Entwicklung eines Zuordnungsverfahrens für logistische Handlungsalternativen zu Wandlungstreibern bei produzierenden Unternehmen

Riffelmacher, Martin

Titel: Entwicklung eines Zuordnungsverfahrens für logistische Handlungsalternativen zu Wandlungstreibern bei produzierenden Unternehmen

Entwicklung eines Zuordnungsverfahrens für logistische Handlungsalternativen zu Wandlungstreibern bei produzierenden Unternehmen

Zusammenfassung

Inhaltsangabe:Zusammenfassung:
Die Turbulenz des Unternehmensumfeldes, die sich in ständig ändernden Anforderungen und Wünsche der Kunden bezüglich des zu erbringenden Leistungsumfangs ausdrückt, bildet das Ausgangsproblem der vorliegenden Arbeit.
In einem ersten Schritt sollen die Einflussgrößen, auch Wandlungstreiber genannt, die auf ein produzierendes Unternehmen einwirken identifiziert und katalogisiert werden.
Zu diesen Einflussgrößen sollen mögliche Handlungsalternativen der Unternehmen aufgezeigt werden. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf Handlungsalternativen aus dem Bereich der Logistik, insbesondere auf Steuerungsverfahren.
Schließlich soll ein Bewertungsverfahren entwickelt werden, das am Beispiel der Produktionsplanungs- und Steuerungssysteme die Eignung der Handlungsalternativen überprüft, auf bestimmte Einflüsse reagieren zu können. Es soll eine direkte Zuordnung von Einflussgrößen und Handlungsalternativen möglich sein.
Mithilfe dieses Bewertungsverfahrens soll dann die Auswahl des am besten geeigneten Steuerungsverfahrens bei verschiedenen Einflüssen auf die Produktion vorgenommen werden.

Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
InhaltsverzeichnisI
AbbildungsverzeichnisIII
AbkürzungenV
AbstractVI
1.Einleitung1
1.1Zielsetzung und Aufbau der Arbeit1
1.2Vorgehensweise2
2.Stand der Technik4
2.1Wandlungsfähige Unternehmen und geänderte Märkte4
2.2Aktuelle und geplante Forschungsvorhaben7
2.3Einflussgrößen und ausgewählte Handlungsalternativen10
2.3.1Einflussgrößen auf die Produktion10
2.3.2Vorstellung üblicher Steuerungsverfahren15
2.4Resümee21
3.Einflussgrößen auf die Produktion und entsprechende Handlungsalternativen22
3.1Identifikation und Einteilung der Einflussgrößen22
3.1.1Auswahl der Einteilungsmethode24
3.1.2Einteilung nach Bereichen des Unternehmens26
3.2Allgemeine Handlungsalternativen34
3.2.1Bedeutung der Logistik im turbulenten Umfeld49
3.2.2Ausgewählte Handlungsalternativen im Bereich der Logistik50
4.Zuordnung von Handlungsalternativen57
4.1Vergleich ausgewählter Steuerungsverfahren als Handlungsalternative59
4.2Zuordnung der Steuerungsverfahren zu den Einflüssen61
4.2.1Das Zuordnungsverfahren61
4.2.2Zuordnung63
4.2.3Interpretation der Ergebnisse70
4.3Praxisbeispiel74
5.Zusammenfassung und Ausblick79
5.1Zusammenfassung79
5.2Ausblick81
6.Literatur83
7.Glossar88
8.Eidesstattliche Versicherung93
9.Anhang94
9.1Anhang 1: Einflussgrößen95
9.2Anhang 2: […]

