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Produktionshalle: Anforderungen an Flächen und Funktionen

DAS PLANEN, BAUEN UND BETREIBEN VON EFFIZIENTEN PRODUKTIONSHALLEN BERUHT AUF EINER KOMBINATION VON OPTIMIERTER LOGISTIK, EINEM HOCHREGALLAGER, EINEM SHOW-ROOM UND EFFEKTIVEN PRODUKTIONS- UND MONTAGEPROZESSEN

DAS PLANEN, BAUEN UND BETREIBEN VON EFFIZIENTEN PRODUKTIONSHALLEN BERUHT AUF EINER KOMBINATION VON OPTIMIERTER LOGISTIK, EINEM HOCHREGALLAGER, EINEM SHOW-ROOM UND EFFEKTIVEN PRODUKTIONS- UND MONTAGEPROZESSEN

Die Planung basiert auf einem offenen Layout, um Flexibilität und Skalierbarkeit sicherzustellen. Während des Baus werden moderne Materialien und Techniken eingesetzt, um Energieeffizienz und Nachhaltigkeit zu maximieren. Im Betrieb sorgt ein Hochregallager für optimale Lagerung und schnelle Verfügbarkeit von Materialien, während der Show-Room eine professionelle Präsentation ermöglicht. Die Produktionshalle ist durch effiziente Produktions- und Montageprozesse gekennzeichnet, unterstützt durch modernste Automatisierungs- und Steuerungstechnologien, um die Inbetriebnahme zu optimieren.

Produktivität definiert: Anforderungen zur Schaffung einer Hochleistungs-Produktionshalle

Einleitende Anforderungen:

  • Der neue Campus soll den aktuellen Anforderungen gerecht werden.

  • Der Campus soll auch den zukünftigen Herausforderungen in neu erschlossenen Geschäftsfeldern standhalten können.

  • Ein Ziel des "Technologiecampus" ist es, die Technologieführerschaft der verschiedenen Sparten enger miteinander zu verknüpfen.

  • Der Standort wird zukünftig als zentraler Technologiestandort ausgerichtet.

  • Angesichts dieser Ausrichtung erhält die moderne und nachhaltige Gestaltung des Standorts Bedeutung.

Anforderungen aus der Aufgabenstellung:

  • Das Projektziel ist die Entwicklung einer Produktionshalle, die den funktionalen Anforderungen eines innovativen Technologieunternehmens entspricht.

  • Das Design der Halle soll auch wirtschaftlichen Ansprüchen des Unternehmens gerecht werden.

  • Soziokulturelle Anforderungen des Unternehmens sind ebenso wichtige Aspekte bei der Entwicklung der Produktionshalle.

  • Der Bau soll eine identitätsstiftende Gestalt annehmen und so zur Stärkung der Unternehmensmarke beitragen, sowohl intern als auch extern.

  • Die Beschreibung des Projekts beinhaltet verbindliche Vorgaben und Standards aus Sicht des Auftraggebers.

  • Diese Vorgaben und Standards dienen in den weiteren Phasen als Leitlinie für die Planung.

Übergeordnete Zielsetzungen:

  • Entwicklung einer zukunftsorientierten Produktionswelt für die Herstellung hochkomplexer und spezieller Produktionsmaschinen.

  • Maximale Flexibilität der Arbeitsplätze und Umnutzbarkeit sowie Drittverwendungsfähigkeit der Gebäudestruktur.

  • Klare und übersichtliche Wegeführung durch den Technologiecampus inklusive der zu erstellenden Erschließungsachsen.

  • Nutzungsflexibilität des gesamten Gebäudes mit Erweiterungs- und Reduktionsmöglichkeiten.

  • Sicherstellung von getrennten Fluchtwegen und Brandabschnitten sowie der Entkopplung der TGA-Versorgungsbereiche.

  • Flexibilität der Ressourcen und Medienversorgung.

  • Planung und Umsetzung auf der Grundlage der "anerkannten Regeln der Technik" und gängigen Normen und Richtlinien (Bauordnung, Arbeitsstättenverordnung, DIN-Normen, etc.).

  • Flächeneffizienz durch hohe Leistung auf kleiner Fläche.

  • Bestmögliche Behaglichkeit: Thermischer Komfort, Tageslichtversorgung, akustischer Komfort.

