flexible schicht- und personaleinsatzplanung

Hans Corsten(Herausgeber)

HandbuchProduktions-management

Strategie - Führung -Technologie - Schnittstellen

TECHNISCHE HOCHSCHULE DARMSTAWFor),bereirh 1

G e s a m t h-i b I i o t h e k

B et M eh )• w i rU;cha ' t sinv -.-"---toi-r-Jr. JWt,

SQ-J .gebiete:

GABLER

Inhaltsverzeichnis

Vorwort V

Abkürzungsverzeichnis XIII

Autorenverzeichnis XVII

Teil I: Grundlagen des Produktionsmanagement

Erstes KapitelAufgabenbereiche und Ziele des Produktionsmanagement

Hans CorstenGestaltungsbereiche des Produktionsmanagement 5

Dietger HahnZiele des Produktionsmanagement 23

Bernd KaluzaRahmenentscheidungen zu Kapazität und Flexibilität produktionswirtschaftlicherSysteme 51

Zweites KapitelAusgewählte Aspekte des Produktionsprogranunanagement

Reinhard Haupt/Doris PlanerAufgaben und Bestimmungsgrößen der Produktionsprogrammgestaltung 75

Günter SpechtPortfolioansätze als Instrument zur Unterstützung strategischerProgrammentscheidungen 93

Michael RoeverF o k u s s i e r t e P r o d u k t - u n d P r o g r a m m g e s t a l t u n g z u r K o m p l e x i t ä t s r e d u z i e r u n g . . . . 115

Erich Staudt/Bernd KriegesmannErfolgs- und Mißerfolgsfaktoren von Produktinnovationen 131

Hans-Horst SchröderWertanalyse als Instrument optimierender Produktgestaltung 151

VII

Drittes KapitelMaterialwirtschaftliche Probleme des Produktionsmanagement

Robert FielenIntegrierte Materialwirtschaft 173

Christof SchulteKonzepte der Materialbereitstellung 189

Günter RommelOutsourcing als Instrument zur Optimierung der Leistungstiefe 207

Wolfgang HeinemeyerDie Fortschrittszahlen als logistisches Konzept in der Automobilindustrie 221

Teil II: Führungsaspekte in Produktionssystemen

Viertes KapitelStrategiegerechtes Produktionsmanagement

Erich ZahnProduktion als Wettbewerbsfaktor 241

Hans Corsten/Thomas WillWettbewerbsstrategien und Produktionsorganisation 259

Werner Pfeiffer/Enno WeißTechnologieorientierte Wettbewerbsstrategien 275

Horst WildemannStrategische Investitionsplanung für neue Produktionstechnologien 293

Hermann Krallmann/Norbert GronauRechnerunterstützung für das strategische Produktionsmanagement 311

Fünftes KapitelProduktionsstrukturen

Hans-Jürgen WarneckeDas Gruppenprinzip als Grundlage dezentraler Produktionsstrukturen 333

Ulrich HallwachsFertigungsinseln und -segmente als dezentrale Strukturkonzepteder Produktion 351

Ulrich JürgensLean Production 369

VIII

Siegbert KernKoordination dezentraler Produktionseinheiten 381

Michael ReißImplementierung dezentraler Produktionskonzepte 403

Sechstes KapitelProduktionscontrolling

Hans-Jörg HoitschZiele und Aufgaben des Produktionscontrolling 421

Birgit FriedlAnforderungen an die Kostenrechnung bei neuen Fertigungstechniken 439

Anton BurgerKostenorientierte Produktionsplanung und -Steuerung beiflexiblen Fertigungssystemen 459

Lothar StreitferdtKostenmanagement im Produktionsbereich 477

Birgit FriedlKostenplanung und -Steuerung in der Entwicklung 497

Ernst TroßmannKennzahlen als Instrument des Produktionscontrolling 517

Teil III: CIM als Integrationsansatz

Siebtes KapitelRealisierungen, Entwicklungstendenzen und Wirtschaftlichkeitsaspektevon CIM-Konzepten

August-Wilhelm ScheerCIM - Stand und Entwicklungstendenzen 541

Günther MöckeschlClaus Götz/Martin OehlmannDie Leittechnik - der zentrale CIM-Baustein 555

Matthias Schumann/Hubert SchuleDV-Unterstützung für die CIM-Realisierung 571

Herbert Schulz/Ralph WieglandWirtschaftlichkeitsaspekte von CIM-Konzepten 589

Gert LangCIM-Realisierung in der KFZ-Zulieferindustrie ^ 6 0 7

yIX

Achtes KapitelCAx als CIM-Baustein

Günter SpurSysteme flexibler Automatisierung 621

Hans GrabowskiCAD/CAM-Kopplung 639

Hans-Jörg Bullinger/Tobias AnkeleZwischenbetrieblicher Konstruktionsdatenaustausch mit Hilfe vonCAD-Systemen 661

Christian SchulzSysteme rechnergestützter Arbeitsplanung CAP 677

Bernd Scholz-ReiterCASE als Werkzeug zur Integration von EDV-Anwendungen inder Produktion 695

Neuntes KapitelProduktionsplanungs und -Steuerungssysteme PPS-Systeme als CIM-Baustein

Günther ZäpfelEntwicklungsstand und -tendenzen von PPS-Systemen 719

Horst GlaserSteuerungskonzepte von PPS-Systemen 747

Reinhard Haupt/Eberhard NöferProduktionsplanung und -Steuerung dezentraler Einheiten , 763

Stephan ZelewskiExpertensysteme in der Produktionsplanung und -Steuerung 781

Rudolf P. G. HerterichLeitstände in der Produktionssteuerung 803

Joachim Milberg/Heinrich ZetlmayerSimulation zur Unterstützung von PPS-Systemen -Simulationsgestützte Produktionsregelung 821

Christopher Grünewald '•Integration der Instandhaltung in PPS-Systeme 835

Hans-Otto Günther/Manfred GronaltMontageplanung in der Elektronikfertigung 853

X

Hans Corsten/Constantin MayBesonderheiten der Produktion in der Verfahrensindustrie und ihre Auswirkungenauf PPS-Systeme 871

Teil IV: Übergreifende Aspekte des Produktionsmanagement

Zehntes KapitelHuman-Ressourcen-Management

Michael ReißIntegrierte Personal- und Organisationsarbeit im Produktionsmanagement 895

Franz Josef HeegArbeitsorganisation als Instrument des Human-Ressourcen-Management 913

Fred G. BeckerAnreizsysteme bei dezentralen Gruppenstrukturen 929

Hans-Otto Günther/Christine StraußFlexible Schicht- und Personaleinsatzplanung 943

Elftes KapitelQualitätsmanagement

Gerd F. KamiskelChristian MalornyTotal Quality Management - Führen und Organisieren benötigt eine ganzheitliche,qualitätsorientierte Perspektive 965

Hinrich FrankeProbleme des Qualitätsmanagements bei Zulieferungen 983

Anton DillingerComputer Aided Quality Assurance (CAQ) 997

Klaus PetrickZertifizierung von Qualitätsmanagementsystemen nach ISO 9000 1017

Zwölftes KapitelUmweltmanagement

Hartmut KreikebaumUmweltstrategien und ihre Umsetzung in Industrieunternehmungen 1035

