In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Fertigungsablauf lernen die Schülerinnen und Schüler die Organisation von Fertigung und Montage kennen.Seit Henry Ford Anfang des letzten Jahrhunderts die Fließbandfertigung entwickelte und perfektionierte, hat sich die industrielle Produktion immer weiter ausgebreitet und ausdifferenziert. Heute gibt es ganze Wissenschaften, die sich den Themen Fertigung und Montage widmen. Anhand des Beispiels einer Computermontage erfolgt der Einstieg in die Problematik der Organisation von Fertigung und Montage. Dabei werden zunächst die Fertigungsarten (Einzelfertigung, Serienfertigung, Massenfertigung) und die Arbeitsteilung (Art- und Mengenteilung, Kapazitätsfeld) betrachtet und mit Übungen vertieft. Die vier Ablaufprinzipien Werkstattfertigung, Inselfertigung, Reihenfertigung und Fließfertigung werden in Gruppen erarbeitet und präsentiert. Abschließend können die vier Ablaufprinzipien den Fertigungsarten sinnvoll zugeordnet werden. Hinführung Der Fertigungsablauf in der Produktion und Montage wird ausgehend von einem Beispiel (Montage von Computern) zunächst im Hinblick auf die Fertigungsarten (Unterscheidung nach der Stückzahl) betrachtet. Anschließend wird die Möglichkeit der Arbeitsteilung in Form der Art- oder Mengenteilung anhand einer PowerPoint-Präsentation vorgestellt. Vor- und Nachteile werden fragend-entwickelnd mit den Lernenden erarbeitet. Die grafische Darstellung der Arbeitsteilung im Kapazitätsfeld und mithilfe der Kapazitätshyperbel wird wiederum mit PowerPoint entwickelt und anhand einer Übung angewendet. Gruppenarbeit In Gruppen erarbeiten die Schülerinnen und Schüler dann die Ablaufprinzipien (räumliche Anordnung der Arbeitsplätze / Maschinen) mithilfe von Informationsblättern und präsentieren ihre Ergebnisse auf vorstrukturierten Folien oder mit PowerPoint. Abschließend werden die zu Beginn der Unterrichtseinheit erarbeiteten Fertigungsarten den Ablaufprinzipien in einer Matrix zugeordnet. Den Abschluss bildet eine Aufgabe zum Einstiegsbeispiel der Computermontage. Unterrichtsverlauf "Fertigungsablauf" Der thematische Ablauf der Unterrichtsstunde wird detailliert erläutert. Die Schülerinnen und Schüler erklären den Begriff Fertigungsarten und nennen die Fertigungsarten. unterscheiden Art- und Mengenteilung sowie erläutern Vor- und Nachteile. erklären Kapazitätsfeld und Kapazitätshyperbel. erstellen Kapazitätsbedarfe berechnen und Kapazitätsfelder. erklären die Ablaufprinzipien. ordnen die Fertigungsarten den Ablaufprinzipien zu. Zum Einstieg wird anhand einer Folie das Beispiel "Computermontage" betrachtet. Ideen der Schülerinnen und Schüler zur Problemstellung können eventuell an der Tafel gesammelt oder auch mündlich vorgetragen werden. Die Erörterung führt zum Thema der Unterrichtseinheit: Wie kann die Fertigung beziehungsweise Montage bei größeren Stückzahlen organisiert werden? Zunächst unterscheiden die Lernenden die Fertigung nach der produzierten Stückzahl. Man spricht hierbei von Fertigungsarten (Einzelfertigung, Kleinserienfertigung, Großserienfertigung und Massenfertigung). Diese Fertigungsarten werden mithilfe der PowerPoint-Präsentation vorgestellt. Die Überlappung der Bereiche soll dabei verdeutlichen, dass die Übergänge fließend sind und man nicht bis zu einer bestimmten Stückzahl x von der einen Fertigungsart und bei x+1 Stück von der anderen Fertigungsart sprechen kann. Die Beispiele zur Computermontage aus der Einstiegsfolie können dann den vorgestellten Fertigungsarten zugeordnet werden. Anhand der Folie wird die Arbeitsteilung differenziert in Art- und Mengenteilung vorgestellt. Vor- und Nachteile werden im fragend-entwickelnden Unterrichtsgespräch gesammelt und auf der Folie notiert. Die Schülerinnen und Schüler erhalten anschließend die Folie als Arbeitsblatt und ergänzen die Vor- und Nachteile. Mithilfe der PowerPoint-Präsentation wird die grafische Darstellung der Art- und Mengenteilung vorgestellt. Ebenso wird die Kapazitätshyperbel durch schrittweises Einblenden der Elemente entwickelt. Die Kapazitätsteilung wird am Beispiel von vier Arbeitsplätzen mit der PowerPoint-Präsentation dargestellt. Eine weitere PowerPoint-Folie zeigt die Berechnung eines Kapazitätsbedarfs. Nach Abschluss der Präsentation erhalten die Lernenden das Arbeitsblatt "Kapazitätsfeld" und ergänzen die fehlenden Elemente (Kapazitätsfelder der Art- und Mengenteilung sowie die Kapazitätshyperbel). Das Arbeitsblatt wird auf einer projizierten Folie besprochen. Die Schülerinnen und Schüler erhalten das Übungsblatt "fertigungsablauf_kapazitaetsfeld_uebung" und bearbeiten es selbstständig. Die Besprechung erfolgt anhand der Lösungsfolie "fertigungsablauf_kapazitaetsfeld_loesung". Bei Übung 3b sind auch weitere Lösungen möglich. Hier muss darauf geachtet werden, dass die Flächen aller Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter gleich groß sind. Bei der Gestaltung des Arbeitsablaufs sind neben den Fertigungsarten und der Arbeitsteilung auch die Ablaufprinzipien von großer Bedeutung. Ablaufprinzipien stehen für die räumliche Anordnung zum Beispiel der Maschinen oder Montageplätze und deren Verbindung. So können die einzelnen Montageplätze durch ein Fließband verbunden werden oder in Gruppen zusammengefasst sein. Die Lernenden erarbeiten nach einem Arbeitsauftrag auf Folie die Ablaufprinzipien Werkstattfertigung, Reihenfertigung, Fließfertigung und Inselfertigung mithilfe von Informationsblättern und präsentieren die Ergebnisse auf vorstrukturierten Folien. Zur Informationsbeschaffung (insbesondere auch von Bildern) kann das Internet eingesetzt werden. Ebenso ist eine Präsentation der Ergebnisse mit PowerPoint möglich, wenn genügend Computer zur Verfügung stehen. Abschließend oder als Hausaufgabe kann die Aufgabenstellung zur Computermontage auf dem Arbeitsblatt unten bearbeitet werden. Hier sind verschiedene Lösungen möglich, die mit den Schülerinnen und Schülern diskutiert werden sollten. Daher liegt hier keine Musterlösung bei.