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Vom Unikat bis zur tatsächlichen Serienreife.

Serienfertigung

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Vom Unikat bis zur tatsächlichen Serienreife.

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Die Serienfertigung als wesentlicher Bestandteil der industriellen Fertigung

Die Serienfertigung gilt im Allgemeinen als ein wichtiger Prozesstyp der industriellen Produktion bzw. Fertigung. Innerhalb einer solchen Serienfertigung wird ein entsprechendes Erzeugnis in der Regel so lange hergestellt, wie es sich gewinnbringend am Markt veräußern lässt. Dabei reagieren die Hersteller bei der Serienfertigung individuell auf unterschiedliche Faktoren. So wird bei der Fertigung der jeweilige Geschmack der potentiellen Kunden, der tatsächliche Bedarf, die unterschiedlichen Jahreszeiten, die verwendeten Ausgangsmaterialien, die einzelnen Fertigungsschritte, die Produktionskosten sowie die Konkurrenzsituation am Markt berücksichtigt.

Wie definiert sich der Begriff Serienfertigung?

Dabei werden technologisch und konstruktiv ähnliche oder sogar gleichartige Produkte, Einzelteile oder Baugruppen zeitlich zusammenhängend in begrenzten Stückzahlen auf den jeweils gleichen Fertigungsanlagen hergestellt. In der Regel erfolgt dies im Wechsel mit anderen Erzeugnissen. Bei der Serienfertigung kommt vor allem die Fließfertigung zum Einsatz. Bevor ein Produkt aber überhaupt erst in die Serienfertigung gehen kann, müssen zunächst handwerkliche Einzelstücke, so bezeichnete Prototypen gefertigt werden. Anhand dieser Prototypen, die quasi als das erste Muster fungieren, überprüfen die Hersteller das Aussehen, die Zusammensetzung, die Beschaffenheit oder auch die Funktionalität des Musters bzw. des späteren Endprodukts. Weisen alle diese Punkte die erforderliche Qualität auf, wird durch die Festlegung der jeweiligen Eigenschaften das Serienprodukt abschließend definiert. Oftmals fertigen die jeweiligen Hersteller vor der letztendlichen Freigabe der Serienproduktion eine Nullserie an. Als bevorzugtes Prinzip der Serienfertigung gilt die Fließfertigung.

Voraussetzungen und Abhängigkeiten der Serienfertigung

Voraussetzung für die Serienfertigung ist grundsätzlich die Gleichartigkeit der Produkte. Häufig wird die Serienfertigung daher auch als Vervielfältigungsfertigung oder auch als spezielles Kopierverfahren angesehen, das zwischen der Einzelfertigung und der Massenfertigung bzw. -produktion angesiedelt ist. Immer wenn eine bestimmte Anzahl (also: Produktionsauflage, Fertigungslos, Serie) an Produkten hergestellt worden ist, legen die Hersteller eine neue Produktserie auf. Die jeweils optimale Losgröße wird dabei immer unter Berücksichtigung verschiedener Abhängigkeiten ermittelt. Da die Umstellung der Fertigungslinie auch immer mit einem teilweise nicht unerheblichen Zeitaufwand sowie mit entsprechenden Rüstkosten verbunden ist, wird oftmals ein vergleichsweise großer Umfang der Fertigungslose favorisiert. Allerdings gibt es hierbei auch eine Kehrseite der Medaille. Denn kommt es in diesem Zusammenhang zu einer Überbevorratung, stören Lagerkosten sowie -risiken und nicht zuletzt die unnötige Kapitalbildung. Im Kontext mit den Absatzplänen des Unternehmens respektive des Vertriebs muss die jeweilige Losgröße im Rahmen der Serienfertigung immer in den genannten Abhängigkeiten identifiziert werden.

Welche Arten der Serienfertigung gibt es?

Unterschieden werden muss im Hinblick auf die Serienproduktion zwischen der marktorientierten und der auftragsorientierten Serienfertigung. Bei der auftragsorientierten Variante handelt es sich in der Regel um Aufgabenstellungen, bei denen standardisierte Produkte gemäß individueller Kundenaufträge hergestellt werden. Demgegenüber geht es bei der marktorientierten Serienfertigung mehr um die Herstellung von Produkten für noch nicht bekannte Auftraggeber bzw. Abnehmer. Die Produktion erfolgt hier aufgrund von Marktentwicklungen und einer entsprechenden Nachfrage am Markt. Auch in Bezug auf die Losgrößen bzw. auf die Stückzahlen gibt es innerhalb der Serienfertigung klar umrissene Unterschiede, die in drei Bereiche kategorisiert werden.

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Die so bezeichnete Einzel- und Kleinserienfertigung. Im Schnitt produzieren die Hersteller bei dieser Variante nicht mehr als 20 Stücke pro Monat; also maximal ein Stück pro Werktag.
  • Die Mittelserienfertigung, bei der maximal 1.000 Stücke pro Monat angefertigt werden.
  • Liegt die Produktion bei über 1.000 Stück pro Monat, wird gemeinhin von einer Großserienfertigung gesprochen.

Vorbereitung: Vom Unikat bis zur tatsächlichen Serienreife

Dem Prototypenbau kommt dabei eine entscheidende Rolle zu. Denn dieser definiert sich als ein elementarer Bestandteil auf dem Weg von der Ausgangsidee bis zur letztendlichen Serienreife. So werden im Hinblick auf das jeweilige Produkt immer erst vorab maßstabsgetreue Modelle aller Konstruktionen und auch Entwicklungen erstellt. Zur Verfügung steht diesbezüglich ein umfangreiches Produktportfolio von Materialien rund um Kunststoffe und Metalle, aus denen die Prototypen, Prototypenteile, individuelle Einzelstücke oder auch komplette Aufbauten (zum Beispiel Fahrzeugaufbauten beim Automobilbau) gefertigt werden. Mit Hilfe eines solchen Modells können vor der eigentlichen Serienproduktion die relevanten Merkmale und Eigenschaften des Endprodukts detailgetreu dargestellt sowie Funktionalitäten erprobt werden.