  • Technisch fortschrittlich und flexibel sowie agile Technologieentwicklungen.

  • Einheitliche Qualitätsstandards für gleiche Nutzungsbereiche.

  • Minimierung der Durchlaufzeit: Reduzierung der operativen Zeiten, Vermeidung von Stand- und Wartezeiten, Nutzung der technisch verfügbaren Zeit (24/7).

  • Nachhaltigkeit im Rahmen der angestrebten Zertifizierungen (DGNB Platin).

  • Nutzung von Fördermöglichkeiten, um das als "ZERO-Net" neutral zu unterstützen.

  • Auswahl nachhaltiger Baumaterialien.

  • Geringe Betriebs- und Lebenszykluskosten, ermittelt nach der DIN 18960.

  • Gestalterische Berücksichtigung des Unternehmensbrandings.

Die besonderen Leistungen des Planers umfassen:

  • Durchführung einer Standortanalyse

  • Unterstützung der Standortanalyse durch eine 3D-Visualisierung des Nutzerkonzepts

  • Darstellung möglicher Restriktionen in Form einer Chancen- und Risikobewertung, einschließlich wirtschaftlicher und zeitlicher Auswirkungen.

  • Mitwirkung bei der Beschaffung notwendiger Unterlagen für die Bewertung.

  • Nennung erforderlicher qualifizierter Gutachter.

  • Erstellung erforderlicher Leistungsbilder, Vergabe, Briefing und Betreuung der Gutachter, einschließlich Klärung von Fragen zu Zugangsberechtigungen.

  • Besondere Berücksichtigung der Betriebsplanung und ihrer Wechselwirkungen mit den Grundstücksoptionen, einschließlich organisatorischer und funktionaler Abläufe sowie Auswirkungen auf die Baukonstruktion.

Die Fragestellungen zur Standortanalyse beinhalten:

  • Eigentums- und Grundstücksfragen: Grundbucheinträge, Katasterauszüge, Flächenaufstellungen, Verfügungsbeschränkungen, Vorkaufsrechte, nachbarschaftliche Vereinbarungen, Erbbaurechtsauszüge und -verträge, Genehmigungsvorbehalte, Entwicklungsverordnungen, Abstandsflächenplan und bauliche Nutzung.

  • Baulasten und Verpflichtungen: Altlasten, Ausgleichsmaßnahmen, Dienstbarkeiten, aktuelle Nutzungen, Baumschutz, Archäologie und Denkmalspflege, behördliche Stellungnahmen.

  • Sonstige baurechtliche Fragestellungen: Flächennutzungspläne, Bebauungspläne, Ausgleichsflächen, Umweltgutachten, Emissionen und Immersionen, Auswirkungen auf sonstige Schutzziele.

  • Fragen zur Grundwasser- und Bodenbeschaffenheit, insbesondere in Bezug auf die Gründung.

  • Fragen zur Erschließung und Lage des Grundstücks: technische Infrastruktur, Erschließungspläne und -verträge, Verkehrs- und Mobilitätskonzept, Stellplatznachweis, Entwässerung, Hochwasserschutz, Begrünungsmaßnahmen, elektromagnetische Feldstärken, Machbarkeit einer Zero-CO2-Betriebsführung.

Anforderungen in Bezug auf die äußere Erschließung:

  • Erstellung eines Mobilitätskonzepts in Zusammenarbeit mit dem Auftraggeber (AG).

  • Ableitung und Planung von Bedarfen und Maßnahmen aus dem Mobilitätskonzept.

  • Berücksichtigung der Anforderungen der Verkehrsplaner bei der Erschließung des Grundstücks.

  • Planung und Gestaltung effektiver Wegführungen, um den Waren- und Materialfluss der Produktion optimal abzustimmen.

  • Detaillierte Beschreibung der Anforderungen an die medientechnische Versorgung.

Flächenbedarfe der Produktionshalle:

  • Definition und Abstimmung von Anforderungen durch die einzelnen Bereiche.

  • Neugestaltung und Abstimmung von Prozessen.

  • Definition und Einigung auf neue Standards.

  • Stetiger Austausch und Wissenstransfer innerhalb des Teams und mit externen Beratern.

  • Integration und Nutzung des Know-hows externer Berater.

