Produktionswirtschaft

Kern und Abgrenzung

Die Produktionswirtschaft, auch Produktionswirtschaftslehre (PW oder PWL), ist der Teil der Betriebswirtschaftslehre, der sich mit allen kaufmännischen Aufgaben der Produktion beschäftigt. Produktion wird dabei nicht nur technisch verstanden, sondern als wirtschaftlich zu planender, zu steuernder und zu überwachender Prozess. Sie umfasst unter anderem Produktions- und Kostentheorie, Produktionsprogramm, Produktionsprozess, Produktionsverfahren, Organisation der Produktion und Gestaltung der Produktionspotentiale.

Sie unterscheidet sich von der Produktionstechnik, die vor allem technische Fragen behandelt. Außerdem grenzt sie sich von Finanzwirtschaft, Personalwirtschaft oder Absatzwirtschaft ab, weil sie die Produktion ganzheitlich unter ökonomischen, ökologischen und mitarbeiterbezogenen Gesichtspunkten betrachtet. Neuere Konzepte wie Advanced Planning and Scheduling beziehen auch angrenzende Bereiche wie Beschaffung, Bereitstellung von Teilen und Baugruppen sowie Distribution der Produkte ein.

Grundsätzlich kann Produktionswirtschaft auch Dienstleistungen betreffen. Häufig wird sie aber auf Industrie und Sachgüterproduktion bezogen und dann als industrielle Produktionswirtschaft oder Fertigungswirtschaft verstanden. Fertigung meint meist die Herstellung diskreter Sachgüter und deren Montage. Zur Produktionswirtschaft gehören daher sowohl Fragen nach Maschinen und Material als auch Fragen nach Arbeit, Organisation, Kosten, Umwelt und Planung.

Entwicklung und Einordnung

Historisch entstanden produktionswirtschaftliche Fragen mit der industriellen Revolution, als größere Manufakturen und Fabriken organisiert werden mussten. Ingenieure suchten nach Wegen, Produktion besser zu planen und Arbeitsgänge zu verbessern. Der amerikanische Ingenieur Taylor begann 1883 mit der wissenschaftlichen Betriebsführung (Scientific Management), bei der Arbeitsgänge mit Stoppuhren optimiert wurden. Frank und Lillian Gilbreth entwickelten daraus Systeme vorbestimmter Zeiten, die noch heute bei der Planung von Produktionssystemen verwendet werden.

In der Betriebswirtschaftslehre wurde Produktion zunächst besonders in der Industriebetriebslehre behandelt. Während des Wirtschaftswunders standen viele Unternehmen vor einem Verkäufermarkt: Es gab genügend zahlungsbereite Kunden, aber die Produktion konnte die Nachfrage nicht vollständig bedienen. Deshalb rückten Kapazitätserhöhung, optimale Auslastung und kostengünstige Produktion in den Mittelpunkt.

Erich Gutenberg prägte die Produktionswirtschaft stark. In seinem 1951 erschienenen Hauptwerk Die Produktion verstand er Produktion als betriebliche Hauptfunktion. Er entwickelte die Produktionstheorie weiter, unter anderem mit der Gutenberg-Produktionsfunktion. Bekannt ist auch seine Einteilung der Produktionsfaktoren in Arbeit, Werkstoffe und Betriebsmittel sowie der zusätzliche dispositive Faktor, also planende, leitende und lenkende Tätigkeiten der Unternehmensführung.

Seit den 1970er Jahren wandelten sich viele europäische Märkte vom Verkäufermarkt zum Käufermarkt. Unternehmen konnten nicht mehr einfach möglichst viel produzieren, sondern mussten sich stärker an Nachfrage, Variantenvielfalt und Kundenwünschen orientieren. Dadurch wurden Flexibilität, Losgrößenoptimierung, Feinsteuerung, EDV-Systeme, neue Organisationsformen und neue Entlohnungs- und Anreizsysteme wichtiger. Seit den 1990er Jahren traten Umweltfragen stärker hinzu, etwa Abwasser, Abgase, Verschnittreste, Ressourceneffizienz und Kreislaufwirtschaft. Moderne Produktionswirtschaft versteht sich daher als angewandte, interdisziplinäre Lehre vom Produktionsmanagement.