Hans Corsten/Frank GötzelmannBetriebliche Umweltinformationssysteme 1051

XI

Harald DyckhofflAnja Darmstädter/Rolf SoukalRecycling 1069

Heinz Strebe!Umweltorientierte Forschung und Entwicklung 1087

Frank GötzelmannRückstands-Kooperationen 1103

Stichwortverzeichnis 1115

XII

Flexible Schicht- und Personaleinsatzplanung

Günther/Strauß

Flexible Schicht- und Personaleinsatzplanung H.O. Günther, C. Strauß Institut für Betriebswirtschaftslehre, Universität Wien, Brünner

Str. 72, A-1210 Wien A. Einleitung

Insbesondere seit dem Tarifkonflikt in der deutschen Metall-

industrie im Jahre 1984 sind in der Wirtschaft und z.T. auch in der

öffentlichen Verwaltung erhebliche Anstrengungen um die Ein-

führung flexibler Arbeitsformen festzustellen. Obwohl diese Be-

strebungen zwischen den Tarifparteien teilweise kontrovers beur-

teilt werden, haben sich dennoch in vielen Bereichen flexible Ar-

beitsformen durchgesetzt. Im folgenden stellen wir zunächst das

Spektrum arbeitsflexibilisierender Maßnahmen im Überblick dar

und grenzen anschließend die Anwendungsbereiche der flexiblen

Schicht- und Personaleinsatzplanung ab.

cs

Text Box

Pre-published version of Günther, H.-O. and C. Strauß (1994). Flexible Schicht- und Personaleinsatzplanung. In: H. Corsten (ed.), Handbuch Produktionsmanagement. Wiesbaden: Gabler. p. 943-962.


Günther/Strauß

1. Das Spektrum arbeitsflexibilisierender Maßnahmen Als Vorreiter flexibler Arbeitszeitformen sind vor allem Gleit-

zeitregelungen und Teilzeitarbeit anzusehen, die mittlerweile ei-

nen weiten Verbreitungsgrad und breite Akzeptanz gefunden ha-

ben. Andere Flexibilisierungsformen, wie z.B. Wechselschichtsy-

steme oder variabler Personaleinsatz sind in vielen Bereichen seit

langem gang und gäbe, haben heute jedoch angesichts veränderter

personalwirtschaftlicher Rahmenbedingungen an Bedeutung zu-

gewonnen. Daneben werden neuartige Arbeitszeitformen disku-

tiert, z.B. Cafeteriamodelle, bei denen die Arbeitnehmer Arbeits-

zeitblöcke nach bestimmten Auswahlregeln frei wählen können,

oder flexible Teilzeitarbeit. (Zum Anwendungsstand von Arbeits-

zeitflexibilisierungen in der verarbeitenden Industrie vgl.

Schneeweiß/Wild 1992; eine vergleichende Darstellung der Rege-

lungen flexibler Arbeitszeiten in verschiedenen europäischen

Ländern geben Schneeweiß/Weber/Wild 1992.) Um die verschiedenen arbeitsflexibilisierenden Maßnahmen

hinsichtlich ihrer Kapazitätswirkung zu kennzeichnen, bietet sich

die folgende Systematisierung an:


Günther/Strauß

- Eine Flexibilisierungsform wird als quantitativ bezeichnet,

wenn der Personalbestand verändert wird bzw. wenn ein

Austausch von Arbeitskräften zwischen verschiedenen Ein-

satzbereichen erfolgt. Hierzu zählen auch der Einsatz von

Zeitarbeitskräften sowie die saisonale Steuerung von Einstel-

lungen und Nachbesetzungen.

- Von qualitativer Flexibilisierung kann gesprochen werden,

wenn die fachliche Eignung der Mitarbeiter differenziert wird,

um sie vielseitiger einsetzen zu können, oder wenn das Aus-

bildungsniveau im Hinblick auf die steigenden fachlichen

Anforderungen verbessert wird. Nichtzuletzt ist auch das

Gruppenarbeitsprinzip, das im Rahmen des "lean production"-

Konzepts wieder an Aktualität gewonnen hat, dieser Anpas-

sungsform zuzurechnen.

- Zeitliche Flexibilisierung dient als Oberbegriff für zwei An-

passungsformen: zum einen kann die Arbeitszeit bzw. die Per-

sonalkapazität innerhalb eines gegebenen Zeitabschnittes un-

terschiedlich verteilt werden (chronologische Flexibilisie-rung; z.B. durch die Anwendung des Jahresarbeitszeitkonzep-

tes); zum anderen kann die Dauer der Arbeitszeit bzw. das


Günther/Strauß

Ausmaß der Personalkapazität während eines Bezugszeitrau-

mes, z.B. einer Woche, eines Jahres oder während des Ar-

beitslebens erweitert oder verringert werden (chronome-trische Flexibilisierung).

In Abbildung 1 sind die wichtigsten Maßnahmen der Arbeits-

flexibilisierung aufgeführt und hinsichtlich der genannten Flexibi-

lisierungsformen eingeordnet (vgl. a. Faißt 1992).

Abbildung 1: Arbeitsflexibilisierende Maßnahmen


Günther/Strauß

2. Anwendungsbereiche flexibler Schicht- und Perso-naleinsatzplanung Aus betriebswirtschaftlicher Sicht besteht die Aufgabe des

Arbeitszeitmanagements darin, die Betriebszeiten der Anlagen

und die Arbeitszeiten der Mitarbeiter sowie ihre jeweiligen Ein-

satzstellen so aufeinander abzustimmen, daß die betrieblichen

Anforderungen unter den gegebenen Randbedingungen (gesetz-

liche Regelungen, qualifikatorische Anforderungen, technische

Bedingungen, räumliche Gegebenheiten usw.) weitgehend erfüllt

werden. Insbesondere kommen flexible Schicht- und Personalein-

satzpläne unter den folgenden Bedingungen zum Tragen:

- Die Betriebszeiten der Anlagen gehen über die individuellen

Arbeitszeiten hinaus, so daß die Betriebsbereitschaft nur durch

wechselnde Schichtbesetzungen aufrechterhalten werden

kann.

- Der Kapazitätsbedarf ist zeitlichen Schwankungen unterwor-

fen, die am besten durch überlappende Schichtzeiten und

Konzentration der Personalanwesenheit auf bedarfsstarke Pe-

rioden ausgeglichen werden können.


Günther/Strauß

- Vorübergehende Personalausfälle, sei es aufgrund krankheits-

bedingter Abwesenheit oder z.B. aufgrund von geplanten Ar-

beitspausen, müssen überbrückt werden.

- Die Kapazitätsbelastung wechselt zwischen verschiedenen

Fertigungsstellen.