  • Erstellung eines idealen Layouts durch Zusammenarbeit und Experteninput.

  • Erarbeitung einer Flächenbilanz auf Basis der ermittelten Daten und Bedürfnisse.

Der neue Standort der AG soll als "Fabrik der Zukunft" konzipiert werden. Folgende Aspekte sind dabei zu berücksichtigen:

  • Schaffung eines geeigneten Arbeitsraums über Tätigkeitsfelder und Abteilungsgrenzen hinweg.

  • Anwendung der Produktionsphilosophie in allen Bereichen.

  • Förderung einer engeren Zusammenarbeit und Durchmischung der Arbeitsbereiche von "Blue-Collar" und "White-Collar" Arbeitnehmern.

  • Abwicklung von Kundenaufträgen auf dem Technologiecampus, einschließlich kundenspezifischer Entwicklung und Produktion von Hochtechnologiemaschinen.

Die wesentlichen Tätigkeitsfelder für die geplanten Produktionsflächen umfassen:

  • Inbetriebnahme und Auslieferung von Kundenanlagen für die Tabaksparte des Körber-Konzerns.

  • Montage und Fertigung definierter Umfänge für die Tabaksparte sowie perspektivisch auch für andere Unternehmen des Körber-Konzerns.

  • Logistische und administrative Abwicklung des Service-Geschäfts für die Tabaksparte.

  • Technologieentwicklung für alle Geschäftsfelder.

  • Präsentation der Produkte und Kompetenzen des Körber-Konzerns und Bereitstellung als Kommunikations- und Begegnungsstätte.

Weitere wichtige Aspekte für die Fabrik der Zukunft sind:

  • Optimale Abbildung der innerbetrieblichen Prozesse.

  • Stärkung von Konzentration und Regeneration.

  • Berücksichtigung von Themen wie Akustik, Raumklima, Belichtung und Ergonomie.

  • Agiles und problemloses Entwickeln neuer Maschinen (Losgröße 1) auf den Flächen.

  • Integration transparenter Produktionsbüros in die Produktion und Verwendung agiler Arbeitsmethoden in Entwicklung und Projektabwicklung.

  • Einbeziehung von Projekträumen, Flächen für das Shopfloor Management und Coffee-Points.

  • Schaffung von Kollaborationsflächen neben Kommunikationsflächen und Produktionsbüros für Kundenentwicklungsprojekte.

  • Gestaltung von Räumlichkeiten zur Förderung von Netzwerken, sozialem Miteinander und agiler Arbeit, einschließlich der kreativen und funktionalen Ausstattung von agilen Kollaborationsflächen und transparenten Verbindungen zu Produktionsräumen.

  • Gestaltung von "Meisterbuden" als einfache und robuste Drehscheiben in der Produktion.

Die Angemessenheit der Wandlungsfähigkeit beeinflusst die Qualität der Produktionshalle

Die Wandlungsfähigkeit wird in zwei Hauptkategorien unterteilt:

  • Variabilität, die interne Lösungen bei Anforderungsänderungen ermöglicht, wie Nutzungsänderungen und Änderungen im Produktionsablauf.

  • Flexibilität, die externe Lösungen bei Anforderungsänderungen ermöglicht, wie Wachstum, Schrumpfung und Verlagerung des Gebäudes.

Die Hauptanforderungen für die Wandlungsfähigkeit der Produktionshalle umfassen:

  • Möglichkeit zur räumlichen Erweiterung jederzeit und in Höhe und Fläche.

  • Gewährleistung der Stabilität bautechnischer Systeme, auch bei Umnutzungen.

  • Vorhaltung struktureller Überkapazitäten.

  • Rückbaubarkeit der Strukturen.

  • Sicherstellung der Medienverträglichkeit, intern und extern.

  • Trennung von Struktur und Medienführung.

  • Flexible Medienführung.

  • Vorhaltung räumlicher Überkapazitäten.

  • Konzeption einer allgemeingültigen, offenen und fehlerfreundlichen Struktur.

  • Etablierung von Standards und klaren Rastern.

  • Konzentration auf die Umsetzung wirklich notwendiger Bedürfnisse und Verbesserungen.

  • Berücksichtigung von kurzfristigen und temporären Lösungen.

