1. Produktionssteuerung

Produktionsplanung und -steuerung

• die gesamte Planung und Steuerung der Produktionsteilbereiche Konstruktion, Arbeitsvorberei- tung, Beschaffung und Fertigung

• die gesamten organisatorischen und technischen Prozess der Auftragserfüllung über den Eingang und die Annahme der Aufträge bis hin zum Versand zu planen, zu steuern und zu überwachen

• zeitlicher Horizont:

• Produktionsplanung: plant über mehrere Perioden im Voraus das Produktionsprogramm und leitet daraus Material und Ressoircenbedarfe ab

• Produktionssteuerung: gebinnt im hier und jetzt mit Auftragserlassung und Durchfürhung

  • sorgt dafür, dass trotz Störungen das Programm möglichst gut realisiert wird

  • Besxhränkung auf Steuerung in der MF

Auftragsfreigabe

Push und Pull Prinzip

• unterscheidung hinsichtlich des Informationsflusses mit oder entgegengesetzt des Materialflusses und des Wertstroms

• Bestände

  
  

• Push:

  • Steuerung zentral

  • Informationsfluss mit MF und Wertstrom

  • Infos werden von Station zu Station getragen, indem die Zwischenprodukte zur nächsten Station gteragen werden, ohne Rücksicht, ob diese für die Weiterverarbeitung bereit sind

  • ausgehend von einer Nachfrageprognose

  • Ausbringungsmenge wird geplant und Bestände beobachtet

• Pull:

  • Informationsfluss von Kunde aus entgegengesetzt des MF und des Wertstroms

  • Steuerung dezentral

  • durch die Entnahme des Produktes oder zwischenproduktes durch den Kundne, wird der vorgelagerten Station die Weiterproduktion signalisiert

  • ausgehend vom Kundenverbrauch

  • festgelegte Bestandsobergrenze und Ausbringungsmenge wird beobachtet

Der Wandel geht in traditionellen, prognoseorienteierten Unternehmen vermehrz von einem Push zu einem Pull System, weil

• durch das Drücken des Materials (Push) kann es ohne Berücksichtigung der Kapazität der nachgelagerten Station zu hohen Beständne und hohen Durchlaufzeiten kommen

-> Pull System braucht aber Bestände zwischen den Stationen

-> Push wird eher in verrichtungsorientierten produktion (Werkstattprinzip) angewandt, bei Einzelaufträgen oder bei einer Kleinserie mit hohen Variantenvielzahl

Material Requirements Planning [MRP]

bzw. die Weiterentwicklung Material Resource Planning [MRP II]

-> Push Prinzip

-> MRP Einsatz für Werkstätten und Einzel- oder Kleinserienfertigungen

MRP steht für Material Requirements Planning. MRP II steht für Material Resource Planning. Im Gegensatz zu MRP hat das MRP II-Verfahren vor der Mengenplanung noch die Hauptproduktionsprogrammplanung und hinterher die Terminplanung und Produktionssteuerung als zusätzliche Verfahrensschritte, um somit eine vollumfassende Koordination sicherzustellen.

1. Hauptproduktionsprogrammplanung (MSP)

   • vorliegende Kundenaufträge und Absatzprognosen werden je nach Verfügbarkeit der Prognosen über einen längeren Planungszeitraum in Wochen - oder Monatsperioden eingeplant

2. Mengenplanung (MRP)

   • Grundlage: aus Phase 1 ausgehenden Primärbedarfe

   • mithilfe von STücklisten und Vorlaufzeiten werden die Sekundärbedarfe der abhängigen Baugruppen, Teile und Rohstoffe ermittelt

   • Lagerbestände und noch nicht bearbeitete Produktions- und Bestellaufträge werde mit in die Nettobedarfsrechnung einbezogen

3. Terminplanung (CRP)

   • mit den Arbeitsplänen die zu den Aufträgen benötigten Arbeitsgänge und die sich daraus ergebenen Kapazitätsbedarfe werden mit frühestem und spätesten Start- und Endtermin ermittelt (Durchlaufterminierung)

   • Planung wird dann den Verfügbarkeiten der Kapazitäten gegen- übergestellt, da die Durchlaufterminierung erstmal von unbeschränkten Kapazitäten und Res- sourcen ausgeht

4. Produktionssteuerung

   • Aufträge werden auf die jeweils benötigten Ressourcen eingelastet

   • Planungszeitraum ist recht kurz und schaut nur auf Aufträge, die in den nächsten ein bis zwei Wochen angefangen werden sollen

   • Bevor ein Auftrag eingelastet wird, wird überprüft, ob die benötigten Vormaterialien wirklich verfügbar sind (Freigabe). Für die freigegebenen Aufträge werden damit die jeweiligen Start- und Endtermine festgelegt und damit auch die Belegung der Ressourcen (Auftragsfolge)

• Ziel: mithilfe von zentraler Bestandssteuerung, sowohl die Durchlaufzeit zu minimieren als auch deren Beständigkeit zu sichern.