Grundbegriffe, Ziele und Produktionssysteme

Produktionsfaktoren sind alle materiellen und immateriellen Mittel und Leistungen, die an der Produktion von Gütern mitwirken. Dazu gehören Arbeitskräfte, Maschinen, Werkzeuge und planerisch-koordinierende Tätigkeiten. Gutenberg unterschied elementare Faktoren, nämlich Arbeit, Werkstoffe und Betriebsmittel, sowie dispositive Faktoren wie Leitung, Planung, Organisation und Kontrolle. Werkstoffe können Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffe sein; Betriebsmittel können materiell oder immateriell sein, etwa Patente oder Lizenzen.

Für Produktion gibt es mehrere Definitionen. Produktion als Faktorkombination bedeutet: Arbeitskraft, Betriebsmittel und Werkstoffe werden kombiniert, um Produkte zu erzeugen. Produktion als betriebliche Phase liegt zwischen Beschaffung und Absatz und betont die Transformation, also die Umwandlung, im Gegensatz zu bloßem Transport oder Eigentümerwechsel. Produktion als Wertschöpfung grenzt sich von Konsumtion ab; dabei können auch Prozesse wie Müllverbrennung dazugehören, wenn aus Müll wertvollere Produkte wie Energie und Abgase entstehen. Sachgüter sind lagerbar, Dienstleistungen dagegen werden gleichzeitig produziert und konsumiert.

Produktionswirtschaftliche Ziele haben eine Bewertungs- und Koordinationsfunktion. Sachziel ist die Erzeugung der geplanten Produkte. Formalziele beschreiben Input-Output-Beziehungen. Dazu zählen technische Ziele wie Produktivität, ökonomische Ziele wie Gewinn, Rentabilität oder Umsatz, soziale Ziele wie Gesundheit der Arbeitnehmer oder Arbeitsplatzerhalt und ökologische Ziele wie Emissionswerte oder Recyclingquoten. Daraus folgen weitere Ziele wie niedrige Produktionskosten, kurze Durchlaufzeiten, gute Termineinhaltung, hohe Stückzahlen und Qualität.

Ein Produktionssystem ist aus systemtheoretischer Sicht das Untersystem eines Unternehmens, das für Produktion zuständig ist. Beispiele sind Werke, Fabriken, Montagelinien, Werkstätten oder einzelne Maschinen. Wichtige Eigenschaften sind Kapazität, also das Leistungsvermögen in einem bestimmten Zeitraum, und Flexibilität, also die Fähigkeit zur Anpassung an veränderte Bedingungen. Die Grundelemente sind Input, Throughput und Output: Input sind Produktionsfaktoren, Throughput ist der eigentliche Produktionsprozess, Output sind die erzeugten Endprodukte, Dienstleistungen oder Informationen.

Planung von Programm, Potentialen und Prozessen

Die Produktionswirtschaft wird oft nach dem 3-P-Konzept gegliedert: Produkt- und Programmplanung, Potentialgestaltung und Prozessplanung. Die Produkt- und Programmplanung klärt, was und wie viel produziert wird. Die Potentialgestaltung fragt, womit produziert wird. Die Prozessplanung legt fest, wie produziert wird.

Im Produktionsprogramm ist festgelegt, welche und wie viele Produkte ein Unternehmen herstellt. Strategisch entscheidet ein Unternehmen über Breite des Programms, also wie viele Produktfelder es bedient, und Tiefe des Programms, also wie hoch der eigene Wertschöpfungsanteil ist. Außerdem entscheidet es über seine Wettbewerbsstrategie: etwa niedrige Stückkosten durch hohe Stückzahlen oder hohe Preise durch starke Anpassung an Kundenerwartungen. Bei schwankender Nachfrage gibt es zwei Grundwege: Bei der Emanzipation der Produktion vom Absatz wird gleichmäßig produziert und Lagerbestände gleichen Nachfrageschwankungen aus. Bei der Synchronisation der Produktion mit dem Absatz wird in jeder Periode genau so viel produziert wie abgesetzt werden soll.