Anforderungen bezüglich der Wandlungsfähigkeit:

  • 6. Eine unterschiedliche Lebensdauer von Bauteilen kann das koordinierte Gefüge eines Gebäudes erheblich stören, daher ist es wichtig, eine einfache Austauschbarkeit der Baukomponenten und eine Trennung der Bauteile, Komponenten und Bausysteme zu ermöglichen.

  • 7. Die zunehmende technische Komplexität eines Gebäudes kann dessen Störanfälligkeit erhöhen und zu einem häufigeren Austausch von Baukomponenten führen.

  • 8. Eine koordinierte Struktur der baulichen und technischen Systeme ist für den Werterhalt der Gebäude wichtig, und eine sorgfältige Planung der Beziehung zwischen den einzelnen Bauteilen muss eine funktionale, betriebstechnische und gestalterische Optimierung erreichen.

Bauliche und technische Maßnahmen sollten die Wandlungsfähigkeit des Technologiecampus positiv beeinflussen, einschließlich:

  • Standardisierung oder Segmentierung von Bauteilen und Gebäudesystemen.

  • Modularisierung von Bauteilen und Gebäudesystemen.

  • Vorhaltung für Nachrüstung und Austausch von Bauteilen und Gebäudesystemen.

Strukturelle Veränderungen sollten schnell, kostengünstig und mit minimaler Störung des laufenden Betriebs erfolgen, was erfordert:

  • eine einfache und schnelle Zugänglichkeit von Bauteilen und Systemen.

  • die Trennung von Bauteilen und -systemen.

  • die technische, funktionale und gestalterische Angemessenheit der verwendeten Bauteile und -systeme.

Eine unterschiedliche Lebensdauer von Bauteilen kann das koordinierte Gefüge eines Gebäudes erheblich stören, daher ist es wichtig, eine einfache Austauschbarkeit der Baukomponenten und eine Trennung der Bauteile, Komponenten und Bausysteme zu ermögl

Die zunehmende technische Komplexität eines Gebäudes kann dessen Störanfälligkeit erhöhen und zu einem häufigeren Austausch von Baukomponenten führen.

Eine koordinierte Struktur der baulichen und technischen Systeme ist für den Werterhalt der Gebäude wichtig, und eine sorgfältige Planung der Beziehung zwischen den einzelnen Bauteilen muss eine funktionale, betriebstechnische und gestalterische Opti

Gebäudeeffizienz als zentrales Kriterium für die Werthaltigkeit eines Technologiecampus umfasst:

  • Optimale Nutzung des gegebenen Standorts, Nutzungskonzepts, Prozesses und Baustruktur, um den größtmöglichen technischen, funktionalen, ökologischen, ökonomischen und gestalterischen Nutzen zu erreichen.

  • Minimierung des Ressourcenaufwands bei gegebenem technischem, funktionalem, ökologischem, ökonomischem und gestalterischem Nutzen.

  • Fokussierung auf die Effizienz der Ressourcen, die die Gebäudestruktur selbst bietet - darunter funktionale, gestalterische, ökonomische, ökologische und technische Effizienz.

Die Gebäudeeffizienz von Industriegebäuden kann mit dem Anforderungskatalog für das "Produkt Gebäude" gewährleistet werden, der Folgendes beinhaltet:

  • Maximierung der Ressourceneffizienz, zum Beispiel durch Nutzung überschüssiger Energie durch Vernetzung von Industrie- und Bürogebäuden und Vermeidung von Transmissions- und Transportverlusten.

  • Implementierung neuer Energiekonzepte wie Geothermie und Kraft-Wärme-Kopplung.

  • Effiziente Nutzung der verfügbaren Flächen, zum Beispiel durch effiziente Logistiklösungen.

  • Rückbaubarkeit der Strukturen.

  • Implementierung stabiler, autarker Energiekonzepte mit dem Ziel "ZERO CO2".

  • Verwendung regional verfügbarer Bauelemente.

Darüber hinaus wird das Risiko eines Totalausfalls durch geeignete Maßnahmen zur Gewährleistung der Verfügbarkeit systemrelevanter Komponenten, Prozesse und Produktionsanlagen minimiert. Dazu gehören:

  • Vermeidung von "Single Points of Failure". Wenn diese im Bestand vorhanden sind, sollten sie bei Sanierungs-, Neu- oder Erweiterungsbauvorhaben eliminiert werden.