  
  

-> Einsatz: losgebunden in Einzel- und Kleinfertigung gefertigt wird, die nach dem Werkstatt- prinzip organisiert ist.

• Bei diesem Verfahren wird jede Arbeitsstation als Trichter mit zugehenden Aufträgen, warten- den Aufträgen und abgefertigten Aufträgen verstanden, wie auf der linken Seite der Abbildung dargestellt. Zugänge, Bestände und Abgänge werden dabei in Arbeitsstunden gemessen. Beo- bachtet man eine Arbeitsstation über einen bestimmten Zeitraum hinweg, so lässt sich der Ver- lauf in Form eines Durchlaufdiagramms abbilden, zu sehen auf der rechten Seiten der Abbildung

Die Zugangskurve entsteht dadurch, dass man zunächst den Bestand an Arbeit feststellt, der sich zu Beginn des betrachteten Zeitraums in der Arbeitsstation befindet. Von diesem Startpunkt aus trägt man die zugehenden Aufträge entsprechend ihrem Stundenumfang und dem Zeitpunkt des Zugangs kumulativ bis zum Ende des betrachteten Zeitraums auf. Auf die gleiche Art und Weise entsteht die Abgangskurve, indem man die erledigten Aufträge nach den Zeitpunkten des Ab- gangs im Koordinatenursprung startend kumulativ aufträgt (Kiener et al., 2012).

Der Bestand einer Arbeitsstation ergibt sich aus dem vertikalen Abstand von Zu- und Abgangs- kurve zum Zeitpunkt t. Die Durchlaufzeit zu einem bestimmten Zeitpunkt entspricht der hori- zontalen Differenz aus Abgangsverlauf und Zugangsverlauf. Schaut man auf die idealisierten Zu- und Abgangsverläufe, die durch eine gestrichelte Gerade zwischen Start- und Endpunkt ge- kennzeichnet sind, lässt sich auch der mittlere Bestand und die mittlere Durchlaufzeit eines Ar- beitssystems ablesen

1. Schritt: Terminierung (aus bekannten Aufträgen die dringlichen Aufträge auswählen)

2. Schritt: Abwertung (Belastungsrechnung, bei der späterstartende Aufträge durch Abwertung auf die erste Periode umgerechnet werden)

3. Schritt: Freigabe (Überprüfung, ob der maximale Belastungswert an einer Arbeitsstation überschritten wird oder nicht)

• Es handelt sich um ein zeitsyn- chrones, dezentrales und verbrauchsorientiertes Steuerungsverfahren nach dem Pull-Prinzip

• orientiert sich am Bereitstellungsablauf im Supermarkt (Produkt wird aus dem Regal entnommen und wieder aufgefüllt)

• Karten stellen Informationstäger dar, wie ein Produktionsauftrag der vorgelagerten Arbeitsstation

zwei verschiedene Karten mit Produktart mit Bezeichnung und Tei- lenummer, die Anzahl der zu produzierenden Einheiten bzw. die Behältergröße, erzeugender und verbrauchender Bereich sowie die laufende Nummer der entsprechenden Karte

𝐾𝑎𝑟𝑡𝑒𝑛𝑎𝑛𝑧𝑎h𝑙 = ⌈((𝑉𝑒𝑟𝑏𝑟𝑎𝑢𝑐h ∗ 𝑊𝑖𝑒𝑑𝑒𝑟𝑏𝑒𝑠𝑐h𝑎𝑓𝑓𝑢𝑛𝑔𝑠𝑧𝑒𝑖𝑡)/ 𝑇𝑒𝑖𝑙𝑒𝐿𝑎𝑑𝑢𝑛𝑔𝑠𝑡𝑟ä𝑔𝑒𝑟) ∗ 𝑆𝑖𝑐h𝑒𝑟h𝑒𝑖𝑡𝑠𝑓𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟⌉

Durch eine zu geringe Menge an Karten und damit an gelagertem Material kann es zu Versorgungslücken kommen, die die Produktion stoppen. Eine zu hohe Anzahl an Karten bedeutet einen „unnötig“ hohen Materialbestand und damit Überbestandskosten.

• Hoher Grad an Auftragswiederholung und eine geringe Anzahl an Varianten bzw. unter- schiedlichem Material, da sonst für jede Variante entsprechendes Material in den Lagern vorbehalten werden müsste, was zu hohen Beständen führen würde.

