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Prozessplanung und -steuerung

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by

Clarissa Hagemann

on 8 April 2014

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Transcript of Prozessplanung und -steuerung

Lehrveranstaltung
Prozessplanung
und -steuerung

CIM
PPS
Produkt-entwicklung
Transformationsprozess
Fertigungsarten
(Computer Integrated Manufacturing)
= Computer Integrierte Fertigung

Die
Integration von isolierten EDV-Systemen
, welche jeweils einen eng umgrenzten Aufgabenbereich abdecken (Insellösungen), in ein unternehmensweites Informationskonzept
begünstigt
die
Prozessabläufe
. Diese computergestützte Produktion wird allgemein unter dem Begriff CIM verstanden.
Es gibt jedoch nicht "das CIM-System", da dieses für jedes Unternehmen individuell maßgeschneidert werden muss.
PPS umfasst die Gesamtheit der Dispositionen, die auf die Festlegung eines
Absatz- oder Produktionsprogramms
und die Bestimmung des
Vollzugs dieses Programms in mengen- mäßiger und zeitlicher Hinsicht
ausgerichtet wird.
Die Aufgabe besteht somit in der optimalen terminlichen und mengenmäßigen
Koordination der Elementarfaktoren
Material, Personal und Betriebsmittel.

Hauptfunktionen
Produktionsprogrammplanung
Mengenplanung
Termin- und Kapazitätsplanung
Fertigungssteuerung
Die gesamte

Aktivität eines Unternehmens
ist als Transformationsprozess zu verstehen, in welchem aus dem
"
Input
"

(= Menschen, Maschinen, Gebäude, Material, Energie, Informationen)
der

"Output"
(= physikalische Güter, [unterstützende] Dienstleistungen, [neue] Informationen) generiert wird.

Der Prozess muss im Hinblick auf die stark voneinander anhängigen Faktoren
Qualität
,
Kosten
und
Produktivität
bewertet und und optimiert werden.
Für die Festlegung der wesentlichen
Prozessentscheidungen
, welche
die Art des Prozesses
den Grad der vertikalen Integration
die Flexibilität der Ressourcen
die Höhe des Kapitaleinsatzes
betreffen, ist es wichtig zu
berücksichtigen, in welchem Bereich der "Fertigungsarten" das Unternehmen agiert
.

Je nach Art der Fertigung gibt es große Unterschiede in der Produktionsweise, da bei jeder Fertigungsart unterschiedliche Aspekte von besonderer Bedeutung sind, z.B. im Hinblick auf:
Art der Betriebsanlagen
Kapitalbindung
Ausrichtung und Qualifikation des Personals

QFD
Bei QFD handelt es sich um eine Methode, durch die die
Entwicklung von Produkten und Dienstleistungen auf die Anforderungen, Vorlieben und Wünsche der Kunden ausgerichtet
wird.
Dies geschieht mithilfe von Qualitätstafeln, in welche alle für diese Ausrichtung relevanten Informationen enthalten sind.
Concurrent Engineering
Concurrent Engineering bezeichnet eine Vorgehensweise in der Produktentwicklung, durch die die
Entwicklungsphase
eines neues Produktes
verkürzt,
spätere produktionsinduzierte
Veränderungen vermieden
und die
Abstimmung
von Entwicklung und Produktion insgesamt
verbessert
wird.
wichtige Begriffe und Abkürzungen
CAD
= Computer Aided Design
rechnerunterstützte(r) Entwurf/Konstruktion

CAM
= Computer Aided Manufacturing
rechnergestützte Fertigung

CAQ
= Computer Aided Quality Control
Qualitätskontrolle und - sicherung mit EDV-Unterstützung

CAE
= Computer Aided Engineering
Oberbegriff aller möglichen ingenieurmäßigen rechnerunterstützten Tätigkeiten

CAP
= Computer Aided Planning
rechnergestützte Arbeitsplanung

PPS
= Produktionsplanung und -steuerung
auftragsbezogene Arbeits- und Fertigungsplanung

BDE
= Betriebsdatenerfassung
(elektronisch gestützte) Erfassung von Daten aus der Produktion
Referenzmodelle
CIM-Referenzmodelle zeigen die
Struktur und das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten (PPS, CAD, CAP, CAM, CAQ) eines CIM-Konzeptes
auf und stellen somit ein wichtiges Hilfsmittel der Betriebsanalyse und der Konzeptentwicklung dar.
Als Ziel der Betriebsanalyse steht die Ermittlung
der betrieblichen Daten und Angaben, die für die Planung und Umgestaltung im Hinblick auf CIM erforderlich sind, sowie
der Ansatzpunkte für technische und betriebliche Verbesserungen bereits bestehender Systeme.

