PPS?
Produktionsplanung und -steuerung
Welche Aufgaben umfasst PPS?
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
Worin unterscheiden sich Produktionsplanung und Produktionssteuerung?
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
Schnittstelle zwischen PPS und Unternehmensleitung?
Auftragsfreigabe
Wie lässt sich PS aufteilen?
Push und Pull Prinzip
wie kann man diese beiden Prinzipien unterscheiden?
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
welches Prinzip wird eher angewandt?
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
Welches Konzept bzw. Applikation wird in der Materialplanung eingesetzt und nach welchem Prinzip arbeiten diese?
Material Requirements Planning [MRP]
bzw. die Weiterentwicklung Material Resource Planning [MRP II]
-> Push Prinzip
-> MRP Einsatz für Werkstätten und Einzel- oder Kleinserienfertigungen
NennenSiedieBegriffe,fürdiedieAbkürzungenMRPundMRPIIstehen und beschreiben Sie, inwiefern MRP II eine Verbesserung gegenüber MRP darstellt.
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.
Ablauf MRP II
Hauptproduktionsprogrammplanung (MSP)
vorliegende Kundenaufträge und Absatzprognosen werden je nach Verfügbarkeit der Prognosen über einen längeren Planungszeitraum in Wochen - oder Monatsperioden eingeplant
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
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
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)
Vor und Nachteile MRP II Konzept
Vorteile:
Nachteile:
trägt zur Transparenz und Planbakeit der Prozesse bei
Kapazitäten werden zu spät betrachtet, was zu Terminverschiebungen führen kann
beinhaltet alle Ressourcen
grobe Starttermine können zu langen Plan- und Durchlaufzeiten führen
genaue Wartezeiten ergeben sich zu spät
zu späte Kostenbetrachtung
Welche Ziele verfolgt die belastungsorientierte Auftragsfreigabe (BOA)?
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.
Funktion BOA
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
In welchen Schritten werden die Aufträge bei der belastungsorientierten Auftragsfreigabe abgearbeitet?
Schritt: Terminierung (aus bekannten Aufträgen die dringlichen Aufträge auswählen)
Schritt: Abwertung (Belastungsrechnung, bei der späterstartende Aufträge durch Abwertung auf die erste Periode umgerechnet werden)
Schritt: Freigabe (Überprüfung, ob der maximale Belastungswert an einer Arbeitsstation überschritten wird oder nicht)
Vor und Nachteile der BOA
Vorteile
Nachteile
Mitarbeiter tragen mehr Verantwortung
kurze Umlaufbestände schränken tägliche Entscheidungsöglichkeiten ein
Arbeitsplätze werden nach Belastung zusammengefasst
FIFO schränkt System ein
-> Ab hier Sterung nach Pull!
Was ist die Kanban-Steuerung?
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)
kartenbasierte Kanban-Steuerung
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
Wie berechnet sich die Anzahl an Kanban-Karten für ein Material und zu welchen Problemen könnte eine zu niedrig bzw. zu hoch gewählte Kartenanzahl führen?
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.
Voraussetzung für die Kanban-Steuerung
• 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
Abwandlungen der Kanban-Steuerung
• 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 und Nachteile der Kanban-Steuerung
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.
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.
Constant Work in Process - Steuerung
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
Ablauf
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
Unterschied zum Kanban
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
Vorrausetzung für den Einsatz
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.
Beurteilen Sie, ob das Conwip-Verfahren zur Steuerung folgenden Produktionssystems geeignet wäre, und begründen Sie ihre Entscheidung. [Großserienmontage von Motorrädern nach Kundenauftrag in vier verschiedenen Varianten. Der Fertigungsablauf der einzelnen Varianten unterscheidet sich minimal, alle durchlaufen in derselben Reihenfolge die einzelnen Arbeitsbereiche und werden in jedem Arbeitsbereich nur einmal bearbeitet. Bisher sind die Bereiche in Form von Werkstätten angeordnet, der Produktionsleiter plant jedoch seit langem eine materialflussgerechtere Positionierung.]
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.
Welche Voraussetzungen, die für die Anwendung des Conwip-Verfahrens gegeben sein sollten, waren in der Linie II der Modellfabrik erfüllt und welche Anpassung des Verfahrens wurde vorgenommen, um das unsichere Eintreten von Kundenaufträgen abzufangen?
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.
Vor-und Nachteile:
• 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
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).
Anwendung Planspiel
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
Vendor Managed Inventory [VMI]
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
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