• Gut prognostizierbares Kundenverbrauchsverhalten bzw. geringe Schwankungen in Ver- brauchsmenge und Produktmix.

• Die Arbeitsstationen bzw. Betriebsmittel sind materialflussgerecht ausgerichtet, optima- lerweise in Form einer Fließfertigung.

• Die Kapazitäten der einzelnen Stationen sind aufeinander abgestimmt, keine Engpässe. • Rüstzeiten und Losgrößen sind weitestgehend konstant. • Nur Teile, die die vorgegebenen Qualitätsanforderungen erfüllen, werden an die nächste Station weitergegeben, sodass keine bzw. möglichst geringe Nacharbeit notwendig ist.

• Definition von Standards und Einhaltung der Vorgaben. Werden die festgelegten Regeln der Kanban-Steuerung nicht befolgt so kann die Umsetzung nicht erfolgreich sein. Das nur jeweils das entnommen wird, was direkt benötigt wird und ebenso nur das produziert wird, was der Produktionskanban beschreibt, ist ebenso wichtig wie der pflegliche Um- gang mit den Karten selbst. Verschwinden diese auf die eine oder andere Weise, so ist die sorgfältige Berechnung des Bestandes hinfällig. Kanban wird deshalb oft nicht nur als Steuerung als solches, sondern als Philosophie bezeichnet, die von allen Beteiligten gelebt werden muss

• Sicht-Kanban: Verzicht auf eine Karte als Informationsmedium, die Anzahl bzw. fehlende Anzahl von Teilen z.B. in einem Behälter dient als Signal zur Nachproduktion.

• Behälter-Kanban: Der Ladungsträger selbst, dient als Informationsmedium.

• E-Kanban: digitale Umsetzung des analogen kartenbasierten Prinzips.

Vorteile:

• Minimierung von Beständen und damit auch von der Kapitalbindung.

• Lagerflächenreduzierung.

• Einfachheit und Transparenz der Steuerung, sowohl für Mitarbeitende als auch für Ma-

  nagement reduzierter Aufwand.

• Verkürzte Durchlaufzeiten und erhöhte Termintreue.

• Reduzierung innerbetrieblicher Transportkosten.

• Erhöhung von Qualitätsstandards.

Nachteile:

• Störungen an einer Arbeitsstation bzw. an einem Betriebsmittel, wirken sich sowohl auf die vorgelagerten als auch auf die nachgelagerten Stationen aus und können zum Still- stand der gesamten Produktion führen

• Nicht einsetzbar bei hoher Variantenvielfalt, Schwankungen in der Nachfrage oder un- terschiedlichen zeitlichen Arbeitsinhalten der Stationen

• Nicht geeignet für die Steuerung komplexer Materialflüsse

• Nicht umsetzbar, bei fehlender Disziplin von allen Beteiligten.

• alternative zu Kanban

• verbrauchsorientiert

• nutzt meist auch Karten

• nicht klar, ob es reines Pull-Verfahren oder ein hybrides Modell

• Kennzeichnendes Merkmal der Conwip-Steuerung ist, dass der Ausgangspunkt eines Produktionssystemes mit dessen Eingangspunkt über eine Feed- backschleife verbunden ist und die Freigabe eines neuen Auftrags erst erfolgen darf, wenn ein anderer Auftrag das System verlässt und damit Kapazität frei wird

• Constant Work in Process steht also für ein konstant gehaltenes Niveau an Gesamt- bestand in einem Produktionssystem

• festgelegte Anzhal an Karten

• Karten dienen der Übersicht an Kapazität

• Steuerung zwischen den STationen erfolgt nach Push prinzip

• Anzahl der Karten werden so gefählt, sodass jeder Station mind ein Auftrag vorliegt + Sicherheitsfaktor

  • Anschließend wird die Anzahl an Karten im realen Produktionsablauf reduziert und be- obachtet, ob es zu Auslastungsverlusten kommt

  • Eine Reduktion der Karten zieht unmittelbar eine Reduktion des Umlaufbestands und der Pro- duktionsdurchlaufzeit nach sich

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• Zum einen wird durch einen Regelkreis ein gesamter Produktionsbereich gesteuert und nicht jeweils zwei Stati- onen, zum anderen wird nicht der Bestand pro Material sondern der Bestand pro Produktions- system z.B. mithilfe von Karten festgelegt

• Weiterhin lassen sich mit der Con- wip-Steuerung Priorisierungen von Kunden- oder Planaufträgen beachten

  
  

• Eindeutigkeit von Eintritts- und Austrittspunkt des Systems, andernfalls kann diese Art der Bestandsregulierung und Auftragsfreigabe nicht funktionieren.