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

ID 6569

Riffelmacher, Martin: Entwicklung eines Zuordnungsverfahrens für logistische

Handlungsalternativen zu Wandlungstreibern bei produzierenden Unternehmen

Hamburg: Diplomica GmbH, 2003

Zugl.: Stuttgart, Universität, Diplomarbeit, 2002

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Diplomica GmbH

http://www.diplom.de, Hamburg 2003

Printed in Germany

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis ... I

Abbildungsverzeichnis ...III

Abkürzungen...V

Abstract ... VI

1. Einleitung ... 1

1.1 Zielsetzung und Aufbau der Arbeit ... 1

1.2 Vorgehensweise ... 2

2. Stand der Technik ... 4

2.1 Wandlungsfähige Unternehmen und geänderte Märkte ... 4

2.2 Aktuelle und geplante Forschungsvorhaben... 7

2.3 Einflussgrößen und ausgewählte Handlungsalternativen... 10

2.3.1 Einflussgrößen auf die Produktion... 10

2.3.2 Vorstellung üblicher Steuerungsverfahren... 15

2.4 Resümee ... 21

3. Einflussgrößen auf die Produktion und entsprechende Handlungsalternativen... 22

3.1 Identifikation und Einteilung der Einflussgrößen... 22

3.1.1 Auswahl der Einteilungsmethode... 24

3.1.2 Einteilung nach Bereichen des Unternehmens... 26

3.2 Allgemeine Handlungsalternativen... 34

3.2.1 Bedeutung der Logistik im turbulenten Umfeld ... 49

3.2.2 Ausgewählte Handlungsalternativen im Bereich der Logistik ... 50

4. Zuordnung von Handlungsalternativen... 57

4.1 Vergleich ausgewählter Steuerungsverfahren als Handlungsalternative ... 59

4.2 Zuordnung der Steuerungsverfahren zu den Einflüssen ... 61

4.2.1 Das Zuordnungsverfahren... 61

4.2.2 Zuordnung ... 63

4.2.3 Interpretation der Ergebnisse ... 70

4.3 Praxisbeispiel ... 74

5. Zusammenfassung und Ausblick ... 79

5.1 Zusammenfassung... 79

5.2 Ausblick ... 81

Inhaltsverzeichnis

6. Literatur ... 83

7. Glossar... 88

8. Eidesstattliche Versicherung... 93

9. Anhang ...A

9.1 Anhang 1: Einflussgrößen...B

9.2 Anhang 2: Handlungsalternativen... F

9.3 Anhang 3: Logistische Handlungsalternativen ... L

9.4 Anhang 4: Zuordnung der Handlungsalternativen...M

9.5 Anhang 5: Zuordnungsverfahren als MS-Excel Programm ...W

Abbildungsverzeichnis

III

Abbildungsverzeichnis

Bild 1.1:

Aufbau der Arbeit... 3

Bild 2.1:

Prognostizierbarkeit und Unsicherheit in turbulenten Märkten... 6

Bild 2.2:

Struktur des Arbeitsprogramms ... 8

Bild 2.3:

Interne und Externe Einflussfaktoren... 11

Bild 2.4:

Einflussgrößen auf Logistiksysteme ... 12

Bild 2.5:

Interne und Externe Turbulenzkeime ... 14

Bild 2.7:

Steuerungskonzepte... 20

Bild 3.1:

Liste aller identifizierter Einflussfaktoren... 23

Bild 3.2:

Struktur eines Produktionsbetriebes... 25

Bild 3.3:

Grundmuster des Auftragseingangs ... 30

Bild 3.4:

Zusammenfassung der Einflussgrößen... 33

Bild 3.5:

Zusammenhang zwischen Fertigungsformen und Fertigungsarten... 36

Bild 3.6:

Lage des Kundenentkopplungspunktes ... 38

Bild 3.7:

Top 10 Einflussfaktoren und deren Handlungsalternativen... 48

Bild 3.8:

Einfluss der Logistik auf Unternehmensziele ... 49

Bild 3.9:

Einordnung verschiedener Strategien der Zusammenarbeit... 51

Bild 3.10: Gängige Netzwerktypen... 51

Bild 3.11: Organisationskonzepte und deren Ausprägungen... 52

Bild 3.12: Push- und Pull-Logistik ... 54

Bild 3.13: Verfahren für das Materialmanagement... 55

Bild 4.1:

Vorgehen bei der Zuordnung ... 57

Bild 4.2:

Einordnung bezüglich Variantenzahl und Materialflusskomplexität... 59

Bild 4.3:

Einordnung bezüglich dreier Unternehmensziele ... 60

Bild 4.4:

Einordnung nach Fertigungsprinzip und Fertigungsart... 60

Bild 4.5:

Beispiel zum Zuordnungsverfahren... 62

Bild 4.6:

1.Schritt: Charakterisierung aller betrachteter Steuerungsverfahren ... 64

Bild 4.7:

2.Schritt: Bewertung der Merkmale aller 10 Einflussgrößen... 65

Bild 4.8:

3.Schritt: Multiplikation & Addition für ,,Änderung des Produktmixes"... 66

Bild 4.9:

4.Schritt: Maximalwert ablesen und Steuerung auswählen ... 66

Bild 4.10: 3.Schritt: Multiplikation & Addition für ,,Veränderung des Bedarfstermins"... 67

Bild 4.11: 4.Schritt: Maximalwert ablesen und Steuerung auswählen ... 67

Abbildungsverzeichnis

Bild 4.12: Ergebnis des Zuordnungsverfahrens ... 68

Bild 4.13: Überprüfung der Eignung der Steuerungsverfahren ... 69

Bild 4.14: Zusammenfassung der Ergebnisse ... 71

Bild 4.15: Gesamtreihenfolge der Steuerungsverfahren bei allen 10 Einflussgrößen ... 71