Zur Potentialgestaltung gehören Arbeit, Betriebsmittel, Material, Standorte sowie Rechte wie Patente oder Lizenzen. Arbeit bleibt auch in automatisierten Fabriken wichtig, weil Maschinen geplant, gewartet und instand gehalten werden müssen. Themen sind Ergonomie, Motivation, Ausbildung, Lerneffekte, Tagesrhythmus, Arbeitsaufgaben, Führungsstile und Arbeitsumwelt. Betriebsmittel sind Objekte, die zur Produktion nötig sind, aber nicht materiell in das Produkt eingehen, zum Beispiel Werkzeugmaschinen, Schweißroboter, Fördermittel oder Lagereinrichtungen. Ihre Beschaffung, Instandhaltung und spätere Aussonderung müssen wirtschaftlich geplant werden. Materialwirtschaft befasst sich mit Bedarfsermittlung, Lagerhaltung, Bestellmengen, ABC-Analyse, optimaler Bestellmenge, Just-in-time-Konzept und Bestellpolitik.

Die Prozessgestaltung umfasst Layoutplanung, Terminplanung, Losgrößenplanung und Reihenfolgeplanung. Die Layoutplanung sucht die beste Anordnung von Produktionsmitteln, um Transportaufwand, Durchlaufzeit oder Flexibilität zu verbessern. Terminplanung legt fest, wann Produkte oder Lose produziert und fertiggestellt werden sollen. Losgrößenplanung fragt nach der optimalen Anzahl gleichartiger Produkte, die ohne Rüstvorgänge gefertigt werden. Große Lose senken Rüstzeiten und Rüstkosten, erhöhen aber Durchlaufzeiten und Lagerkosten. Reihenfolgeplanung bestimmt, welche Aufträge wann auf welcher Maschine bearbeitet werden. Dabei können Terminüberschreitung, Durchlaufzeit oder Auslastung optimiert werden; alle drei Kriterien zugleich optimal zu erfüllen ist als Dilemma der Ablaufplanung bekannt.

Theorie und Produktionstypen

Die Produktions- und Kostentheorie beschreibt mathematisch den Zusammenhang zwischen Input und Output. Die Produktionstheorie betrachtet Einsatzmengen der Produktionsfaktoren und Ausbringungsmengen der Güter mithilfe von Produktionsfunktionen. Die Kostentheorie bewertet diese Einsatzmengen mit Kosten und nutzt Kostenfunktionen, um eine optimale Produktionsmethode zu finden.

Ein einfaches Beispiel ist die Produktionsfunktion x = 2r. Dabei ist x die Ausbringungsmenge, also Output oder Menge der erzeugten Produkte, und r die Einsatzmenge, also Input oder Menge der verwendeten Faktoren. Bewertet man Faktoren mit Preisen p, entstehen Kostenfunktionen. Wenn eine Einheit r 5 Geldeinheiten kostet, ergibt sich im Artikel als Kostenfunktion K(x) = px = 10x. Komplexere Funktionen verwenden mehrere Faktoren r1, r2, r3, ..., ri und mehrere Produkte x1, x2, x3, ..., xj.

Wichtig sind substitutionale Produktionsfunktionen. Bei ihnen kann eine bestimmte Ausbringungsmenge mit verschiedenen Faktorkombinationen erreicht werden. Bei x = r1r2 kann etwa x = 10 durch r1 = 5 und r2 = 2 oder durch r1 = 10 und r2 = 1 entstehen. Bewertet man den Faktorverbrauch mit Kosten, sucht man die Minimalkostenkombination, also das Verhältnis r1/r2 mit minimalen Kosten. Wichtige Produktionsfunktionen sind die ertragsgesetzliche Produktionsfunktion, auch Produktionsfunktion vom Typ A, die Cobb-Douglas-Funktion und die Gutenberg-Produktionsfunktion, auch Funktion vom Typ B.