  • Sicherstellung der Verfügbarkeit aller Komponenten für das Kerngeschäft durch bauliche und räumliche Strukturen, technische Maßnahmen und durch die Sicherheits- und Prozessorganisation.

Funktionale Beschreibung Produktionshallen:

  • Die Produktionshallen sollen modular aufgebaut sein, ideal für verschiedene Produktions- und Fertigungsverfahren.

  • Die Modulgrößen sind aus betriebstechnischen Gründen auf eine Breite von etwa 50 m, eine Tiefe von etwa 32 m (teilbar in 16 + 16 m) und eine Höhe von etwa 11 m festgelegt.

  • Die Qualitätsstandards am Arbeitsplatz wie Höhe, Bodenbeschaffenheit, Tragfähigkeit, Beleuchtungsverhältnisse, Temperatur, technische Ausstattung und prozessbedingte Abhängigkeiten zu anderen Bereichen sind im Raumbuch festgelegt.

  • Aufgrund der erforderlichen Traglasten und Anforderungen sind schwere Hallenkonstruktionen erforderlich.

  • Es wird ein Materialfluss sowohl auf dem Boden als auch (potenziell kreuzend) ohne Bodenkontakt benötigt, was eine tragfähige Wand- und Deckenstruktur erfordert.

  • Für den Werkzeugwechsel und komplexen dreidimensionalen Materialfluss sind weit gespannte Hallen mit Kranausrüstung notwendig.

  • Die Hallen müssen für die Aufstellung und Bewegung schwerer Maschinen ausgelegt sein, die aufgrund ihrer hohen Gewichte auf natürlichem Boden stehen und ein großes Fundament benötigen.

  • Es wird besonderer Wert auf eine gute Beleuchtung gelegt, die über den Anforderungen der Arbeitsstättenrichtlinien und der DIN EN 12464-1 liegt.

  • Eine Unterkellerung der Produktionshallen ist nicht vorgesehen.

Funktionale Beschreibung Montage

  • In der Fabrik werden Maschinen montiert, die entweder an Kunden versendet oder in der Inbetriebnahme (IBN) zu kundenspezifischen Anlagen zusammengestellt werden.

  • Die Fabrik nutzt flexible Flächen auftragsspezifisch, anstatt Maschinentyp-bezogene Montageflächen zu nutzen, wie es bisher der Fall war.

  • Feste Aufbauten werden vermieden und die Bereitstellung von Medien wie Druckluft und Strom ist an Rasterpunkten vorgesehen.

  • Monteure bringen das benötigte Werkzeug selbst an ihren Arbeitsplatz.

  • Material wird prozesssynchron aus dem Lager an die jeweilige Montagefläche bereitgestellt.

  • Für die Baugruppenmontage wird eine andere Herangehensweise gewählt, bei der spezialisierte Arbeitsplätze vorgesehen sind.

  • An diesen spezialisierten Arbeitsplätzen für die Baugruppenmontage werden neben den erforderlichen Medien auch Werkzeug und Verbindungsmaterial bereitgestellt.

  • Ähnlich wie bei der Maschinenmontage wird auch hier das Material auftragsspezifisch an die einzelnen Arbeitsplätze gebracht.

  • Die fertigen Baugruppen werden zu den Empfängern (z.B. Lager, Verpackung) transportiert.

Funktionale Beschreibung Inbetriebnahme

  • Anlagenkomponenten werden gemäß den spezifischen Kundenanforderungen zusammengestellt.

  • Die Parametrisierung und Prüfung der Gesamtanlage erfolgt als Teil des Inbetriebnahmeprozesses.

  • Die Gesamtfläche wird auftragsspezifisch unterteilt.

  • Komponenten werden aus der Maschinemontage und aus dem Wareneingang für Maschinen auf die auftragsspezifisch unterteilte Fläche gebracht.

  • Ein Konzept für C-Teile muss noch entwickelt werden.

  • Das Inbetriebnahme-Personal bringt das erforderliche Werkzeug mit.

  • Als Besonderheit ist es notwendig, Test- und Kundenmaterial in die Anlage zu transportieren und anschließend wieder abzutransportieren.