Bild 4.16: Beeinflussbarkeit der einzelnen Wandlungstreiber ... 73

Bild 4.17: 2.Schritt: Bewertung der Merkmale für Unternehmen A & B... 75

Bild 4.18: 3.Schritt: Multiplikation & Addition bei Unternehmen A ... 76

Bild 4.19: Berücksichtigung der Gewichtungsfaktoren bei Unternehmen A... 76

Bild 4.20: 3. Schritt: Multiplikation & Addition bei Unternehmen B ... 77

Bild 4.21: Berücksichtigung der Gewichtungsfaktoren bei Unternehmen A... 77

Bild 5.1:

Schematische Darstellung der Integration von Handlungsalternativen ... 82

Bild 7.1:

Charakteristik der variantenreichen Serienproduktion... 91

Excel-Tabelle: Zuordnungsverfahren...W

Abkürzungen

Abkürzungen

AMP

Auftrags-Management-Prüfstand

Arbeitspaket

BOA

Belastungsorientierte Auftragsfreigabe

BWI

Betriebswirtschaftliches Institut

CKD

Completely Knocked Down

d.h.

das heißt

DFG

Deutsche Forschungsgesellschaft

ECR

Effizient Consumer Response

evtl.

eventuell

F&E

Forschung und Entwicklung

FIFO

First in First out

FMEA

Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse

FSZ

Fortschrittszahlen

Hrsg.

Herausgeber

IAT

Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement

IFF

Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb

IHK

Industrie- und Handelskammer

IPA

Institut für Produktionstechnik und Automatisierung

IPVR

Institut für Parallele und Verteilte Höchstleistungsrechner

ISW

Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen

Information Technology

JiT

Just-in-Time

OPT

Optimized Production Control

PPS

Produktionsplanung und steuerung

RWTH

Rheinisch Westfälische Technische Hochschule

SADT

Structured Analysis Design Technique

SCM

Supply Chain Management

SFB

Sonderforschungsbereich

VDI

Verband Deutscher Ingenieure

VFP

Vorlaufforschungsprojekt

WZL

Laboratorium für Werkzeugmaschinen und Betriebslehre

z.B.

zum Beispiel

Abstract

Abstract

Die Turbulenz des Unternehmensumfeldes, die sich in ständig ändernden Anforderungen und

Wünsche der Kunden bezüglich des zu erbringenden Leistungsumfangs ausdrückt, bildet das

Ausgangsproblem der vorliegenden Arbeit.

In einem ersten Schritt sollen die Einflussgrößen, auch Wandlungstreiber genannt, die auf ein

produzierendes Unternehmen einwirken identifiziert und katalogisiert werden.

Zu diesen Einflussgrößen sollen mögliche Handlungsalternativen der Unternehmen aufgezeigt

werden. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf Handlungsalternativen aus dem Bereich

der Logistik, insbesondere auf Steuerungsverfahren.

Schließlich soll ein Bewertungsverfahren entwickelt werden, das am Beispiel der

Produktionsplanungs- und Steuerungssysteme die Eignung der Handlungsalternativen

überprüft, auf bestimmte Einflüsse reagieren zu können. Es soll eine direkte Zuordnung von

Einflussgrößen und Handlungsalternativen möglich sein.

Mithilfe dieses Bewertungsverfahrens soll dann die Auswahl des am besten geeigneten

Steuerungsverfahrens bei verschiedenen Einflüssen auf die Produktion vorgenommen werden.

This work examines the turbulence in business associated with changing requirements and

requests of customers with respect to product performance.

In a first step, the influences on businesses are identified and catalogued, and the reactions of

the businesses to the influences are shown, with a focus on reactions in the area of logistics,

especially product planning and control systems.

Finally, an assessment procedure will be created to measure the suitability of the possible

reactions on the influences. This should link possible reactions to specific influences.

With the aid of this assessment procedure, the selection of the most suitable product planning

and steering system should be facilitated.

Kapitel 1 Einleitung

1. Einleitung

Die hohe Dynamik der Märkte und die sich ständig ändernden Einflüsse auf die Produktion

stellen für viele Unternehmen eine große Herausforderung dar.