Zur Unterstützung der Schicht- und Personaleinsatzplanung

kommen verschiedene Verfahren in Frage, deren Anwendbarkeit

jedoch in starkem Maße von dem jeweiligen arbeitsorganisatori-

schen Umfeld abhängt. In der wissenschaftlichen Literatur sind

methodische Ansätze zur flexiblen Schicht- und Personaleinsatz-

planung bereits seit den 50er Jahren bekannt (s. z.B. Dantzig 1954

sowie den Literaturüberblick bei Günther 1989, S. 213f). Aller-

dings beziehen sich diese Ansätze fast ausnahmslos auf den

Dienstleistungsbereich, während flexible Arbeitsgestaltungen im

Produktionsbereich erst in jüngster Zeit verstärkte Aufmerksam-

keit gefunden haben (s. z.B. Günther 1989, Faißt/Schneeweiß/

Wolf 1992, Steinbach/Schneeweiß/Faißt 1992 sowie Bruck 1992).

Hinsichtlich der generellen Anforderungen an die Schicht-

und Personaleinsatzplanung sind Anwendungen in Service- und

in Produktionsbereichen zu unterscheiden. Die Unterschiede in


Günther/Strauß

den Anforderungen ergeben sich vor allem aus der Tatsache, daß

im Servicebereich der Kapazitätsbedarf im allgemeinen

unmittelbar befriedigt werden muß, während im

Produktionsbereich, bedingt durch die Lagerfähigkeit von

Sachgütern, eine enge zeitliche Kopplung zwischen

Leistungserstellung und Leistungsverwertung nicht zwingend

erforderlich ist. Außerdem handelt es sich bei

Produktionsleistungen zumeist um mehrstufige Betriebsaufträge,

die in mehreren aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen über meh-

rere Perioden hinweg in verschiedenen Fertigungsbereichen aus-

geführt werden. Dabei ist zudem eine zeitliche Unterbrechung der

Arbeitsgangfolgen und eine Lagerung der Zwischenprodukte in

den meisten Fällen möglich. In Servicebereichen fehlt hingegen

dieser komplexe arbeitsorganisatorische Verbund. Im Mittelpunkt

steht vielmehr die kontinuierliche Einsatzbereitschaft, die durch

ausreichende Kapazitätsbereitstellung gewährleistet werden muß.

Die spezifischen Anwendungsbereiche der flexiblen Schicht-

und Personaleinsatzplanung sind in Abbildung 2 im Überblick

dargestellt. Dabei ist im Bereich der Produktion weiterhin zwi-

schen einer kontinuierlichen Produktionsweise zu


Günther/Strauß

unterscheiden (z.B. in der Stahl- oder Glaserzeugung), die in ihren

Anforderungen den Servicebereichen nahekommt, und einer

Produktionsweise mit wechselndem Arbeitsanfall (z.B.

Serienproduktion), bei der Verbundwirkungen zwischen den

einzelnen Betriebsaufträgen und ihren jeweiligen

Arbeitsgangfolgen beachtet werden müssen. Der in Abbildung 2

dargestellte Problembaum zeigt gleichzeitig schematisch den

weiteren inhaltlichen Aufbau dieses Beitrags.

Abbildung 2: Anwendungsbereiche flexibler Schicht- und Perso-naleinsatzplanung


Günther/Strauß

B. Flexible Schicht- und Personaleinsatzplanung in Servicebereichen

1. Problemstellung Das wesentliche Charakteristikum von Dienstleistungen ist die

enge zeitliche Bindung zwischen dem Entstehen des Leistungs-

bedarfs und dem Erbringen dieser Leistung. Dienstleistungen

können nicht "auf Lager" produziert werden, sondern werden zu

einem bestimmten Zeitpunkt - meist auch an einem bestimmten

Ort - nachgefragt und erbracht. Ein anschauliches Beispiel bietet

die medizinische Versorgung in Krankenhäusern, wo bestimmte

Leistungen unverzüglich - dem jeweiligen Behandlungsfall ent-

sprechend - erbracht werden müssen. Hierzu wird einerseits eine

gewisse Anzahl von Fachkräften ständig verfügbar gehalten

(Anpassung des Kapazitätsangebots an die -nachfrage), während

man zeitlich unabhängige Maßnahmen innerhalb der regulären

Dienstzeiten disponiert (Anpassung der Kapazitätsnachfrage an

das -angebot).

Der Bankenbereich, Flugabfertigungen, Hotelrezeptionen,

Telefonauskünfte und -vermittlungen sowie Kassen in

Supermärkten sind andere typische Anwendungsgebiete für


Günther/Strauß

flexible Schicht- und Personaleinsatzplanung in Servicebereichen.

Aber auch außerhalb des eigentlichen Dienstleistungssektors

finden sich Tätigkeiten mit Servicecharakter, z.B.

innerbetriebliche Transporte, Wartungsdienste und

Reparaturleistungen sowie die Überwachung automatischer

Prozesse im Produktionsbereich. Hinsichtlich ihrer

Anforderungen entsprechen diese letztgenannten Tätigkeiten dem

Servicebereich.

Bei Dienstleistungen steht die Einhaltung eines gewünschten Servicegrades sowie die Bewältigung von Überlastsituationen im Vordergrund. Als mittelfristig wirksame

Maßnahme muß die Dimensionierung der Personalstärke unter

Einbeziehung von Teilzeitarbeit erwogen werden, wobei in erster

Linie Kostenaspekte maßgeblich sind. Zum kurzfristigen

Ausgleich von Belastungsspitzen bietet es sich hingegen an, die

verfügbare Personalkapazität innerhalb der zulässigen Grenzen

bedarfsorientiert einzusetzen. Diese Aufgabe steht im Mittelpunkt

der Schicht- und Personaleinsatzplanung.

Vielfach lassen sich die einzelnen Mitarbeiter zu homogenen

Mitarbeitergruppen zusammenfassen, so daß bei der Modellierung


Günther/Strauß

ein entsprechender Aggregationsgrad gewahrt werden kann (im-

pliziter Ansatz). In diesem Fall werden lediglich Kapazitätsein-

sätze betrachtet, während sich der individuelle Personaleinsatz

erst im Anschluß an die eigentliche Modellrechnung durch die

Lösung eines inhomogenen Gleichungssystems ergibt. Eine ex-

plizite Modellierung des Personaleinsatzes ist dann unumgäng-

lich, wenn die spezifischen Qualifikationen jedes einzelnen Mit-

arbeiters zu beachten sind und wenn zwischen den Arbeitseinsät-

zen komplexe Verbundwirkungen bestehen (z.B. bei der Perso-

naleinsatzplanung im Rahmen von Unternehmensprüfungen; s.

Drexl 1990). Die Vorteile der impliziten gegenüber der expliziten

Modellierungsform bestehen vor allem in dem wesentlich

geringeren Rechenaufwand. (Zur impliziten und expliziten

Modellierung s. Kossbiel 1992.)

In manchen Bereichen kann zusätzlich durch Verabredungs-systeme (appointment systems) die Kapazitätsnachfrage zeitlich

gesteuert werden. Im folgenden werden jedoch nachfragesteuern-

de Systeme ausgeklammert und lediglich Schichtplanungs- und

Personaleinsatzmodelle für unterschiedlich lange Betrachtungs-

zeiträume skizziert.