  • Der benötigte T. wird aus dem T.-Lager durch Rohre oder Schläuche in die Anlage gefördert.

  • Die Bereitstellung von Fs wird voraussichtlich über einen Verteiler erfolgen, der während der Inbetriebnahme an die Maschine angeschlossen wird.

Funktionale Beschreibung R & D

  • Installation von Maschinen oder Baugruppen im Bereich Forschung und Entwicklung (R&D) zur Weiterentwicklung.

  • Durchführung von Live-Tests und Experimenten an diesen Geräten.

  • Schaffung von Maschinenflächen für die Entwicklung.

  • Einrichtung von Kommunikationsbereichen zur Verbesserung der Teaminteraktion und -kommunikation.

  • Gestaltung agiler Projekträume zur Förderung von Flexibilität und Kreativität in der Projektarbeit.

Funktionale Aufzählung Training

  • Schulung der Kunden an den Maschinen in allen Bereichen.

  • Bereitstellung mobiler Technik zur Visualisierung und zum Training technischer Einheiten.

  • Einrichtung von Schulungsräumen für den Ausbildungsbetrieb.

Funktionale Anforderung Fertigung

Die Neugestaltung der mechanischen Fertigung des AG für den Übergang zur Fabrik der Zukunft hat zum Ziel, das festgelegte Fertigungsvolumen auf einer kleineren Fläche und mit verkürzten Durchlaufzeiten zu realisieren.

Dies umfasst die folgenden vier Fertigungsbereiche:

  • Additive Manufacturing: Fortführung der bisherigen Aktivitäten zur Herstellung von Teilen mittels AM-Technologie auf einer eigenen Maschine. Der damit verbundene Flächenbedarf ist begrenzt, ebenso wie das auf diese Weise hergestellte Artikelspektrum.

  • Trommeln/Steuerflansche: Der Kern dieses Bereichs besteht aus weitgehend standardisierten Dreh-/Fräszentren, in denen Dreh-, Fräs-, Bohr- und weitere Arbeitsgänge mit einer Aufspannung ausgeführt werden. Nicht in die Maschinen integrierbare Operationen werden auf vorgelagerten und nachgelagerten Anlagen ausgeführt.

  • Formatteile: Aufgrund der Vielfalt der Artikel ist eine größere Anzahl unterschiedlicher Arbeitsplätze erforderlich als im Trommel-/Steuerflanschbereich. Geplant ist eine räumlich konzentrierte Platzierung von Arbeitsplätzen, die in möglichst vielen Arbeitsgangfolgen eingesetzt werden können. Maschinenbeladung und -entladung sowie der Werkstücktransport sollen automatisiert sein, um auch in Nacht- und Wochenendschichten betriebsbereit zu sein.

  • Restumfänge: Für Nacharbeiten und ausgewählte Teilumfänge wird es eine begrenzte Anzahl von Arbeitsplätzen geben, um eine Zeitverzögerung aufgrund externer Vergaben zu minimieren.

  • Zusätzlich wird die Infrastruktur für T. & F. nach interner Ausarbeitung in etwa vier Wochen folgen.

Kollaborationsflächen sind ein wichtiger Bestandteil agiler Projektmanagementmethoden. Hier sind die Hauptmerkmale aufgeführt:

  • Kollaborationsflächen fördern die Kommunikation und bieten Raum für verschiedene Arbeitsmethoden wie Task Forces, Daily-Standup-Meetings oder Sprint Reviews.

  • Diese Flächen sind normalerweise an Produktionsbereiche angrenzend und dienen als Orte für den Austausch untereinander sowie für Projektarbeiten.

  • Sie können auch für kleinere oder größere Besprechungen genutzt werden.

  • Sie zeichnen sich durch ein spezielles Layout aus, das sich von den anderen Flächen unterscheidet.

  • Die Möblierung und die verwendeten Materialien (z.B. für Bodenbelag, Wände oder Decken) variieren je nach den spezifischen Anforderungen und dem Standort.

  • Kollaborationsflächen sind für alle zugänglich und nutzbar.

  • Jeder, unabhängig von seiner Rolle oder Position, sollte in der Lage sein, diese Räume zu nutzen, um das Teamwork und die Zusammenarbeit zu verbessern.