Die Märkte stellen hohe Ansprüche: Hohe Serviceleistung, Einhaltung der Termine, kürzere

Lieferzeiten, große Bedarfsschwankungen, sinkende Markentreue, sowie individuelle

Produktwünsche, um nur einige Schlagworte zu nennen. Die Erfüllung dieser Wünsche ist

eine Voraussetzung um eine große Kundenzufriedenheit zu erreichen. Um diese Ziele in einer

Zeit eines erhöhten Konkurrenzdrucks aufgrund der Globalisierung zu erreichen, sind viele

Unternehmen gezwungen ihre Kosten zu senken. Weiter tritt die Kundenorientierung beim

Wechsel vom Käufer- zum Verkäufermarkt [War84 S.64] wieder in den Mittelpunkt

unternehmerischen Handelns und wird zum Wettbewerbsfaktor. Die oben beschriebene

Marktsituation wird als turbulent bezeichnet. Wegen der geänderten Umfeldbedingungen ist

die mittel- und langfristige Planung unzuverlässig geworden, woraus sich neue Forderungen

an die Eigenschaften von Produktionsbetrieben ergeben. Sie müssen in der Lage sein, sich auf

Veränderungen einzustellen. Eine schnelle Reaktionsfähigkeit auf die neuen, sich wandelnden

Bedingungen wird immer notwendiger [ Dür01; Wes00; VFP02; Wie02;].

Allerdings ist eine genaue Kenntnis der Einflussfaktoren und der Reaktionsmöglichkeiten

erforderlich, um auf Veränderungen im Umfeld flexibel reagieren zu können ist. Im Rahmen

dieser Arbeit sollen die Wandlungstreiber und mögliche Gegenmaßnahmen für diese näher

betrachtet werden.

1.1 Zielsetzung und Aufbau der Arbeit

Diese Arbeit befasst sich mit der Zuordnung von Handlungsalternativen, um den

Einflussgrößen auf die Produktion entgegenzuwirken. Dabei sollen denkbare Einflussfaktoren

auf die Prozesskette aufgelistet werden. Anschließend werden geeignete Kriterien definiert,

nach denen die einzelnen Faktoren gruppiert werden können. Als Reaktion auf diese

Einwirkungen auf die Produktion sollen mögliche Handlungsalternativen aufgezeigt werden.

Jedem der Faktoren werden mehrere Handlungsalternativen zugeordnet. Diese Zuordnung

wird mittels einer Matrix, in Form eines morphologischen Kastens, dargestellt. Die zu

entwickelnde Zuordnungstabelle soll dem Fabrikplaner von morgen helfen, der jeweiligen

Situation angemessene Maßnahmen zu ergreifen und so den Fabrikplanungsprozess

Kapitel 1 Einleitung

effizienter zu gestalten. Es sind Entscheidungskriterien zu erarbeiten, nach denen eine

Auswahl der jeweils passenden Handlungsalternative erfolgt. Mittels dieser Kriterien soll

dann die Entscheidung für die geeignetste Möglichkeit am Beispiel der Auswahl des

Steuerungsverfahrens für die Produktion gezeigt werden. Es ist die These zu bestätigen, dass

auf verschiedene Einflussgrößen mit verschiedenen Steuerungskonzepten reagiert werden

kann.

Focus

Ziel des ersten Teils der Arbeit ist, alle Einflussgrößen auf die Produktion darzustellen.

Einflussfaktoren, die nicht direkt (durch das Unternehmen) oder indirekt (z.B. durch den

Kunden) beeinflusst werden können, wie zum Beispiel Gesetze und staatliche Verordnungen,

sollen nicht näher betrachtet werden.

Der besondere Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit liegt dabei auf den

Handlungsalternativen im Bereich der Logistikplanung. Hierbei wiederum sind vor allem

neue Steuerungs- und Koordinationsmechanismen in Logistiksystemen und neuartige

Logistikstrukturen im Blickpunkt des Interesses.

1.2 Vorgehensweise

Aufbauend auf der in Kapitel 1 erläuterten Problematik und Aufgabenstellung werden

zunächst im 2. Kapitel die aktuelle Marktsituation dargestellt, Forschungsvorhaben des

Fraunhofer Institutes für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) und der Universität

Stuttgart vorgestellt sowie bestehende Einflussfaktoren (Wandlungstreiber) auf die

Produktion anhand geeigneter Fachliteratur beschrieben. Am Ende dieses Kapitels werden

noch die in der Industrie am häufigsten eingesetzten Steuerungsverfahren vorgestellt.

In Kapitel 3 sollen mithilfe aktueller und abgeschlossener Industrieprojekte am Fraunhofer

Institut für Produktionstechnik und Automatisierung, einer Einflussmöglichkeitsanalyse sowie

einer Befragung von in der Produktion tätigen Mitarbeitern mittelständischer Unternehmen

mögliche Einflussgrößen auf die Produktion identifiziert werden. Nach geeigneten Kriterien

sind diese Faktoren zu strukturieren und katalogisieren. Anschließend sollen allen

Einflussfaktoren mehrere mögliche Handlungsalternativen zugeordnet werden.