Günther/Strauß

2. Schichtplanungs- und Personaleinsatzmodelle a. Flexible Tagesschichtplanung

Die im betriebswirtschaftlichen Schrifttum vorzufindenden

Schichtplanungsmodelle (s. z.B. Günther 1989, Kap. 7) gehen

zumeist auf das klassische Modell von Dantzig aus dem Jahre

1954 zurück, das die stundenweise Besetzung von Zahlstellen an

Straßenbrücken zum Gegenstand hatte. In diesem Modell wird ei-

nerseits davon ausgegangen, daß der während eines Tages zu be-

friedigende Kapazitätsbedarf bt für jede Tagesstunde t∈T vorge-

geben ist. Andererseits werden die verschiedenen in Frage kom-

menden Schichtpläne s∈S durch Vektoren mit den Elementen

ast = 0 bzw. ast = 1 beschrieben. In dem Vektor (0,1,1,1,0,1,1) ist

beispielsweise festgehalten, daß nach diesem Schichtmuster die

erste und die fünfte Stunde arbeitsfrei sind, während die Einsen

besagen, daß die Tagesstunden t = 2, 3 und 4 sowie t = 6 und 7

reguläre Arbeitsstunden sind. Kürzere Arbeitspausen könnten oh-

ne weiteres durch halb- oder viertelstündliche Zeitintervalle bei

der Beschreibung der Schichtmuster erfaßt werden.


Günther/Strauß

Da sich jedes zulässige Schichtmuster durch entsprechende

0/1-Vektoren beschreiben läßt, beziehen sich die Entscheidungs-

variablen xs des Modells auf die Anzahl der Personen, die nach

einem bestimmten Schichtmuster s∈S tätig sein sollen. Formal

lautet Dantzigs Modell:

Minimiere xs

s S∈∑ (1)

u. d. N. x a bs st t

s S⋅ ≥∑

∈ t T∈ (2)

xs ∈{ }0 1 2, , ,... s S∈ (3)

In der Zielfunktion (1) wird die Gesamtzahl der eingesetzten

Personen minimiert. Die Nebenbedingung (2) stellt sicher, daß der

Kapazitätsbedarf bt zu jeder Tagesstunde vollständig befriedigt

wird. Schließlich wird durch die Nebenbedingung (3) die Ganz-

zahligkeit der Entscheidungsvariablen gefordert. Aus der Literatur

sind vielfältige Erweiterungen dieses klassischen Schichtpla-

nungsmodells bekannt (vgl. Günther 1989, S. 172ff).


Günther/Strauß

b. Flexible Wochenschichtplanung

Im Gegensatz zur flexiblen Tagesschichtplanung, bei der der

Ausgleich tageszeitlicher Bedarfsschwankungen im Vordergrund

steht, wird bei der flexiblen Wochenschichtplanung davon ausge-

gangen, daß die Kapazitätsanforderungen über einen mehrtägigen

Zeitraum unterschiedlich verteilt sind. Prinzipiell bieten sich hier

drei Lösungsmöglichkeiten an: (1) Bedarfsspitzen werden durch

den Einsatz von Zeitarbeitskräften oder Springern abgebaut.

(2) Die Personalkapazität wird dem maximalen Tagesbedarf an-

gepaßt, wobei allerdings vermeidbare Personalkosten entstehen.

(3) Im Rahmen der geltenden vertraglichen und rechtlichen Rah-

menbedingungen werden die arbeitsfreien Tage pro Woche nach

Bedarfsgesichtspunkten verteilt. Üblicherweise haben die Arbeit-

nehmer besonderes Interesse daran, daß die beiden ihnen zuste-

henden freien Tage pro Woche zeitlich aufeinanderfolgen. Daher

ist der Schichtplan so aufzustellen, daß er möglichst viele Paare

von freien Tagen enthält. Zur Entscheidungsunterstützung kann

hierbei auch auf lineare Optimierungsmodelle zurückgegriffen

werden (vgl. McClain/Thomas/Mazzola 1992, S. 417ff).


Günther/Strauß

c. Flexible Mehrwochenschicht- und -personaleinsatz-

planung Bei wechselndem Personalbedarf von Tag zu Tag bzw. von

Woche zu Woche müssen im Rahmen der Schichtplanung sowohl

die Verteilung der Arbeitstage während einer Arbeitswoche als

auch der Schichtzyklus festgelegt werden. Das folgende bewußt

einfach gehaltene Zahlenbeispiel zeigt die Anwendung einer heu-

ristischen Auswahlregel für die Zuordnung von aufeinanderfol-

genden freien Tagen und die Problematik der Erweiterung des

Wochenschichtplans zu einem Mehrwochenschichtplan.

In einer Telefonauskunftsstelle hat man die in Tabelle 1 fest-

gehaltene Verteilung des Personalkapazitätsbedarfs auf die ein-

zelnen Wochentage festgestellt (Buffa/Sarin 1987, S. 315ff). Ins-

gesamt entsteht ein Personalbedarf von 20 Tageseinheiten, wobei

Bedarfsspitzen am Wochenende entstehen. Die arbeitsfreien Tage

der einzusetzenden Mitarbeiter sollen so aufgeteilt werden, daß

man mit möglichst wenigen Mitarbeitern auskommt. Bei fünf Ar-

beitstagen pro Person und Woche sind dies im Idealfall 20/5 = 4

Mitarbeiter.


Günther/Strauß

benötigte Mo. Di. Mi. Do. Fr. Sa. So.

Arbeitskräfte 3 2 2 2 3 4 4

Tabelle 1: Personalbedarf im Wochenverlauf

Mit Hilfe einer einfachen Auswahlregel (vgl. a. Bedworth/

Bailey 1987, S. 387ff) wird schrittweise ein Wochenschichtplan

entwickelt (s. Tabelle 2), indem der ersten Schicht bzw. dem

ersten Mitarbeiter das Tagespaar mit dem geringsten Kapazitäts-

bedarf als arbeitsfrei zugeordnet wird (nämlich Dienstag und

Mittwoch; s. Zeile 1 in Tabelle 2). Im nächsten Schritt (Zeile 2 in

Tabelle 2) wird der nun verbleibende Kapazitätsbedarf ermittelt,

indem die fünf Arbeitstage des ersten Mitarbeiters von dem ur-

sprünglichen Kapazitätsbedarf abgezogen werden. Der zweite

Mitarbeiter erhält nun als arbeitsfrei das Tagespaar Mittwoch und

Donnerstag usw. Diese Vorgehensweise wird solange wiederholt,

bis keine weiteren arbeitsfreien Tagespaare mehr gefunden

werden können. Der weitere Lösungsgang ist der Tabelle 2 zu

entnehmen. (Darin sind die gewählten arbeitsfreien Tage durch

Fettdruck hervorgehoben.)


Günther/Strauß

Schritt Mo. Di. Mi. Do. Fr. Sa. So. 1 3 -2- -2- 2 3 4 4 2 2 2 -2- -1- 2 3 3 3 -1- -1- 2 1 1 2 2 4 1 1 1 -0- -0- 1 1

#Arbeitskräfte 3 2 2 2 3 4 4

Tabelle 2: Lösungsschritte der Wochenschichtplanung

In diesem einfachen Beispiel gelingt es, mit der theoretischen

Minimalzahl von vier Mitarbeitern einen zulässigen Wochen-

schichtplan aufzustellen. Die Lösung ist noch einmal in Tabelle 3

übersichtlich zusammengestellt.