Es gibt viele verschiedene Referenzmodelle, die jeweils unterschiedliche Aspekte besonders in den Vordergrund stellen.
In den folgenden Rahmen werden einige davon vorgestellt:
weitere Begriffe und Abkürzungen
CAC
CAE
CAL
CAP
CAT
CAF
CAI
Betriebstypen
Merkmale der Typisierung:
CIM-Einführung
Die Einführung von CIM-Konzepten muss auf das jeweilige Unternehmen individuell abgestimmt sein, da sie vor dem Hintergrund der
bestehenden "Historien"
geschieht. Dabei sind die
bestehenden EDV-Systeme
("Insellösungen"),
Macht- und Hierarchiestrukturen
, sowie
Flexibilität und Ausbildungsstand der Mitarbeiter
zu beachten.
Grundsätzlich ist die CIM-Einführung nicht einfach und sollte sorgfältig geplant werden.
Anforderungen
PPS-Systeme sollten die folgenden Anforderungen möglichst gut erfüllen:

1. simultane
Planung aller Elementarfaktoren
2. Grundprinzip der
knappen Mengenplanung
3. Grundprinzip der
knappen Terminplanung
4.
Echtzeitplanung
5.
arbeitsübergreifende
Planung
Zielsetzungen
1. hohe Termintreue
2. kurze Durchlaufzeiten
3. hohe Kapazitätsauslastung
4. geringe Lagerbestände






Die anzustrebenden Zielsetzungen sind "
konfliktär
":
Wenn ein Ziel möglichst gut erreicht werden soll, werden die anderen negativ beeinflusst.
Modelle
Unterscheidung in einstufige und mehrstufige Systeme

einstufig:
alle Aspekte in einem Modell beschrieben
-> Vorteile
nur einem Gesamtmodell wird die gegenseitige Abhängigkeit der verschiedenen Teilmodelle adäquat abgebildet
global optimale Problemlösungen erreichbar

mehrstufig:

Gesamtproblem wird in Teilmodellen beschrieben
-> Vorteile
Komlexität von Planungsproblemen nur durch mehrstufige Modelle zu bewältigen
besseres Abbilden der Zukunftsunsicherheit
bessere Übereinstimmung mit organisatorischen Strukturen
vereinfachte Datenbeschaffung und erhöhte Datenqualität durch Verarbeitung der Daten in zusammengefasster Form
besser modularisierbar
CAD /CAM
CAD: Computer Aided Design
CAM: Computer Aided Manufacturing

CAD-Systeme zur Erstellung von Stammdaten des zu fertigendes Produktes und funktionierende CAM-Anbindungen sind, wie auch ein BDE-System als Schnittstelle zur Maschinensteuerung und Prozessdatengewinnung, Voraussetzungen für die Funktionsfähigkeit eines operationellen PPS-Systems.

Durch CAD/CAM soll durch Simualtion virtueller Produkte (im Bereich Textil Produkte der textilen Kette) eine
"ganzheitliche Produktentwicklung"
möglich sein.
Supply Chain Management
Supply Chain Management (
"Lieferkettenmanagement"
) bezeichnet den Aufbau und die Verwaltung integrierter Logistikketten (Material- und Informationsflüsse) über den gesamten Wertschöpfungsprozess, ausgehend von der Rohstoffgewinnung über die Veredelungsstufen bis hin zum Endverbraucher.

Herausforderungen:
Beherrschung der Komplexität
Schaffung von (Informations-) Transparenz
Unterstützung der Dynamik logistischer Netzwerke
MRP II
= Management Resources Planning
Komponten
Primärbedarfsplanung
Materialbedarfsplanung
Termin- und Kapazitätsplanung
Ablaufplanung und Steuerung
Varianten für Neuplanung:
ereignisorientiert (z.B. bei jedem neuen Kundenauftrag eine neue Planung) oder rollierend (in festgelegtem Zeitraum neue Aufträge sammeln und anschließend eine neue Planung)
"Net-change" (nur Zweige neu planen in denen neue Ereignisse stattgefunden haben) oder regenerativ (komplette Planung erneuern und darin die neuen Ereignisse integrieren)
Primärbedarfsplanung
Hauptaufgabe der Primärbedarfsplanung ist es, das
Produktionsprogramm festzulegen
, d.h.
wie viel und wann von welchem Erzeugnis
bei vorgegebener Produktpalette und Ausstattung mit Betriebsmitteln zu produzieren ist.