Handlungsalternativen aus dem Bereich neuer Steuerungs- und Koordinationsmechanismen in

Logistiksystemen und neuartige Logistikstrukturen stehen dabei im Mittelpunkt. In Kapitel 4

werden dann verschiedene Handlungsalternativen aus dem Bereich Steuerungssysteme näher

Kapitel 1 Einleitung

untersucht. So wird ein Vergleich der einzelnen Steuerungsverfahren, sowie eine Methode zur

Auswahl, des geeignetsten Steuerungsprinzips angestrebt. Eine Überprüfung ihrer Eignung

als Reaktionsmöglichkeit auf verschiedene Einflussfaktoren auf die Produktion rundet das

Kapitel ab. Eine Zusammenfassung der gewonnenen Ergebnisse und ein Ausblick auf

weiterführende Untersuchungsgebiete, die über den Umfang dieser Arbeit hinausgehen,

bilden in Kapitel 5 den Abschluss der Arbeit. Im Anschluss daran folgen noch das

Literaturverzeichnis, ein Glossar, das Begriffsdefinitionen enthält, sowie ein Anhang, der die

Einflussfaktoren auf die Produktion, die Handlungsalternativen und die Zuordnung der

Steuerungssysteme zu den Einflussfaktoren enthält. Bild 1.1 zeigt den Aufbau der Arbeit:

·Zielsetzung und Aufbau der Arbeit

·Vorgehensweise

Kapitel 1: Einleitung

·Wandlungsfähige Unternehmen und geänderte Märkte

·Forschungsvorhaben

·Einflussgrößen in der Literatur

·Aktuelle Steuerungsverfahren

Kapitel 2: Stand der Technik

·Enteilung der Einflussgrößen

·Allgemeine Handlungsalternativen

·Handlungsalternativen im Bereich Logistik

Kapitel 3: Einflussgrößen und Handlungsalternativen

·Auswahl einiger Einflussgrößen

·Auswahl einiger Handlungsalternativen

·Vergleich von Steuerungsverfahren

·Zuordnung der Steuerungsverfahren

·Praxisbeispiel

Kapitel 4: Zuordnung von Handlungsalternativen

Kapitel 5: Zusammenfassung und Ausblick

Kapitel 6: Literatur

Kapitel 8: Erklärung

·Einflussgrößen

·Handlungsalternativen

·Logistische Handlungsalternativen

·Zuordnung der Handlungsalternativen im Bereich Steuerungskonzepte

·Zuordnungsverfahren als MS-Excel Programm

Kapitel 9: Anhang

Kapitel 7: Glossar

Bild 1.1:

Aufbau der Arbeit

Kapitel 2 Stand der Technik

2. Stand der Technik

In Kapitel 2 werden zunächst die Grundlagen der Arbeit erörtert. Dazu wird auch auf das

7. Kapitel, das Glossar verwiesen. Dort werden wichtige Begriffe, die für das Verständnis

dieser Arbeit erforderlich sind, definiert. Darauf aufbauend wird ein Überblick über die

aktuelle Marktlage und die sich daraus für die Unternehmen ergebenden Probleme gegeben.

Zu diesen Problemen und anderen Einflüssen auf Unternehmen sollen Angaben in der

Fachliteratur zitiert werden. Des weiteren werden aktuelle Vorschungsvorhaben auf diesem

Gebiet vorgestellt. Den Abschluss dieses Kapitels bildet ein Überblick über in der Praxis

übliche Verfahren der Produktionsplanung und steuerung (PPS), auf die in einem späteren

Kapitel als mögliche Handlungsalternativen näher eingegangen wird.

2.1 Wandlungsfähige Unternehmen und geänderte Märkte

Eine Vielzahl von Veränderungen stellen die globale Wirtschaft vor große

Herausforderungen. Weltweite politische Veränderungen bergen Risiken, wie Unsicherheit in

den Märkten, bieten aber auch große Chancen, zum Beispiel das Erschließen neuer

Absatzmärkte. Die demographische Veränderung der Weltbevölkerung mit einem größeren

Anteil an Senioren und kaufkräftigeren Jungendlichen hat den Kundenkreis, und somit die

Kundenanforderungen in den letzten Jahren stark verändert. Auch ist eine Tendenz zu immer

weiter individualisierter Nachfrage zu erkennen. Die Nachfrage nach variantenreichen

Produkten und gestiegene Kundenwünsche hinsichtlich kürzerer Lieferzeiten, genauer

Termineinhaltung, höherer Qualität und fallender Preise, stellen - nach einer Umfrage im

Rahmen des Sonderforschungsbereiches (SFB) 467 an der Universität Stuttgart unter der

Führung von Professor Westkämper- für viele Unternehmen im Produktionssektor ein

ernsthaftes Problem dar [SFB02a]. Als Folge dieser gestiegenen Anforderungen sind kürzere

Produktlebenszeiten zu erkennen, was wiederum die Notwendigkeit immer kürzerer

Produktentwicklungszeiten nach sich zieht. So stieg der Anteil an Produkten am

Gesamtsortiment von Siemens, die jünger als fünf Jahre sind, zwischen 1980 und 1996 von

50% auf über 75% [Kun97, S.28ff; Wie02].