Schicht Arbeitstage freie Tage

A Do. - Mo. Di., Mi. B Fr. - Di. Mi., Do. C Mi.- So. Mo., Di. D Sa. - Mi. Do., Fr.

Tabelle 3: Wochenschichtplan

In vielen Fällen besteht bei den Arbeitnehmern der Wunsch

nach wechselnden Schichtfolgen, da bestimmte arbeitsfreie Wo-


Günther/Strauß

chentage beliebter sind als andere. Zudem bestehen auch arbeits-

rechtliche und tarifvertragliche Rahmenbedingungen, die u.U. rol-

lierende Schichtmuster vorschreiben. Anhand des gewählten Zah-

lenbeispiels kann man erkennen, daß bei der Aufeinanderfolge der

Schichten (A-B, B-C, C-D, D-A) ungünstige Effekte entstehen

können. Aus Tabelle 4 ist ersichtlich, daß bei diesem Schicht-

wechsel zwischen drei und acht aufeinanderfolgende Arbeitstage

anfallen.

Übergang von Schicht

auf Schicht

aufeinanderfolgende Arbeitstage

A B 6 B C 3 C D 8 D A 3

Tabelle 4: Schichtübergänge

C. Flexible Schicht- und Personaleinsatzplanung in Produktionsbereichen Anders als im Dienstleistungsbereich ist bei der Produktion

von Sachgütern die Leistungserstellung zeitlich nicht unmittelbar

an die Leistungsverwertung gebunden. Hierdurch entsteht ein


Günther/Strauß

wechselnder Arbeitsanfall, der vor allem für die Serienproduktion

typisch ist. Eine Ausnahme bilden jedoch kontinuierlich ablaufen-

de Produktionsprozesse, auf die zunächst kurz eingegangen wer-

den soll.

1. Kontinuierliche Produktionsweise

Kontinuierliche Produktionsprozesse, wie sie z.B. in der

Stahl- oder Glaserzeugung vorherrschen, sind durch einen im

Zeitablauf gleichbleibenden Personalbedarf gekennzeichnet, wo-

bei die Betriebsbereitschaft i.d.R. über 24 Stunden an allen Wo-

chentagen aufrechtzuerhalten ist. Zweck der Schichtplanung ist

hier nicht der Ausgleich von Beschäftigungsschwankungen, son-

dern die Ermittlung rechtlich zulässiger und arbeitsphysiologisch

vertretbarer Schichtwechselpläne (vgl. u.a. Burgess/Busby 1992).

Bei der Entwicklung von Schichtplänen sind insbesondere die fol-

genden Grundregeln zu beachten (s. Knauth u.a. 1982):

- Berücksichtigung arbeitsrechtlicher und tarifvertraglicher

Vorgaben;


Günther/Strauß

- Schichtfolgen sollen "vorwärtsrotieren", d.h. auf eine Früh-

schicht soll eine weitere Frühschicht, eine Spät- oder eine

Nachtschicht folgen, nicht jedoch umgekehrt;

- die Anzahl direkt aufeinanderfolgender Nachtschichten sollte

möglichst gering sein;

- die Anzahl der "vollen" freien Wochenenden (Samstag 0:00

bis Sonntag 24:00) sollte möglichst groß sein;

- zwischen zwei Freischichten sollten höchstens fünf Arbeitsta-

ge liegen;

- kürzere Schichtzyklen sollten bevorzugt werden;

- die Schichtpläne sollten für alle betroffenen Arbeitnehmer

gleich sein.

Tabelle 5 zeigt aus einer Fülle von möglichen Schichtmustern

exemplarisch einen Schichtplan mit fünfwöchigem Zyklus für

fünf Schichtbelegschaften (A bis E) bei einer durchschnittlichen

Wochenarbeitszeit von 33,6 Stunden. Mit F, S und N werden die

Frühschicht (6:00 bis 14:00), die Spätschicht (14:00 bis 22:00)

bzw. die Nachtschicht (22:00 bis 6:00) bezeichnet. Die durch-

schnittliche Wochenarbeitszeit von 33,6 Stunden kann durch Zu-


Günther/Strauß

satzschichten auch erhöht werden, z.B. auf 38,4 Wochenstunden

bei drei Zusatzschichten innerhalb eines Schichtzyklus.


Günther/Strauß

Schichtbelegschaft A B C D E 1. Montag F -frei- -frei- N S W Dienstag S F -frei- -frei- N o Mittwoch N S F -frei- -frei- c Donnerstag -frei- N S F -frei- h Freitag -frei- -frei- N S F e Samstag F -frei- -frei- N S Sonntag S F -frei- -frei- N

2. Montag N S F -frei- -frei- W Dienstag -frei- N S F -frei- o Mittwoch -frei- -frei- N S F c Donnerstag F -frei- -frei- N S h Freitag S F -frei- -frei- N e Samstag N S F -frei- -frei- Sonntag -frei- N S F -frei-

3. Montag -frei- -frei- N S F W Dienstag F -frei- -frei- N S o Mittwoch S F -frei- -frei- N c Donnerstag N S F -frei- -frei- h Freitag -frei- N S F -frei- e Samstag -frei- -frei- N S F Sonntag F -frei- -frei- N S

4. Montag S F -frei- -frei- N W Dienstag N S F -frei- -frei- o Mittwoch -frei- N S F -frei- c Donnerstag -frei- -frei- N S F h Freitag F -frei- -frei- N S e Samstag S F -frei- -frei- N Sonntag N S F -frei- -frei-

5. Montag -frei- N S F -frei- W Dienstag -frei- -frei- N S F o Mittwoch F -frei- -frei- N S c Donnerstag S F -frei- -frei- N h Freitag N S F -frei- -frei- e Samstag -frei- N S F -frei- Sonntag -frei- -frei- N S F

Tabelle 5: Schichtplan für fünf Schichtbelegschaften bei fünf-wöchigem Schichtzyklus (Knauth u.a. 1982)


Günther/Strauß

Diese auf den ersten Blick sehr starren Schichtmuster bieten

dennoch Gestaltungsfreiräume, sofern dies mit den betrieblichen

Gegebenheiten vereinbar ist, z.B. Verlagerung der Schichtwech-

selzeiten, Verkürzung der Nachtschichten bei gleichzeitiger Aus-

dehnung der Früh- und Spätschicht oder die Anwendung von

Gleitzeitregelungen.