Für diese Aufgabe gibt es unterschiedliche Verfahren zur Unterstützung, wovon einige im Folgenden aufgeführt sind.
Materialbedarfsplanung
In der Materialbedarfsplanung wird bei vorgegebenen Produktionsprogramm festgelegt, welche Produkt- und Baugruppenlose zu fertigen sind.

2 Grundformen
(abhängig von Wert und Wiederbeschaffungszeit des Teils)
bedarfs- und programmgesteuerte Disposition:
Teilebedarf wird aus dem Produktionsprogramm bzw. dem prognostizierten Primärbedarf abgeleitet
-> eher hochwertige, nicht schnell beschaffbare Teile
verbrauchsgesteuerte Disposition:

Teilebedarf wird auf Grundlage von Vergangenheitsverbräuchen prognostiziert
-> eher geringwertige, schnell beschaffbare Teile
Datenverwaltung
Bei der Datenverwaltung, die alle Stamm- und Strukturdaten umfasst, sollen idealerweise alle Funktionsgruppen auf die gemeinsamen Grunddatenbestände zugreifen.

Arten von Daten
Stammdaten

(langfristig)
beschreiben die Eigenschaften von Systemelementen, Personen, Gegenständen etc.
Strukturdaten
(mittelfristig)
beschreiben Beziehungen zwischen Systemelementen nach Zahl und Art
Bewegungsdaten
(kurzfristig)
ändern sich laufend während des Produktionsprozesses und der Geschäftstätigkeit
Prozess - Gedanke
Datenspeicherung
Hierarchische Datenstruktur
Jedes Teil wird im PPS-System durch einen Teilestammsatz erfasst, welcher die für dieses Teil geltenden Datenfelder enthält. In den Datenfeldern sind die Identnummer, sowie klassifizierende und beschreibende Felder beinhaltet.
Aufgrund, dass es viele verschiedene Produkte mit unter-schiedlichen Merkmalen gibt, werden
Merkmalsleisten
verwendet.

Relationale Datenstruktur
Die Daten werden in
Tabellen
gespeichert, wobei jede Zeile ein Datensatz ist und jede Spalte Attributen (Eigenschaften) entspricht.
Die Beziehungen zwischen den Daten werden ebenfalls in Tabellen geführt.
Termin- und Kapazitätsplanung
Ablaufplanung und Steuerung
Zur Aufgabe der Fertigungssteuerung gehört die
Auftragsfreigabe
und
Feinterminierung
. Es wird die
Betriebsmittelbelegung
festgelegt und die
Fertigung überwacht
.
Für vorgegebene terminierte Fertigungslose ist festzulegen, in welcher Reihenfolge diese in welchem Arbeitsplatz zu bearbeiten sind.
Gozintograph
Stammdaten
Kundenstammdaten
Lieferantenstammdaten
Teilestammdaten
Produktionsprogrammplanung
Aufgabenstellung
:
Optimierung des "Produkt-Mixes"
Mathematischer Ansatz der "linearen Optimierung":
Maximiere die Summe der Deckungsbeiträge unter Beachtung von Absatzhöchstgrenzen, Kapazitätsrestriktionen und Negativitätsbedingungen
Prognoseverfahren
Prognose
= Aussage über die Zukunft, die sich auf Daten der Vergangenheit abstützt.
Aufgabe
: Vorhersage des Bedarfs
Annahme
: zukünftige Entwicklung folgt dem zurückliegenden Trend
aber
1. Prognosen sind stets "falsch"
2. Prognosen ändern sich laufend
3. Je weiter die Prognose in die Zukunft reicht,
desto unsicherer ist sie

-> unterschiedliche Verfahren für kurz-/ mittel-/ langfristiger Bedarf
Statistische Verfahren
1. Zeitreihenanalyse und
-extrapolation
2. Einfacher Durchschnitt
3. Gleitender Durchschnitt
4. Exponentielle Glättung
Für vorgegebene Fertigungslose ist festzulegen, wann diese im Rahmen bestehender Kapazitäten zu fertigen sind.
Durch die Durchlaufterminierung werden Start- und Endtermine für Fertigungs- bzw. Bestell-Aufträge ermittelt. Als Grundlage der Terminierung dienen Fertigungsaufträge und Arbeitspläne/ Wiederbeschaffungszeiten.