Tiefgreifende Probleme bereitet dem Markt außerdem die zunehmende Globalisierung. Mit

einer besseren Vergleichbarkeit von Preisen und Leistungen geht ein erhöhter

Wettbewerbsdruck für die Unternehmen einher. Eine gute Möglichkeit sich von

Kapitel 2 Stand der Technik

Wettbewerbern abzusetzen ist die Marktführerschaft in mindestens einem der folgenden

Bereiche: Qualität, Kosten, Service, Technologie oder Zeit [Mus01].

Durch neue Technologien und die Variantenvielfalt bei Produkten sind die Prozesse und

Organisationsformen im produzierenden Gewerbe durch immer größere Komplexität

gekennzeichnet. Komplexität setzt sich nach Röpke aus Kompliziertheit und Dynamik

zusammen. Komplexität bedeutet eine Vielzahl von Elementen und deren Wechselwirkungen

untereinander. Unter Dynamik versteht man die Häufigkeit, mit der sich ein System und seine

Umweltfaktoren im Zeitablauf ändern [Röp77].

Die über Jahrzehnte gewachsenen Strukturen in Produktionsbetrieben sind den neuen

Anforderungen der Märkte hinsichtlich einer flexiblen und schnellen Reaktion auf die

Kundenwünsche nicht mehr gewachsen.

Aber nicht nur die Prozesse sondern auch die Produkte selbst sind in den letzten Jahrzehnten

immer komplexer geworden. Dies führt zu einem höheren Grad der Arbeitsteilung und somit

wieder zu komplexeren Abläufen in der Entstehung und Produktion des Produktes.

Diesen organisatorischen Problemen kann nur durch neue, prozessorientierte, modulare

Strukturen begegnet werden. Ein weiterer Nachteil der alten Strukturen ist eine fehlende

Transparenz bezüglich der Kosten, der Qualität und der Zeit zur Ausfertigung eines

Kundenauftrages. Ohne diese Transparenz ist aber eine Planung, Steuerung oder gar eine

Optimierung der Produktionsprozesse nicht möglich [Rip99].

Im Bereich der industriellen Produktion war das letzte Jahrzehnt geprägt durch Maßnahmen,

die auf eine Produktivitätssteigerung, Kostensenkung und Qualitätsverbesserung abzielten.

Das Potential dieser Maßnahmen ist inzwischen größtenteils ausgeschöpft, deshalb sind neue

Umstrukturierungsmaßnahmen der Produktion nötig, um in der aktuellen Marktlage weiterhin

konkurrenzfähig zu sein. In einer von turbulenten Märkten geprägten Zeit sind produzierende

Unternehmen mit einer Reihe von Herausforderungen konfrontiert. Sinkende Markentreue,

individuellere Kundenwünsche und der Wunsch nach höherer Serviceleistung, sind nur

einige. Diese geänderten Umstände verlangen von Produktionsbetrieben neue Eigenschaften.

Da sich in den letzten Jahren die Konkurrenzsituation verschärft hat, rückt die an

Kundenwünschen orientierte Leistung wieder weiter in den Vordergrund, das heißt ein

Wandel vom Verkäufer- zum Käufermarkt. Am Weltmarkt werden langfristig nur

Unternehmen erfolgreich sein, die in der Lage sind individuell wie die Kleinserie, aber

produktiv wie die Großserie zu fertigen. Die Erfüllung individueller Kundenwünsche ist zum

entscheidenden Wettbewerbsfaktor geworden [Col98; Rip01].

Kapitel 2 Stand der Technik

Da sich ähnliche Produkte in Preis und Qualität immer mehr angleichen, bieten sich den

Herstellern nur wenige Chancen, sich von Wettbewerbern abzusetzen. Eine Möglichkeit bietet

die Steigerung der logistischen Leistungsfähigkeit, da von den Kunden Leistungen wie

beispielsweise die Termintreue, oder die Lieferqualität direkt wahrgenommen werden.