2. Produktionsprozesse mit wechselndem Arbeitsanfall

a. Problemstellung In vielen Bereichen der Industrie ist die Produktionsweise

durch zwei Merkmale geprägt: (1) die Nachfrage der Enderzeug-

nisse unterliegt ausgeprägten zeitlichen Schwankungen, die so-

wohl durch langfristige konjunkturelle als auch jahreszeitliche

Einflüsse sowie kurzfristig durch den unregelmäßigen Eingang

der Kundenaufträge geprägt sind; (2) wegen der Heterogenität des

Produktprogramms müssen flexible Fertigungsanlagen eingesetzt

werden, auf denen wechselweise unterschiedliche Produkte bear-

beitet werden. Daher werden üblicherweise - unterstützt durch

computergestützte Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme


Günther/Strauß

(PPS-Systeme) - terminlich und mengenmäßig spezifizierte Ferti-gungsaufträge als betriebsinterne Vorgaben gebildet, aus

denen sich ableiten läßt, welcher Kapazitätsbedarf in den

einzelnen Fertigungsstellen von Tag zu Tag bzw. von Woche zu

Woche eintreten wird.

Nur zufällig kommt es bei der in der Industrie vorherrschen-

den Wechselproduktion zu einer zeitlichen und örtlichen Gleich-

verteilung des Kapazitätsbedarfs. Um den zumeist unregelmäßig

verlaufenden Auslastungsschwankungen zu begegnen, ist es un-

umgänglich, das Fertigungspersonal wechselweise verschiedenen

Einsatzstellen zuzuordnen. Das hierbei zu bewältigende Pla-

nungsproblem ist in Abbildung 3 veranschaulicht. Konkret geht es

darum, in einem Produktionssystem, das aus mehreren unter-

schiedlichen Arbeitsstationen besteht, eine bestimmte Anzahl an

Arbeitsaufträgen in möglichst kurzer Zeit zu erledigen, wobei die

Gesamtleistung des Produktionssystems wesentlich davon ab-

hängt, wie die Personalkapazität der verschiedenen zur Verfügung

stehenden Personalkategorien auf die einzelnen Arbeitsstationen

aufgeteilt wird.


Günther/Strauß

Abbildung 3: Zuordnung von Arbeitsaufträgen, Personalkate-gorien und Arbeitsstationen

Weiterhin läßt sich die hier betrachtete Problemstellung wie

folgt näher kennzeichnen:

Personalkategorien: Jeder Mitarbeiter verfügt über be-

stimmte Qualifikationsmerkmale (z.B. Ausbildung, Erfahrung,

Einarbeitung, körperliche Eignung). Aus den jeweiligen Qualifi-

kationsmerkmalen ergibt sich ein Qualifikationsprofil, das den

möglichen Einsatzbereich eines Mitarbeiters in der Fertigung be-

schreibt. Sämtliche Mitarbeiter, die dasselbe Qualifikationsprofil

aufweisen, werden zu einer Personalkategorie zusammengefaßt


Günther/Strauß

(siehe Abbildung 4), wobei sich i.d.R. die Qualifikationsprofile

der einzelnen Personalkategorien hinsichtlich verschiedener

Qualifikationsmerkmale überlappen. Im folgenden werden nicht

mehr einzelne Mitarbeiter, sondern lediglich Kapazitäten aus

einer bestimmten Personalkategorie betrachtet. Auf diese Weise

läßt sich die Modellbildung wesentlich erleichtern.

Abbildung 4: Beispiel für die Qualifikationsprofile dreier Perso-nalkategorien

Arbeitsstationen: Hierbei handelt es sich um eigenständige

fertigungsorganisatorische Einheiten, in denen bestimmte Ferti-

gungsabschnitte unter Einsatz von Personal, Maschinen, Werk-

zeugen, Vorrichtungen usw. ausgeführt werden können. Personell

erfordert eine Arbeitsstation zu ihrem Betrieb eine bestimmte


Günther/Strauß

Bedienermannschaft (siehe Abbildung 5). Aufgrund der techni-

schen und arbeitsorganisatorischen Gegebenheiten muß jedes

Mitglied der Bedienermannschaft bestimmte Qualifikations-merkmale aufweisen. Die einzelnen Qualifikationsmerkmale las-

sen sich zu einem Anforderungsprofil zusammenfassen. Von je-

dem Anforderungsprofil werden in einer Arbeitsstation eine be-

stimmte Anzahl an Bedienern benötigt.

Abbildung 5: Beispiel für die Personalbesetzung einer Arbeits-station

Personalkategorien/Arbeitsstationen: Vielfach sind die Mit-

arbeiter so vielseitig ausgebildet, daß sie verschiedene Arbeits-

aufgaben übernehmen können. Hieraus folgt, daß eine

Personalkategorie i.d.R. in mehreren Arbeitsstationen eingesetzt


Günther/Strauß

werden kann. Allgemein ist eine Personalzuordnung dann

zulässig, wenn das Qualifikationsprofil der betreffenden

Personalkategorie das Anforderungsprofil einer Arbeitsstation

erfüllt.

Arbeitsaufträge (jobs): Hierbei handelt es sich um Produkti-

onsaufträge, die sich auf die Herstellung einer bestimmten Menge

eines Produktes innerhalb einer gegebenen Terminspanne bezie-

hen. Arbeitsaufträge werden i.d.R. durch computergestützte Pro-

duktionsplanungs- und -steuerungssysteme generiert. Nachdem

die Verfügbarkeit des benötigten Fertigungsmaterials, der Werk-

zeuge und anderer Ressourcen sichergestellt ist, werden die Ar-

beitsaufträge zur Ausführung freigegeben. Jeder Arbeitsauftrag

(jedes Erzeugnis) wird nach einem vorgegebenen Arbeitsplan be-

arbeitet. Der Arbeitsplan gibt an, welche Arbeitsgänge auszufüh-

ren sind, in welcher Reihenfolge sie durchlaufen werden, an wel-

chen Arbeitsstationen sie erfolgen, wie lange die Arbeitsstationen

je Produkteinheit belegt sind und welche sonstigen Ressourcen

benötigt werden (siehe Abbildung 6).


Günther/Strauß

Abbildung 6: Arbeitsplan eines Arbeitsauftrags

Der systematischen Unterstützung der Personaleinsatzplanung

bei industrieller Wechselproduktion dient das folgende statische

Grundmodell, das als Problemlösungskomponente eines überge-

ordneten interaktiven Entscheidungsunterstützungssystems zu

verstehen ist. Dieses Modell trägt insbesondere den Anwendungs-

gegebenheiten im Produktionsbereich Rechnung. (Entscheidungs-

modelle für die Personalbereitstellungsplanung in

Dienstleistungsorganisationen finden sich u.a. bei Kossbiel 1992.)

Dynamische Erweiterungen des folgenden Grundmodells sind

möglich, werden im folgenden jedoch nicht wiedergegeben.

b. Statisches Grundmodell

Ausgegangen wird von einer Situation, bei der zwar unter-

schiedliche Erzeugnisse (Fertigungsaufträge) zu bearbeiten sind,

die Zusammensetzung des Auftragsprogramms jedoch wäh-

rend des zu betrachtenden Zeitraumes konstant bleibt. Nur bei


Günther/Strauß

Vorliegen dieser Voraussetzungen ist es sinnvoll, einen einmal

festgelegten Personaleinsatzplan zyklisch zu wiederholen. Im üb-

rigen läßt sich die hier betrachtete Problemstellung durch die fol-

genden Annahmen kennzeichnen:

- Die Personalausstattung des betrachteten Fertigungsbereichs

ist gegeben. Der Lohn eines Mitarbeiters beruht allein auf sei-

ner Qualifikationseinstufung, unabhängig davon, an welcher

Arbeitsstation er eingesetzt wird. Daher sind die Lohnkosten

nicht entscheidungsrelevant.