Die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten der Serienfertigung

Die Serienfertigung kommt als Produktionstyp mit einer limitierten Anzahl von Wiederholungen in vielen Branchen zum Einsatz. Dabei werden die jeweiligen Produkte bei gleicher Formgebung so produziert, dass innerhalb einer Serie die jeweiligen Einheiten in Menge und Größe eine sichtbare Gleichheit aufweisen. Bei Teilserien werden oftmals bewusst Abweichungen hinsichtlich des verwendeten Materials oder betreffend einer alternativen Farbgebung vorgenommen. Gerade in den nachfolgend aufgeführten Branchen setzen Hersteller verstärkt auf die Serienproduktion.

  • Automobilindustrie:
    Hier kommt nicht die klassische Serienfertigung zum Einsatz. Vielmehr hat sich in dieser Branche die individuelle Massenfertigung (hier: mass customization) durchgesetzt. Im Mittelpunkt steht hierbei die so bezeichnete Montagelinie, auf der – analog der individuellen Kundenaufträge – die unterschiedlichen Fahrzeuge in Serie gefertigt werden. Spezialausstattungen und besondere Kundenwünsche werden zumeist im Rahmen des Sonderwagenbaus realisiert, der sich quasi nahtlos an die Serienfertigung anschließt. Um einen reibungslosen Ablauf der Serienfertigung zu gewährleisten, werden die entsprechenden Produktionsabläufe zuvor durch explizite Vorserien erprobt.
  • Automobilzuliefererindustrie:
    Gerade für die Herstellung von Lacken, Felgen oder Reifen wird die Serienfertigung verstärkt eingesetzt.
  • Elektroindustrie:
    Hier kommt die Serienfertigung zum Beispiel bei der Herstellung einer bestimmten Anzahl gleichartiger Schaltschränke oder anderer Komponenten.
  • Maschinen- und Apparatebau:
    Auch in diesem Industriezweig hat sich die Serienfertigung als Fertigungsprozess längst etabliert. Besonders nachgefragt werden Lösungen mit einem hohen Individualitätsgrad.
  • Metallindustrie:
    Insbesondere in der Blechbearbeitung kommt die Serienfertigung verstärkt zum Einsatz. Genutzt werden dabei zum Beispiel Nibbel-, Stanz- oder Umformtechniken.
  • Möbelindustrie:
    In diesem Industriezweig hat die Serienfertigung bereits eine lange Tradition. Sie wird verwendet für die Produktion ganzer Modellreihen, für den Individual-Möbelbau oder etwa für kundenbezogene Speziallösungen. Da es sich bei Möbeln um fertigungstechnisch unterschiedliche Erzeugnisse handelt, haben hier die Umrüstzeiten und die Umrüstkosten einen besonders hohen Stellenwert.
  • Bekleidungsindustrie:
    Die Serienfertigung wird für alle Arten von Bekleidung und Schuhen genutzt. Grundsätzlich handelt es sich dabei um qualitativ verwandte.

Erzeugnisse, was die Serienfertigung erst möglich macht.

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Pharmaindustrie:
    Güterklassen wie chemische Stoffe, Medikamente oder auch Gefahrengüter werden per Serienproduktion hergestellt. Anschließend kommen sie dann als portionierte Produkte in Form von Medikamenten, Essenzen oder auch Reinigungsmittel in den Handel und werden in Drogerien oder in Apotheken verkauft.

Auf einen Blick: Die Vor- und Nachteile der Serienfertigung

Wie auch andere Fertigungsprozesse weist die Serienfertigung Vorteile sowie auch Problemstellungen bzw. Nachteile auf. Die Vorzüge der Serienfertigung im Einzelnen:

  • Vergleichsweise einfachere Fertigung eines Produkts, da die Abläufe während einer Serie gleich sind.
  • Produkte verfügen durch die Fertigung in Serie über eine höhere Qualität, da die Abläufe innerhalb einer Modellreihe gleich bleiben.
  • Je nach Ausführung und Art des Produkts kommen die gleichen Produktionsprozesse zum Einsatz.
  • Die Materialbeschaffung ist kostengünstiger, da oftmals in großen Stückzahlen geordert werden kann.
  • Die Serienfertigung bietet eine hohe Produktivität, verfügt über lediglich kurze Durchlaufzeiten und weist tendenziell geringe Lagerkosten auf.
  • Es kommt in vielen Fällen zu einer Fixkostendegression, bei der die Stückkosten sinken.
  • Da auch eine Typisierung und Normung möglich ist, verfügt die Serienfertigung über ein sehr hohes Rationalisierungspotenzial.
  • Es können spezielle Kundenwünsche realisiert werden.

Die Nachteile bzw. Problemstellungen der Serienfertigung im Einzelnen:

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Anpassungen zum Beispiel an Marktänderungen oder an besonderen Spezifika sind in der Regel aufgrund der Umstellungsaufwendungen mit hohen Rüstkosten verbunden.
  • Sollen nacheinander mit derselben Maschine gefertigte Produkte gleichzeitig abgesetzt werden, können die Lagerkosten mitunter stark steigen.
  • Für die Anschaffung einer Fertigungseinrichtung für die Serienfertigung wird ein hoher Kapitalbedarf benötigt.
  • Um auch tatsächlich eine bestimmte Produktionsmenge kostengünstig zu fertigen, muss die jeweils optimale Losgröße bestimmt werden.

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