Ein hohes Innovationstempo bei der Einführung neuer Produkte sowie anpassbare

Produktionssysteme helfen den Unternehmen neue Leistungspotentiale zu erschleißen. Laut

einer Umfrage unter deutschen Unternehmen im Jahre 1983, deren Ergebnisse noch immer

gültig sind, stuften 80% der Befragten die Termintreue und 70% die Lieferzeit als die

wichtigsten Leistungen für den Kunden ein[Dür01]. Diese Kriterien, die eng mit der

Logistikleistung eines Unternehmens verknüpft sind, bestimmen die Kundenzufriedenheit, die

für die Produktionsbetriebe an Bedeutung immer weiter zugenommen hat. Daraus lässt sich

schließen, dass die Logistikleistung eine entscheidende Rolle für die Zufriedenheit der

Kunden spielt. Es reicht also nicht aus, nur von wandlungsfähigen Unternehmen zu sprechen,

sondern es muss auch Logistik- oder Steuerungssysteme geben, die diese Wandlung

unterstützen [Dür01, Luc00].

Bild 2.1 zeigt in Anlehnung an Dürrschmidt die schlechten langfristigen

Planungsmöglichkeiten von Unternehmen in turbulenten Märkten. Hieraus ist die

Notwendigkeit der Wandlungs- und Reaktionsfähigkeit abzuleiten. Wiendahl begründet diese

folgendermaßen: ,,Im klassischen PPS-Verständnis dominiert die Ansicht, Marktturbulenzen

[...] von der Produktion fernzuhalten. Demge-genüber führt das neue Verständnis dazu,

Marktturbulenzen zu beherrschen." [Wie02, S.24].

Planungshorizont [ Tage / Monate]

Prognostizierbarkeit

Des Umfeldes [%]

100

Planungshorizont [ Tage / Monate]

Prognostizierbarkeit

Des Umfeldes [%]

100

Bild 2.1:

Prognostizierbarkeit und Unsicherheit in turbulenten Märkten

Kapitel 2 Stand der Technik

2.2 Aktuelle und geplante Forschungsvorhaben

Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Arbeit soll ein kurzer Überblick über aktuelle

und geplante Forschungsprojekte am Fraunhofer IPA und an der Universität Stuttgart in

diesem Umfeld gegeben werden.

Sonderforschungsbereich SFB 467

Der Sonderforschungsbereich SFB 467 ,,Wandlungsfähige Unternehmensstrukturen für die

variantenreiche Serienproduktion" wurde 1997 in Stuttgart gestartet. Seitens der Universität

Stuttgart sind unter anderem das Betriebswirtschaftliche Institut (BWI), das Institut für

Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Industrieroboter (ISW), das Institut für

Parallele und Verteilte Höchstleistungsrechner (IPVR), die Institute für Arbeitswissenschaft

& Technologiemanagement und Industrielle Fertigung & Fabrikbetrieb (IAT und IFF), sowie

die Fraunhofer Institute für Arbeitswissenschaft & Organisation und Produktionstechnik &

Automatisierung (IAO und IPA) beteiligt. Weitere Institute der RWTH Aachen sowie der

Universität Mannheim sind in das Projekt eingebunden.

Ziel der Forschungsarbeiten im SFB 467 ist die Entwicklung von Modellen, Methoden und

Verfahren zur Erhöhung der Reaktionsfähigkeit,

-geschwindigkeit und der

Wandlungsfähigkeit in produzierenden Unternehmen. Im Brennpunkt stehen dabei die

Produktionsprozesse der variantenreichen Serienproduktion, sowie die zur Unterstützung

notwendige Prozesse wie Planung und Steuerung [Wes00; SFB02a; Wes02c].

Sonderforschungsbereiche werden durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

finanziell unterstützt. Daher soll im folgenden Kapitel der jüngste Neuantrag im DFG-

Normalverfahren durch Institute der Universitäten Stuttgart und Aachen kurz erläutert

werden.

Neuantrag im DFG-Normalverfahren

Der Neuantrag im DFG-Normalverfahren ,,Entwicklung einer Methodik zur

anwendungsspezifischen Gestaltung von Fabrikationsprozessen" wurde im Jahre 2002 vom

IFF der Universität Stuttgart und dem Laboratorium für Werkzeugmaschinen und

Betriebslehre (WZL) der RWTH Aachen eingereicht. Zweck der zu erarbeitenden Methodik

ist, dem Planer für das jeweilige Fabrikplanungsvorhaben eine optimale Vorgehensweise

bereitzustellen. Die Methodik soll die Planung, Strukturierung und Terminierung der Projekte

umfassen. Das Arbeitsprogramm umfasst 4 Arbeitspakete (AP).

Kapitel 2 Stand der Technik

Das 1. AP umfasst die der Methodik zugrundeliegenden Partialmodelle der Planungssituation,

der Planungsobjekte und der Planungsprozesse.