- Die Mitarbeiter können während des Planungszeitraumes be-

liebig innerhalb des betrachteten Fertigungsbereichs umge-

setzt werden.

- Flexible Arbeitszeiten sowie Absenteismus werden aus Ver-

einfachungsgründen nicht explizit erfaßt.

- Alle Mitarbeiter führen einen Arbeitsgang gleich schnell aus.

Einarbeitungs- und Lerneffekte werden nicht betrachtet. Die

Arbeitsgangdauern werden als deterministisch angesehen.

- In den Arbeitsplänen der Erzeugnisse wird von Rüstzeiten,

Übergangs-, Wartezeiten usw. sowie von alternativen Ar-

beitsplänen abgesehen.


Günther/Strauß

Zur Aufstellung eines entsprechenden vereinfachten formalen

Grundmodells, das im praktischen Anwendungsfall um weitere

relevante Gesichtspunkte erweitert werden müßte, wird das

nachfolgende abstrahierte Entscheidungsmodell entwickelt (s.a.

Wittrock 1992). Bei der Modellformulierung wird die folgende

Notation verwendet:

i∈I Arbeitsstationen

j∈J, j∈J(i) Arbeitsaufträge (bzw. Arbeitsaufträge,

die in Arbeitsstation i bearbeitet wer-

den müssen)

q∈Q, q∈Q(i) Anforderungsprofile (bzw. Anfor-

derungsprofile, die in Arbeitsstation i

benötigt werden)

k∈K, k∈K(q) Personalkategorien (bzw. Personal-

kategorien, die über Anforderungs-

profil q verfügen)

bj Anzahl der zu bearbeitenden Arbeits-

aufträge vom Typ j


Günther/Strauß

aij Belegungszeit der Arbeitsstation i

durch eine Einheit des Arbeitsauftrags j

diq Anzahl Maschinenbediener des

Anforderungsprofils q, die zum Betrieb

der Arbeitsstation i benötigt werden

PKk Personalkapazität der Personal-

kategorie k

Die Freiheitsgrade des zu lösenden Entscheidungsproblems

bestehen darin, die Personalkapazitäten aus den verschiedenen

vorhandenen Personalkategorien so den einzelnen Arbeitsstatio-

nen zuzuweisen, daß die Gesamtausbringung des Produktions-systems maximiert wird. Hieraus leiten sich die folgenden Ent-scheidungsvariablen ab:

xik der Arbeitsstation i∈ I zugeordnete

Personalkapazität der Kategorie k∈ K (xik ≥ 0)

z Gesamtkapazität des Fertigungssystems (z ≥ 0)


Günther/Strauß

Die Deckung des Kapazitätsbedarfs durch Personalbereit-

stellung aus den verschiedenen Personalkategorien k∈K(q), die

über das jeweilige Qualifikationsprofil q verfügen, wird durch die

folgende Bedingung gesichert: x b a d i I q Q iik j ij iq

j J ik K q≥ ⋅ ⋅ ∈ ∈∑∑

∈∈, ' ( )

( )( ) (4)

wobei mit q∈Q'(i) die Elemente aus der Potenzmenge der in Ar-

beitsstation i benötigten Anforderungsprofile bezeichnet werden.

Zur Erklärung der rechten Seite dieser Nebenbedingung sei

zunächst eine einzelne Arbeitsstation i∈I betrachtet. Sie wird von

bj Arbeitsaufträgen eines bestimmten Typs j∈J(i) durchlaufen.

Die Verweilzeit eines Arbeitsauftrags in dieser Station ergibt sich

als Produkt aus der Auftragsgröße bj und der zugehörigen Bele-

gungsdauer je Mengeneinheit aij. Durch die weitere

Multiplikation mit dem Parameter diq (Anzahl der benötigten

Maschinenbediener des Anforderungsprofils q) erhält man die

dem jeweiligen Anforderungsprofil entsprechende

Personalkapazität, die für die Erledigung eines bestimmten

Arbeitsauftrags bereitzustellen ist. Von allen benötigten

Anforderungsprofilen ist soviel an Personalkapazität


Günther/Strauß

bereitzustellen, daß sämtliche Arbeitsaufträge j∈J(i), deren

Arbeitspläne die Bearbeitung in Arbeitsstation i vorsieht, dort

ausgeführt werden können.

Andererseits ist die Bereitstellung an Personalkapazität auf

PKk Einheiten der Personalkategorie k∈K begrenzt. Folglich muß

gelten:

x PK k Kik ki I

≤ ∈∑∈

(5)

Aus der bildhaften Vorstellung, daß sämtliche

Arbeitsaufträge, einem vorherrschenden Prozeßschema folgend,

die Arbeitsstationen des betrachteten Fertigungsbereichs

überwiegend in derselben Flußrichtung durchlaufen, drängt sich

die Zielsetzung auf, daß in der angenommenen Sequenz von

Arbeitsstationen diejenige den Engpaß bildet, die den geringsten

Durchfluß zuläßt. Will man die Produktionsleistung (gemessen

als der in Kapazitätseinheiten ausgedrückte Output des gesamten

Produktionssystems) maximieren, so sind die Kapazitäten der

einzelnen Arbeitsstationen hinsichtlich aller dort benötigten

Anforderungsprofile zu nivellieren. Zur Umsetzung dieser

Zielvorstellung dient die folgende Nebenbedingung:


Günther/Strauß

zx

b a di I q Q i

ikk K q

j ij iqj J i

≤

∑

⋅ ⋅∑∈ ∈∈

∈

( )

( )

, ' ( ) (6)

in Verbindung mit der Zielfunktion:

Maximiere z (7)

Die Nebenbedingungen (4) bis (6) bilden in Verbindung mit

der Zielfunktion (7) ein lineares Optimierungsmodell, das mit

Hilfe der heute verfügbaren PC-Software bequem gelöst werden

kann. Aus der Lösung eines solchen Modells läßt sich zwar nicht

unmittelbar ableiten, an welchen Arbeitsstationen die Mitarbeiter

eingesetzt werden, und wann sie zu einer anderen Arbeitsstation

wechseln, doch ist aufgrund der gewählten Modellierung sicher-

gestellt, daß die als Ergebnis der Modellrechnung erhaltene Auf-

teilung der Personalkapazität stets in eine zulässige individuelle

Personalzuordnung aufgelöst werden kann. Erweiterungen des

dargestellten Entscheidungsmodells, z.B. um Gesichtspunkte der

flexiblen Schichtplanung oder zur Berücksichtigung einer dyna-

mischen Bedarfssituation, können ohne weiteres vorgenommen

werden.


Günther/Strauß

Abschließend soll die Formulierung des Entscheidungsmo-

dells anhand eines einfachen Zahlenbeispiels belegt werden, des-

sen Ausgangsdaten in den Tabellen 6 bis 8 zusammengestellt

sind. In den Tabellen 6 und 7 zeigen die Einträge 0 bzw. 1 an, ob

ein bestimmtes Qualifikationsmerkmal gegeben ist oder nicht.

