie die Verantwortungsbereitschaft berücksichtigt werden (Bild 1, rechts).

Heutige Berücksichtigung von Mitarbeiterkompetenzen
Bei der Frage der aktuellen Relevanz und Hindernisse einer Kompetenzerhebung im Produktionsbereich ergab sich, dass nur jedes dritte Unternehmen eine systematische Erhebung und Nutzung von Mitarbeiterkompetenzen in Form einer Qualifikationsmatrix durchführt. Zwei von drei Unternehmen nutzen keine Hilfsmittel bei der Mitarbeiterzuordnung, wobei jedes achte Unternehmen auf eine Berücksichtigung der Kompetenzen der Mitarbeiter ganz verzichtet. Somit nutzen ca. 50 % der Befragten informelles Wissen der ausführenden Planer für eine erfahrungsbasierte Personaleinsatzplanung in der Produktion (Bild 2, links).
Die Gründe für die geringe Verbreitung der systematischen Dokumentation und Berücksichtigung von Kompetenzen in Form von Qualifikationsmatrizen werden insbesondere in der schwierigen Messbarkeit und dem schlechten Aufwand/Nutzen-Verhältnis gesehen (Bild 2, rechts). Ein kleiner Teil der Unternehmen sieht diese Probleme sogar als nicht überwindbar an. Das schlechte Aufwand/Nutzen-Verhältnis kann dabei genauer anhand der Gründe „aufwendige Aktualisierung und Erhebung der Daten“sowie „kein messbarer Nutzen“unterteilt werden. Die Aufgabe einer kompetenzorientierten Planungssoftware besteht also vorwiegend in der Unterstützung und Aufwandsreduzierung bei der Kompetenzerfassung und -dokumentation sowie der Aktualisierung der hinterlegten Daten (z. B. dynamische Kompetenzprofile). Zudem müssen Auswirkungen von Planungsalternativen, insbesondere hinsichtlich des Personaleinsatzes, transparent mittels hinterlegter Kennzahlen (z. B. Effektivitätsverluste bzw. erhöhter Zeitbedarf und somit zusätzliche Personalkosten durch „Learning on the job“Maßnahmen, Mitarbeiterflexibilitätsgrad basierend auf dem Kompetenzniveau) aufgezeigt werden können. Die Beurteilung des Aufwand/Nutzen-Verhältnisses muss dabei differenziert betrachtet werden. Neben der Unternehmensgröße macht der Organisationstyp einer Fertigung den Unterschied darüber aus, ob der Einsatz einer kompetenzorientierten Planungssoftware als wirtschaftlich eingeschätzt wird. So sehen Unternehmen mit einer Größe von mehr als 50 Beschäftigten insgesamt einen höheren Nutzen als Aufwand, wobei jedes zweite befragte Unternehmen den Einsatz einer kompetenzorientierten Planungssoftware für eine Werkstattfertigung und für flexible Fertigungssysteme empfiehlt. Bei einem Vorliegen von Fertigungsinseln sieht jeder Dritte ein profitables Verhältnis.


Bild 2: Aktuelle Relevanz und Hindernisse der Kompetenzerhebung

Der Aufwand zur Kompetenzerfassung und -messung ist ferner abhängig von den eingesetzten Instrumenten. Diesbezüglich setzen die meisten Unternehmen auf eine Bewertung durch den direkten Vorgesetzten, da dieser die Kompetenzen am besten beurteilen kann und hierfür der geringste Zusatzaufwand nötig ist. Weitere aufwandsarme Instrumente stellen die Beurteilung aufgrund von Beobachtungen bzw. Arbeitsproben sowie die Auswertung von erfassten Maschinen- und Betriebsdaten dar. Die befragten Unternehmen halten mehrheitlich die Erfassung von Kompetenzprofilen für jeden Mitarbeiter für sinnvoll. Dabei muss jedoch auf die Objektivität der erhobenen Daten geachtet werden, welche unter anderem durch 360°Feedbackgespräche (z. B. Mitarbeiter, Meister, Planer) gewährleistet werden kann. Das Vorhandensein und der systematische Einsatz von Qualifikationsmatrizen sind zudem abhängig von der Mitarbeiteranzahl eines Unternehmens.