• Geringe Materialflusskomplexität bzw. im optimalen Fall eine Fließfertigung. Alle produ- zierten Produktvarianten sollten denselben Arbeitsablauf haben.

• Unterschiedliche Aufträge umfassen ungefähr gleichen Arbeitsaufwand, damit die Aus- lastung des Produktionssystems durch die Anzahl an Aufträgen gesteuert werden kann. Anzahl der Teile in einem Auftrag können variieren, der zeitliche Arbeitsinhalt sollte jedoch möglichst konstant sein.

• Ausgeglichene Bearbeitungszeiten an den einzelnen Stationen, möglichst kein Engpass.

• Überschaubare Anzahl an Stationen, die von einer Regelschleife umschlossen werden, da

  die Anzahl an Stationen direkt mit der Anzahl an Karten im System korreliert.

Ist geeignet da -Großserie, -wenige Varianten, alle denselben Ablauf von den Stationen, -ein Eintritts und Austrittspunkt, keine Rückflüsse zwischen Stationen (von Nacharbeit abgesehen) , -Werkstattprinzip eher nicht geeignet aber wenn Umstrukturierung möglich ist→Materialflussgerichtete Fließfertigung scheint ja möglich zu sein bei dem Arbeitsablauf.

Wenige Varianten (drei), geringe Materialflusskomplexität, die Bearbeitungszeiten an den einzelnen Stationen sind ausgeglichen und die Arbeitsschritte/-inhalte für alle Varianten gleich. Durch die Einführung einer zweiten Freigabebedingung, neben freiem Conwip-Behälter warten mit Auftragsfreigabe bis Station 1 (K) „frei“ ist, kann zeitlicher Puffer genutzt werden um auf mögliches Eintreffen von Kundenauftrag zu warten bevor Standardstecker produziert werden, da Nachfrage nicht bekannt könnten andernfalls Aufträge „verloren“ gehen weil man sie ablehnen muss.

Vorteile:

• Einfachheit des Verfahrens für Stationsmitarbeitende und Management.

• Wenige Parameter die eingestellt werden müssen.

• Niedrige Bestände und damit gut planbare Durchlaufzeiten und hohe Liefertreue.

• Einfacher und direkter Informationsfluss

Nachteile:

• Vernachlässigung des Beschäftigungsgrades und Bestandes der einzelnen Stationen.

• Sensibilität gegenüber Ausschuss und Nachbearbeitung.

• Anfälligkeit gegenüber Schwankungen in den Bearbeitungszeiten.

• Störungen im Produktionssystem haben die Blockierung der Conwip-Karten zur

  Folge, sodass keine neuen Aufträge freigegeben werden können.

• Kein direkter Einfluss auf den Engpass.

• Nicht geeignet für komplexere Materialflüsse (Verzweigungen).

Runde 1:

• Arbeitsstationen nach verrichtungsorientiertem Werkstattprinzip

Runde 2:

• etwas abweichende Werkstattprinzip mit Materialflussgerichtete Montagelinie

• Erst produzierfähig, wenn der Eingangsbehälter des Vorängers Bedarf hatte

• Pull-Prinzip

finale Runde:

• Produktionslinie 1:

  • Großserie Standard

  • drei Arbeitsstationen

  • SichtKanban-Steuerung, da geringer Steuerungsaufwand und hohe Ausbringungsmenge

  • immer zwei Produkte im Behälter zwischen den Stationen

  • Bestellung der Kontaktstifte, sobald mindestbestand von erreicht ist und bestellt wird die differenz zwischen dem maximalbestand 6 und dem lagerbestand

• Produktionslinie 2

  • kundenauftragsorientierte Variantenproduktion

  • Fließprinzip

  • Conwip-Steuerung, da alle drei Stecker dieselbe reihenfolge und gleiche bearbeitungszeit

  • Auftrag wird an Station K freigegeben, wenn

    • Ein leerer Standardbehälter vorliegt und somit freie Kapazität im System ist und

    • Die Station K zur Bearbeitung eines neuen Auftrages bereit ist.

  • Variante grau 2 und braun 4

• der Lieferant plant die Bestände auf allen Stufen des Distri- butionsnetztes

• bekommt der Lieferant vom Kunden die Informationen über den Lager- bestand zur Verfügung gestellt und die Abwicklung der Bestellungen bleibt den Kunden erspart, was den administrativen Aufwand verringert

• Bull-whip verfahren wird verringert, da da die Lieferanten mit aktuellen Daten die Bestände des gesam- ten Distributionsnetzes planen können und eine Verstärkung von Nachfrageschwankungen ver- mieden werden kann