Terminierungsarten
Rückwärtsterminierung
Vorwärtsterminierung
Doppelte Terminierung
Rückwärtsterminierung
Bei der Rückwärtsterminierung wird aus dem Endtermin der letzten Fertigungsstufe der
spätest mögliche Anfangstermin für die erste Fertigungsstufe
berechnet.

Vorgehensweise:
1. Endtermin der letzten Fertigungsstufe ist bekannt
2. Aus Endtermin den Anfangstermin dieser Fertigungs-
stufe ableiten (gleichzeitig Endtermin für vorherige Fertigungsstufen)
3. Vorgehensweise für alle Fertigungsstufen rückwärts
wiederholen
4. Ergebnis = spätester Anfangstermin für die erste
Fertigungsstufe

Durch die Rückwärtsterminierung wird immer zum spätestmöglichen Zeitpunkt mit der Fertigung begonnen.
Vorteil:
Minimierung der Lagerhaltung
Nachteil:
keine Reserven für eventuelle Störungen
Vorwärtsterminierung
Bei der Vorwärtsterminierung wird aus dem Anfangstermin der ersten Fertigungsstufe der
frühest mögliche Endtermin der letzten Fertigungsstufe
berechnet.

Vorgehensweise:
1. Anfangstermin der ersten Fertigungsstufe ist bekannt
2. Aus Anfangstermin den Endtermin dieser Fertigungs-
stufe ableiten (gleichzeitig Anfangstermin für die nächste Fertigungsstufe)
3. Vorgehensweise für alle Fertigungsstufen vorwärts
wiederholen
4. Ergebnis = frühester Endtermin für die letzte
Fertigungsstufe

Durch die Vorwärtsterminierung wird immer zum frühest-möglichen Zeitpunkt mit der Fertigung begonnen.
Vorteil:
Reserven für eventuelle Störungen
Nachteil:
höhere Lagerhaltungskosten
Doppelte Terminierung
Bei der doppelten Terminierung wird
zunächst
eine
Rückwärtsterminierung
und
anschließend
mit dem spätestens Fertigungsbeginn eine
Vorwärtsterminierung
durchgeführt.
Für jeden nicht-kritischen Arbeitsschritt kann man aus der Differenz zwischen frühestem und spätestem Termin des jeweiligen Arbeitsschrittes einen
Zeitpuffer ableiten
, da jeweils zwei Start- und Endtermine vorliegen.
Dadurch lassen sich die
Arbeitsgänge
, die nicht auf dem kritischen Pfad liegen,
verschieben, ohne dass sich der Start- oder Endtermin der gesamten Fertigung verändert.
Bei der
Reihenfolgenplanung
gibt es verschiedene Möglichkeiten. Da Algorithmen oft nicht exakt lösbar sind, kommen häufig
heuristische Regeln
zum Tragen. Diese Beruhen auf Erfahrungswerten. Simulationen dienen als Entscheidungshilfen.
Heuristische Prioritätsregeln

(sagen aus, welcher Auftrag die höchste Priorität hat, also zuerst bearbeitet wird)

Verspätungsregel
: Auftrag mit größter Verspätung
KFZ-Regel:
Auftrag mit kürzester Fertigungszeit
Fertigungsrestzeitregel:
Auftrag mit kürzester Fertigungszeit an allen noch zu durchlaufenden Maschinen
Rüstzeitregel:
Auftrag mit kürzester Umrüstzeit für den nächsten Arbeitsgang
FIFO-Regel:
Auftrag der am längsten vor der Maschine wartet
Schlupfzeitregel:
Auftrag mit geringsten Zeitpuffern bis zum Liefertermin
Auftrag mit längster Bearbeitungszeit
Auftrag mit größter Zahl noch unerledigter Arbeitsgänge
Auftrag mit größter Kapitalbindung
Der Gozintograph ist ein gerichteter Graph, der beschreibt, aus welchen teilen sich ein oder mehrere Produkte zusammensetzen.