Man kann aus den Tabellen 6 und 7 ablesen, daß das erste in Ar-

beitsstation 1 benötigte Anforderungsprofil, nämlich (0,1,1,0),

durch sämtliche Personalkategorien erfüllt wird, während der Per-

sonalkapazitätsbedarf hinsichtlich des zweiten benötigten Anfor-

derungsprofils (1,1,0,0) nur durch die Personalkategorien 1 und 3

gedeckt werden kann. In Arbeitsstation 2 erfüllen sämtliche Per-

sonalkategorien das zweite und die Personalkategorien 2 und 3

das erste der beiden benötigten Anforderungsprofile.

Personal- kategorie

Qualifikations- profil

Personalkapazität (Std./Woche)

1 1,1,1,0 200 2 0,1,1,1 180 3 1,1,1,1 60

Tabelle 6: Personalkategorien (Zahlenbeispiel)


Günther/Strauß

Arbeits- station

Anforderungs- profil

Bediener- mannschaft

1 0,1,1,0 1,1,0,0

2 Personen 1 Person

2 0,0,1,1 0,1,1,0

1 Person 3 Personen

Tabelle 7: Arbeitsstationen (Zahlenbeispiel)

Arbeits- Belegungszeit (Std./Stk.) Auftrags- auftrag Station 1 Station 2 anzahl

1 1,0 1,5 10 2 0,5 1,2 20 3 1,5 0,5 30

Tabelle 8: Arbeitsaufträge (Zahlenbeispiel)

Das Modell enthält die folgenden Nebenbedingungen, wobei

redundante Nebenbedingungen in Klammern gesetzt sind:

Deckung des Kapazitätsbedarfs (Arbeitsstation 1) (x1,1 + x1,2 + x1,3 ≥ 10 . 1,0 . 2 + 20 . 0,5 . 2 + 30 . 1,5 . 2 = 130)

x1,1 + x1,3 ≥ 10 . 1,0 . 1 + 20 . 0,5 . 1 + 30 . 1,5 . 1 = 65

x1,1 + x1,2 + x1,3 ≥ 195

Deckung des Kapazitätsbedarfs (Arbeitsstation 2)


Günther/Strauß

x2,2 + x2,3 ≥ 10 . 1,5 . 1 + 20 . 1,2 . 1 + 30 . 0,5 . 1 = 54

(x2,1 + x2,2 + x2,3 ≥ 10 . 1,5 . 3 + 20 . 1,2 . 3 + 30 . 0,5 . 3 = 162)

x2,1 + x2,2 + x2,3 ≥ 216

Bereitstellung der Personalkapazität x1,1 + x2,1 ≤ 200

x1,2 + x2,2 ≤ 180

x1,3 + x2,3 ≤ 60

Nivellierung der Personalkapazitätsausstattung (Arbeitsstation 1) (z ≤ (x1,1 + x1,2 + x1,3) / 130)

z ≤ (x1,1 + x1,3) / 65

z ≤ (x1,1 + x1,2 + x1,3) / 195

Nivellierung der Personalkapazitätsausstattung (Arbeitsstation 2) z ≤ (x2,2 + x2,3) / 54

(z ≤ (x2,1 + x2,2 + x2,3) / 162)

z ≤ (x2,1 + x2,2 + x2,3) / 216


Günther/Strauß

Als eine von mehreren optimalen Lösungen erhält man: x1,1 = 200; x1,2 = 8,76; x1,3 = 0;

x2,1 = 0; x2,2 = 171,24; x2,3 = 60;

z = 1,07056

Insgesamt steht in dem betrachteten Zahlenbeispiel ein Ka-

pazitätsangebot von 440 einem gesamten Kapazitätsbedarf von

411 Einheiten gegenüber. Aufgrund der gewählten Zielfunktion

wird die Überschußkapazität von 29 Einheiten gleichmäßig auf

alle Arbeitsstationen bzw. die jeweiligen Anforderungsprofile

verteilt. Das Verhältnis von zugeteilter Kapazität und Kapazitäts-

bedarf entspricht jeweils dem Zielwert z = 1,07056; d.h. jeder Ar-

beitsstation steht eine Reservekapazität von ca. 7% zur Verfü-

gung.

D. Abschließende Bemerkungen

Arbeitsflexibilisierungen werden nicht nur von der Wirtschaft,

sondern auch von den Arbeitnehmern und gesellschaftlichen

Kräften immer stärker gefordert. Die Wirtschaft hat dabei zwei


Günther/Strauß

Interessenschwerpunkte: zum einen die Anpassung der Personal-

kapazität an den Kapazitätsbedarf (Beschäftigungsglättung) und

zum anderen die effiziente Nutzung kapitalintensiver Fertigungs-

anlagen durch die Ausdehnung der Betriebszeiten. Den Arbeit-

nehmern geht es darum, durch die Auflockerung der persönli-

chen Arbeitszeitzwänge die individuelle Lebensqualität zu ver-

bessern. Dazu gehören nicht nur die Mitgestaltung der Arbeitszeit,

sondern auch der gesicherte Arbeitsplatz, gesteigertes

Einkommen und ausgedehnte Freizeit. Die offenkundigen

Gegensätze zwischen den persönlichen Interessen des Einzelnen

und den wirtschaftlichen Zielsetzungen der Unternehmung

erfordern jedoch eine Einigung zwischen

Arbeitnehmervertretungen und Unternehmensleitung sowie die

Aushandlung betriebsindividueller Lösungen. Nichtzuletzt

erwartet die Öffentlichkeit von flexibler Arbeit eine

Humanisierung des Arbeitslebens und eine Verringerung der

Arbeitslosigkeit.

Mit der Verkürzung der Wochen- und Jahresarbeitszeit ver-

liert auch das traditionelle Verständnis der "Einheit von Person

und Arbeitsstelle" zunehmend an Bedeutung. Je mehr die Be-


Günther/Strauß

triebszeiten der Unternehmung und die Arbeitszeiten des einzel-

nen Mitarbeiters divergieren, um so notwendiger werden Über-

einkünfte und Absprachen zwischen den Mitarbeitern und ihren

unmittelbaren Vorgesetzten über die Regelung der Arbeitszeit und

der täglichen Arbeitseinsätze. Diese Entwicklung trägt vor allem

neue Anforderungen hinsichtlich der Personalverantwortung an

die unteren und mittleren Managementebenen heran. Die damit

verbundene Flexibilisierung der Personalkapazität stellt jedoch

kein in sich geschlossenes Entscheidungsproblem dar, sondern

muß stets im Kontext einer mehrstufigen Unternehmensplanung

gesehen werden (vgl. Günther 1990). Der Erfolg der in Frage

kommenden Maßnahmen hängt wesentlich vom Grad der Integra-

tion in die Unternehmensgesamtplanung und von einer sorgfälti-

gen Abstimmung der Maßnahmen vor ihrer Realisierung ab.


Günther/Strauß

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flexible schicht- und personaleinsatzplanung

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