Potenziale der Kompetenzorientierung
Zur Gewährleistung der Praxisrelevanz einer Software, die die Verwaltung und Nutzung detaillierter Kompetenzprofile beinhaltet und diese im Rahmen der Fertigungsplanung heranzieht, sollten die Befragten unterschiedliche Potenziale bewerten. Diese waren mithilfe einer fünfstufigen Skala monetär zu beurteilen, die den Bereich von 1€bis über 50.000€als jährliches Einsparpotenzial abdecken. Wie Bild 3 zu entnehmen ist, führt eine Planungssoftware, die Mitarbeiterkompetenzen im oben aufgezeigten Maße berücksichtigt, insbesondere zu einer verbesserten Arbeitsplatz- und Maschinenauslastung, zur langfristigen bzw. strategischen Verbesserung des Produktionsergebnisses sowie zu einer besseren Kalkulationsbasis. Ebenfalls werden große monetäre Einsparpotenziale durch die erhöhte Produktivität und Motivation der Produktionsmitarbeiter gesehen. Als Summe aller zwölf Potenziale gaben die Unternehmen erwartete durchschnittliche Einsparungen von 160.000€pro Jahr an, wobei mit steigender Mitarbeiterzahl der Befragten die monetäre Bewertung der Potenziale allgemein zunimmt. Diese Ergebnisse können als Richtwert für Softwareentwicklungskosten und die Forcierung einer kompetenzorientierten Planung herangezogen werden.


Bild 3: Monetäre Bewertung ausgewählter Potenziale
einer kompetenzorientierten Planungssoftware

Handlungsempfehlungen und Ausblick
Die Flexibilität des Fertigungstyps und die Größe eines Unternehmens stellen die zwei wesentlichen Randbedingungen dar, die über die Wirtschaftlichkeit einer kompetenzorientierten Planung in der Produktion entscheiden. Sind die aufgeführten Voraussetzungen erfüllt, übersteigt der Nutzen aufgrund einer besseren Kapazitätsauslastung, langfristigen Verbesserung des Produktionsergebnisses und besseren Kalkulationsbasis den zur Kompetenzberücksichtigung notwendigen Aufwand. Die wichtig-ste Kompetenz nimmt dabei die praktische Erfahrung bzw. die Prozesserfahrung eines Mitarbeiters ein.
Um die aufgezeigten Potenziale innerhalb einer Planungssoftware zu implementieren und somit vollständig nutzen zu können, müssen weitere Arbeiten durchgeführt werden. Zum einen müssen die Auswirkungen der Mitarbeiterzuordnung auf die Ausführung des Arbeitsschrittes mittels zu entwickelnder Kennzahlensysteme messbar gemacht sowie die Entwicklung der Mitarbeiterkompetenzen in Form von Lernkurven durch mathematische Modelle beschrieben werden. Damit wird die Grundlage geschaffen, softwareunterstützt unterschiedliche Planungsstrategien gegenüberzustellen und das Aufwand/Nutzen-Verhältnis zu messen. Um dies zu ermöglichen, muss zum anderen ein Algorithmus entwickelt werden, der unterschiedliche und insbesondere langfristige Planungsstrategien basierend auf dem Produktportfolio und Produktionsprogramm priorisiert gegenüberstellen kann. Aufgrund der zu erwartenden hohen Anzahl an Optimierungsparametern in der Planung spielt das Verhältnis zwischen Ergebnisgüte und Rechenaufwand eine entscheidende Rolle. Die Entwicklung von Algorithmen aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz (z. B. genetische Algorithmen) stellt hier einen vielversprechenden Lösungsansatz dar. Damit soll es längerfristig ermöglicht werden, ein integratives Multi-Ressourcen-Management unter besonderer Berücksichtigung von Mitarbeiterkompetenzen innerhalb einer Planungssoftware zu realisieren und somit einen Beitrag zur Steigerung der Kundenzufriedenheit zu leisten.

Danksagung
Die Autoren danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die Förderung des Projektes „Integrierte technologie- und kompetenzorientierte Arbeitsplanung in soziotechnischen Systemen“, Förderkennzeichen: DE 447/65-2.

Literatur:

[1] Witzgall, E.: Kompetenzmanagement in der industriellen Produktion. Renningen 2009.
[2] Bergmann, B.: Arbeitsimmanente Kompetenzentwicklung. In: Bergmann, B. et al. (Hrsg.): Kompetenzentwicklung und Berufsarbeit, S. 11-40. Münster, New York, München, Berlin 2000.
[3] Gillen, J. et al: Kompetenzentwicklung in vernetzten Lernstrukturen – Konzepte arbeitnehmerorientierter Weiterbildung. Bielefeld 2005.