Knoten
= Teile
Kanten
= gerichtete Beziehungen zwischen den
Knoten + Anzahl der Teile
Zahlen
= Mengenverhältnis

Die
Fertigungs- bzw. Dispositionsstufen
geben die Ebene an, die zur Fertigung eines Produkt vorliegt.
Bei der Dispositionliste werden, im Gegensatz zur Fertigungsliste, sämtliche Stücke einer Teilart auf einer Stufe zusammengefasst.
CAD - System
Primäre Aspekte
(optische) Unterstützung des Gestaltungsprozesses
technische Umsetzung des Entwurfs
möglichst naturgetreue Wiedergabe der fertigen Ware (Simulation)
Erfassung und Verwaltung von Stammdaten
CAM - Systeme
CAM-Kopplung
-> Übertragung von Daten an elektronisch gesteuerte
Maschinen
-> Datenwerden an untergelagerte Produktion
weitergegeben und und mit übergeordnetem Planungssystem ausgetauscht

Vorteile:
Reduktion von Fehlerquellen
Einsparung manueller Eingabearbeit
Zeitgewinn
BDE
= Betriebsdatenerfassung

Aufgaben
Informationserfassung
Informationsdarstellung
Informationsauswertung
Informationsaustausch
Hilfsmittel der operativen Planung

Beispiele für den Einsatz in der Weberei:
Schussfadenbruchanalyse auf Greiferwebmaschinen
Schussankunftswinkelanalyse bei Luftdüsenwebmaschinen
Kettfadenbruchanalyse
Bullwhip-Effekt
Bei Untersuchungen des zeitlichen Verlaufs des Bestellvolumens wurde festgestellt, dass sich die
Schwankungen entlang der Lieferkette verstärken
. Dieses Phänomen nennt man "Bullwhip-Effekt".

Ursachen:
Frequenz der Bedarfsprognose
Bestellbündelung
Preisschwankungen
Vorrats- und Verknappungsbestellungen
Kollaborationen
Je nach Kundenauftrag bilden sich neue Organisationstypen.


Lieferplanung (VMI)
VMI = Vendor Managed Inventory (Flächenbewirtschaftung)
Der Zulieferer übernimmt die Planung des Warenversorgungsprozesses innerhalb bestimmter Rahmen-bedingungen und generiert die notwendigen Aufträge selbst
Postponement
Unter Postponement (auch Aufschubstrategie genannt) versteht man das
Hinauszögern einer Entscheidung, um aufgrund eines kürzeren Prognosezeitraums eine bessere Informationslage nutzen zu können
.

Verschiedene Strategien:
Time Postponement:

bezieht sich auf die Verzögerung der Aktivitäten, bis ein Auftrag eingeht
Place Postponement:
bezieht sich auf die Verzögerung der Bewegungen von Waren oder Dienstleistungen, bis ein Auftrag eingeht
Form Postponement:
bezieht sich auf die Verzögerung der Aktivitäten, die die endgültige Form der Ware oder Dienstleistung bestimmen, bis die Nachfrage bekannt ist
4 Funktionen
, werden für jede Fertigungsstufe durchlaufen

Sekundärbedarfsermittlung
Nettobedarfsermittlung
Losplanung
Vorlaufverschiebung
Nach dem "klassischen" Ablauf (siehe Abbildung: Sequential Engineering) erfolgen die Prozesse eher nacheinander, beim
Concurrent Engineering
hingegen
überlappen die Aktivitäten
stark und erfolgen weitestgehend parallel. Dies führt, wie zu sehen, zu einer Verkürzung Entwicklungsphase des Produktes.
= Computer Aided Calculation/ Communication/ Coloring
= Computer Aided Engineering
= Computer Aided Learning
= Computer Aided Planning/ Production
= Computer Aided Testing
= Computer Aided Factory
= Computer Aided Industry
= Quality Function Deployment
Die wesentlichen Schritte der Produktentwicklung:
1. Ideen finden
2. Eigenschaften definieren
3. Prototyp - Design
4. Prototyp - Herstellung
5. Testweise Markteinführung
6. Allgemeine Marktverfügbarkeit
CIM-Modell des AWS
(Ausschuss für wirtschaftliche Fertigung, Eschborn)
CIM-Strukturkonzept des CAD/CAM-Labors Karlsruhe
Y-CIM-Modell
von Prof. A.-W. Scheer
Erfolgskontrolle