Produktionssysteme werden außerdem nach Produktionstypen unterschieden. Bei der Werkstattproduktion werden gleichartige Maschinen in Werkstätten zusammengefasst, zum Beispiel Dreherei, Fräserei oder Lackierabteilung; sie ist flexibel. Bei der Fließfertigung stehen Maschinen in fester Reihenfolge, und Produkte werden mit Fördereinrichtungen weitergegeben; sie ermöglicht hohe Stückzahlen bei geringer Flexibilität. Gruppenproduktion, auch Insel- oder Zentrenproduktion, verbindet Merkmale von Werkstatt- und Fließproduktion. Nach Auflagengröße unterscheidet man Einzelproduktion, Serienproduktion, Sortenproduktion, Massenproduktion und Mass Customization. Einzelproduktion fertigt einmalig für bestimmte Kunden, Serienproduktion stellt mehrere identische Produkte vor einer Umstellung her, Sortenproduktion produziert viele gleiche, aber ähnliche Varianten, Massenproduktion erzeugt eine Produktart in sehr großen Mengen, und Mass Customization verbindet kundenbezogene Einzelaufträge mit Massenproduktion.

Integrative Konzepte, Ausbildung und Forschung

Integrative Konzepte versuchen, Teilprobleme der Produktion gemeinsam zu lösen, weil eine optimale Lösung in einem Bereich andere Bereiche verschlechtern kann. Die Produktionsplanung und -steuerung umfasst Vorgänge, die für die Produktion von Waren und Gütern nötig sind. In der Literatur werden Produktionsplanung mit Produktionsprogrammplanung, Materialbedarfsplanung und Produktionsprozessplanung sowie Produktionssteuerung mit Auftragsfreigabe und Auftragsüberwachung unterschieden. Je nach Push- oder Pull-Prinzip sind PPS-Systeme unterschiedlich ausgestaltet.

Computer-integrated manufacturing (CIM) ist ein Sammelbegriff für PC-basierte technische Konzepte. Dazu gehören CAD für computer-aided design, also rechnerunterstütztes Konstruieren, CNC für computerized numerical control, also das Programmieren von Maschinen, und CAQ für computer-aided quality assurance, also rechnerunterstützte Qualitätssicherung. Diese Systeme haben Schnittstellen zu PPS-Systemen, etwa wenn Bearbeitungszeiten aus Arbeitsplänen an die Planung weitergegeben werden.

Lean Production, auf Deutsch schlanke Produktion, umfasst Methoden zur Vermeidung von Verschwendung. Ziel ist zum Beispiel, wenig Material zu lagern, weil Lagerbestände Kapital binden. Dazu gehören Just-in-time-Lieferung, gegebenenfalls Just-in-sequence-Produktion, Pull-Prinzip, kontinuierliche Verbesserungsprozesse, Autonomation und Poka Yoke. Die Logistik betrachtet die Lieferkette von Beschaffung über Produktion bis zum Kunden; Supply Chain Management bezieht zusätzlich Zulieferer und Kunden ein. Qualitätsmanagement ist eine Führungsaufgabe für Produkte und Prozesse. Total Quality Management bindet alle Mitarbeiter ein, Six Sigma arbeitet mit statistischen Methoden wie Prozessfähigkeitsuntersuchungen und statistischer Prozesslenkung, und die Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse soll mögliche Fehler schon in der Planung berücksichtigen.

In Deutschland finden sich produktionswirtschaftliche Inhalte in gewerblich-technischen und kaufmännischen Ausbildungen, Weiterbildungen und Studiengängen. Industriekaufleute lernen etwa Fertigungsorganisation, Materialwirtschaft, Logistik, Produktionstypen, Produktionsplanung und -steuerung sowie Qualitätsmanagement. In Studiengängen der Betriebswirtschaft, Logistik, Ingenieurwissenschaften, Wirtschaftsinformatik und im Wirtschaftsingenieurwesen werden produktionswirtschaftliche Inhalte ebenfalls behandelt.

Als Wissenschaft verfolgt die Produktionswirtschaft beschreibende, erklärende und gestaltende Ziele. Sie bildet Begriffe und Typen, erklärt Zusammenhänge durch Theorien und Funktionen und entwickelt Handlungsempfehlungen, zum Beispiel für optimale Losgrößen oder Auftragsreihenfolgen. Forschungsthemen sind unter anderem Umweltschutz, Kreislaufwirtschaft, Humanisierung der Arbeit, Arbeitszufriedenheit, Gruppen- und Inselfertigung sowie Effizienzsteigerung durch kontinuierliche Verbesserungsprozesse.