3 Phasen:
1. Am Anfang wenig Nutzen, da Schulungsmaßnahmen
etc. notwendig sind
2. System ist teiloptimiert, d.h. es wird angewandt,
aber nicht voll ausgenutzt
3. voller Einsatz und Ausnutzung des Systems
-> hoher Beschleuningungsfaktor
= Produktionsplanung und Steuerung
wichtige Modelle (Teilmodelle)
MRP
MRP I
MRP II
OPT
KANBAN
JIT
BOA
: Material Requirement Planning
: Manufacturing Resources Planning
: Management Resources Planning
: Optimized Production Technology
: (japanisch: "Karte")
: Just In Time
: Belastungsorientierte Auftragsfreigabe
Verwaltung von Stamm- und Strukturdaten
Forderungen:
Redundanzfreiheit
(= etwas mehrfach haben oder machen)
-> Redundanz ist in der EDV schädlich:
1. vergäudete Kapazität
2. Gefahr von inkonsistenten Daten (= mehrfach
abgespeichterte Daten stimmen nicht überein)
Abrufbarkeit in jeder gewünschten Kombination
Strukturdaten
Erzeugnisstrukturdaten
Arbeitsplatzstammdaten
Arbeitsgangstrukturdaten
1. Zeitreihenanalyse
und -extrapolation
2. Einfacher Durchschnitt
3. Gleitender Durchschnitt
4. Exponentielle Glättung
Einflussfaktoren
Interne Faktoren
Verkaufsbudget
Werbung
Sonderpreisangebote
Produkteigenschaften
Nachlasspolitik


=> Durch diese Faktoren kann
das Unternehmen
selbst
die Verkaufszahlen
beeinflussen
.
Externe Faktoren
Konjunktur
Konkurrenz
Konsumverhalten
weltweite Ereignisse
staatliche Eingriffe
Produktlebenszyklus

=> Durch diese Faktoren können die
Verkaufszahlen durch
äußere Einflüssen
beeinflusst werden.
Arten der Prognoserechnung
deterministisch
Formel aus bestimmenden Faktoren
Prognose von Abverkaufszahlen durch (vor-) bestimmte Faktoren

stochastisch
basierend auf Daten aus der Vergangenheit
Prognose von Abverkaufszahlen durch Rückschließen auf vorherige Jahre
Anforderungen
Stabilität
Vorhersagen sollen nicht unsinnig fluktuieren durch zufällige Schwankungen der Eingangsdaten

Empfindlichkeit
Verhersagen sollen auf sich ändernde Trends reagieren

Problem:
Diese Forderungen sind
gegenläufig
. Je mehr die eine Anforderung erfüllt wird, desto weniger wird die andere erfüllt.
=> Kompromiss muss gefunden werden
EDI
RFID
= Radio Frequency Identification
Möglichkeit, Objekte mit Transpondern auszustatten, welche Informationen kommunizieren und mit weiteren Informa-tionen bestückt werden können.
Durch ein RFID-Lesegerät istv ein direkter visueller Kontakt nicht notwendig und bei kurzer Reichweite wird auch keine Energie-quelle benötigt.
aktive

RFID:
eigene Energiequelle
längere Reichweite
passive
RFID:
keine eigene Energiequelle
kürzere Reichweite
EPC-Network
EPC = Electronic Product Code
Mit Hilfe des EPC-Network ist es möglich, jeder Zeit zu verfolgen, wo das einzelne Objekt verblieben ist.

Vorteile:
Fälschungen können identifiziert werden
Diebstahl kann entgegengewirkt werden
„innere Aspekte“:
Q = Qualität
P = Produktionsmenge
M = Maschinenzustand


Nun ist zu überlegen,
was
optimiert werden soll!
Die unmittelbaren (inneren) Kenngrößen Q, P und M müssen zu einem Optimum gebracht werden. Allerdings
können
sie
nicht unabhängig voneinander optimiert werden
. Außerdem haben sie keinen absoluten Charakter, sondern sind
von den aktuell getroffenen Annahmen abhängig
(z.B. Qualitätsanforderungen).
Zusätzlich ist zu beachten::
Wechselwirkung zwischen der Maschine und ihrer Umgebung
-> „äußere Aspekte“ haben Einfluss auf die „innere Aspekte“
Nur stufenübergreifende (unternehmensweite) Optimierungssysteme sind sinnvoll!
CIM-Optimierungsaufgabe
Dieses Verfahren dient der Vorhersage von künftigen Zeitreihenwerten.

Vorgehen:
-> Historische Daten benutzen (z.B. vergangene 3 Jahre)
-> In den Daten eine Struktur erkennen -> Grafik
-> Aufteilen des Verlaufs in:
Durchschnitt (=Niveau)
Trend
Saisonabhängigen Teil
-> jede Komponente für sich in die Zukunft prognostizieren
Beim gleitenden Durchschnitt werden nicht alle Daten zurückliegender Perioden, sondern nur die bis zu einer
bestimmten in die Vergangenheit zurückreichenden Zeit-spanne verwendet
(z.B. Durchschnitt der letzten 10 Jahre).
Verrechnung der aktuellen Daten mit der ursprünglich für die aktuelle Periode erstellten Prognose
unter Verwendung einstellbarer Gewichtungsfaktoren.
Prognoseschwankungen
geringe Periodenanzahl-> stärkere Schwankungen
(wegen Veränderungen in der jüngeren Vergangenheit)
größere Periodenanzahl -> geringere Schwankungen
(Schwankungen mitteln sich heraus)
= (Summe der Nachfrage der
betrachteten
Perioden) /
(Anzahl der Periode)
EOQ
-> Formel für Gesamtkosten
-> Gesamtkostenminimum liegt im Schnittpunkt der
Lagerkosten- und Bestellkostenkurve.
-> Anmerkungen zur EOQ-Formel
Verlauf in der Nähe des Optimums ist relativ flach
tendenziell zu höheren Bestellmengen tendierend
Wert hängt empfindlich von konkreten Kostengrößen ab
Voraussetzungen beachten
konstanter Bedarf ist keine konkrete Voraussetzung
Entweder der Bedarf aufeinanderfolgender Perioden wird bestellt oder gar nichts
so lange Periodenbedarfe aufsummieren bis Kosten zunehmen, dann Bestellung
Wagner-Within-Ansatz
Materialbedarf einer Stufe wird durch
Stücklistenauswertung
auf die vorhergehende Stufe aufgelöst. MPS ersetzt diesen Schritt für die oberste Stufe.
Nettobedarf wird aus dem Bruttobedarf durch Abgleich mit dem Lagerbestand abgeleitet.
Bei der Losgrößenplanung werden Nettobedarfe aufeinander folgender Perioden zu Losen zusammengefasst.
-> kompliziertes Optimierungssystem

Variante 1
Bedarf einer Periode wird in mehrere Lose aufgeteilt
Vorteil: höhere Beschaffungssicherheit und reduzierte Beschaffungs- bzw. Fertigungszeit möglich
Nachteil: führt in der Regel zu höheren Stückkosten

Variante 2
Bedarfe mehrerer Perioden zusammenfassen
Vorteil: geringere Stückkosten
Nachteil: erhöhte Lagerkosten
Durch entsprechende Verschiebung der Losbedarfe wir die Durchlaufzeit der jeweiligen Stufen berücksichtigt.
Einmalfertigung (Projekt)
Unikat
sehr niedrige Stückzahl, sehr kundenspezifisch

Einzelfertigung (Auftrag)
z.B. Baukastensystem in der Automobilindustrie
eher niedrige Stückzahl, kundenspezifisch

Serienfertigung
Produktion größerer, einheitlicher Stückzahl
eher große Stückzahl, weniger kundenspezifisch

Massenfertigung

wenige Standardprodukte werden ohne Konfigurations-möglichkeit in sehr hoher Stückzahl produziert
sehr große Stückzahl, sehr wenig kundenspezifisch
1. Informationsmenge durch strukturelle Veränderungen reduzieren
2. Produkt und Produktionsstrukturen vereinfachen
3. organisatorische Probleme vor der CIM-Einführung lösen

=> CIM-Organisation
klare Einordnung der Begriffe
zentrale Datenbasis hat wichtige Aufgabe bei der Integration
Aufteilung in produkt- und kundenbezogene Informationsflüsse: Fertigung befindet sich an deren Schnittpunkt
Gliederung in Planung und Realisierung
Aufteilung in primär betriebswirtschaftliche und primär technische Funktionen, welche in der Produktion zusammenfließen
KANBAN
OTP
= Optimized Production Technology

Bei OTP werden die
Engpassstellen
im Produktions- prozess identifiziert. Von diesen hängt ab, ob ein Auftrag pünktlich fertig wird.
Anschließend wird eine
Durchlaufterminierung
durchgeführt.
Verkürzung der Durchlaufzeit
Bein KANBAN handelt es sich um eine manuell durchgeführte Produktionssteuerung, bei der auf eine
zentrale Steuerung vollständig verzichtet
werden kann. Es ist ein
Pull-System
, was bedeutet, dass es Aufträge autorisiert.
Jedes im Betrieb befindliche Material ist mit einer Karte ausgestattet, welche zum Einen als
Identifikationskarte
und zum Anderen als
Bestellkarte
dient. Beim Verbrauch eines Materials in einer Produktionsstufe wird, mit Hilfe dieser Karte, automatisch die vorgelagerte Produktionsstufe zur erneuten Herstellung des Materials veranlasst.

Voraussetzung für den effektiven Einsatz von Kanban:
möglichst gleichmäßige und fehlerfreie Fertigung ohne große Auslastungsschwankungen.
Damit ein Auftrag rechtzeitig fertig wird, muss die Durch-laufzeit in einigen Fällen verkürzt werden. Dies ist dann notwendig, wenn bei der Rückwärtsterminierung ein Vergangenheitstermin ermittelt wurde bzw. wenn die Vorwärtsterminierung einen den End-/Liefertermin überschreitenden Termin ergibt.

Maßnahmen:
Reduktion von Übergangszeiten
Splitten von Fertigungsaufträgen
Überlappung von Arbeitsgängen
Losgrößenplanung
Varianten der Losgrößenplanung
Richtlosgröße
Bestellung einer immer genau bestimmten Menge
Lot for Lot
Bestellung des genauen Periodenbedarfs in jeder Periode
Eindeckzeitlosgröße
alle n Perioden Bestellung des genauen Nettobedarfs für die nächsten n Perioden
Klassische Losgröße
EOQ
Gleitende wirtschaftliche Losgröße
= Elektronic Data Interchange

Unter EDI wird der e
lektronische Durchführung geschäftlicher Transaktionen
ohne manuellen Eingriff verstanden. Der Datenaustausch findet somit papierlos und mit Hilfe von standardisierten Formaten statt.

WebEDI
Anfangsinvestition wird verringert, wodurch der Break-Even-Point früher erreicht wird
Trend
: langfristige systematische Veränderung des mittleren Niveaus der Zeitreihe

zyklisch
: mehrjährige, nicht notwendig regelmäßige Schwankung

saisonal
: jahreszeitlich bedingte Schwankungs-komponente, die sich relativ unverändert jedes Jahr wiederholt

zufällig
: sonstige Einflüsse und Störungen
typische Zeitreihenanteile
Prinzip des einfachen Mittelwertes ist es, die Daten der Vergangenheit aufzusummieren und anschließend durch die Anzahl der Perioden zu dividieren.
= (Summe der Nachfrage
aller
zurückliegenden Perioden) /
(Anzahl der Perioden)
4. Gewichteter gleitender
Durchschnitt
Bei diesem Ansatz werden nicht alle zurückliegenden Perioden mit gleichem Anteil berücksichtigt, sondern beispielsweise
jüngere Daten höher gewichtet
. Die Bedarfsdaten der vergangenen Perioden werden mit
einstellbaren Gewichtungsfaktoren
multipliziert.
Dadurch folgt die Prognose empfindlicher Trends.
Verkäufe an Kunden
Bestellungen des Händlers an den Großhändler
Bestellungen des Herstellers an den Großhändler
Bestellungen des Großhändlers an den Hersteller
Sekundärbedarfsermittlung
Nettobedarfsermittlung
Vorlaufverschiebung
Unterschiedliche Fertigungsarten können wir nach den Parametern "produzierte Stückzahl" und "Kundenspezifität der Produkte" analysieren. Dabei stellt man vier grundlegende Gruppierungen fest:
ein paar kurze Anmerkungen zur Produktentwicklung
der nächste Abschnitt beschäftigt sich mit dem übergreifenden "CIM - Ansatz"
CIM - Ursprung
Eine computerintegrierte Fertigung ist erst möglich geworden durch die Entwicklung und Integration sowohl von
Sensoren
an den Fertigungsstellen als auch
Mikroprozessoren
zur Steuerung von Maschinen im laufenden Fertigungsprozess. Dadurch lassen sich Regelsysteme aufbauen, die den Fertigungsprozess kontinuierlich optimieren.
Diesen Sachverhalt verdeutlich ein Diagramm aus Vortragsunterlagen der
Firma Schlafhorst.
Primärbedarfsplanung
Full transcript