Das 2. AP beinhaltet die Methodik zur anwendungsspezifischen Gestaltung des

Planungsprozesses.

Ein IT- Prototyp zur Unterstützung der Anwendung der ersten beiden AP wird im 3. AP

entwickelt.

Das 4. AP ergänzt die Arbeit um eine Datenbank, um auf Erfahrungswissen aus vergangenen

Fabrikplanungsprozessen zurückgreifen zu können.

Bild 2.2 zeigt den Aufbau des Gesamtvorhabens [DFG02].

Lernen

AP 1: Modellierung und Aufbau einer

generischen Datenbasis

AP 2: Entwicklung einer methodischen

Unterstützung zur Vorgehensgestaltung

AP 4: Entwicklung eines

Lernmoduls

AP 3: IT-Prototyp

Projektplan

Planungsobjekte

Spezifischer

Projektplan

Basisprozess

Prozeßmodule

Tätigkeiten

Planungsnetzwerk

Verknüpfung der

Ausgangssituation mit dem

Planungsnetzwerk

(Linking)

Basisplan

Planungsobjektspezifische

Anpassung des

Basisprozessplans

(Customizing )

Verknüpfung des Projektplans

mit Ressourcen und Terminen

sowie Sequenzoptimierung

Stückzahl

Produkt

...

neu

modifiziert unverändert

...

reduziert

erhöht

unverändert

Merkmalsausprägung

Merkmal

Planungsanlässe

· Billige Planung

· Schnelle Planung

· Wiederholungsplanung

· Einhaltung vorg. Investitionssummen

· ...

Planungsrandbedingungen

1. Projektstufe

2. Projektstufe

Auswertung von

Projekterfahrungen

und Rückkopplung in

das Planungsnetzwerk

Konfiguration und Adaption

Projektierung

· Restriktionen

(z.B. Standards)

· existierende

Fabrikbestandteile

Planungsnetzwerk

Lessons

learned

Lessons

learned

Bild 2.2:

Struktur des Arbeitsprogramms

Kapitel 2 Stand der Technik

Vorlaufforschungsprojekt VFP ,,Reaktive Fabrikplanung"

Das Vorlaufforschungsprojekt VFP ,,Reaktive Fabrikplanung" ist im 1. Arbeitspaket des

DFG-Antrages angesiedelt. IPA-interne Forschungsarbeiten und Industrieprojekte haben

gezeigt, dass es im Umfeld der ganzheitlichen Fabrikplanung an neuen Methoden mangelt. Es

besteht großes Interesse an einem ,,simulationsbasierten Werkzeug, welches die Gestaltung

und Dimensionierung eines Produktionssystems im Bereich Layout, Produktionsplanung und

steuerung für den operativen taktischen und strategischen Bereich abdeckt" [VFP02, S.4].

Für dieses Simulationswerkzeug sind die Einflussfaktoren auf die Produktion und die sich

daraus ergebenden möglichen Handlungsalternativen näher zu untersuchen. Die Initiatoren

des Projektes erhoffen sich folgende Verbesserungen für den Fabrikplanungsprozess:

Schnellere Problembehebungen bei Störungen in der Produktion bzw. Veränderungen in

der Auftragslage

Zielgerichtetes Aufzeigen von Handlungsfeldern und Lösungsalternativen für zukünftige

Produktionssituationen

Systematisches Vorgehen bei der Problembehebung durch entsprechende

Handlungsalternativen

Schnellere und somit wirtschaftliche Planung von Umstrukturierungsmaßnahmen

aufgrund von situationsbedingten Handlungsalternativen

Das Vorlaufforschungsprojekt zum Thema ,,Reaktive Fabrikplanung" gliedert sich in 3

Arbeitspakete:

Arbeitspaket 1: Zusammenstellung der Veränderungsgrößen im Produktionsprozess

Arbeitspaket 2: Zuordnung von Handlungsalternativen

Arbeitspaket 3: Softwaretechnische Umsetzung und Visualisierung der Ergebnisse

Die vorliegende Diplomarbeit erstreckt sich über das 1. und teilweise das 2. Arbeitspaket

[VFP02].

Kapitel 2 Stand der Technik

2.3 Einflussgrößen und ausgewählte Handlungsalternativen

Ziel dieses Kapitels ist es, bereits bekannte Einflussgrößen auf die Produktion

(Wandlungstreiber), Möglichkeiten deren Gliederung und in der Praxis eingesetzte

Steuerungskonzepte als mögliche Handlungsalternativen vorzustellen.

2.3.1 Einflussgrößen auf die Produktion

Einflussgrößen auf die Produktion finden sich an vielen Stellen der Fachliteratur. So nennt

zum Beispiel Westkämper im Rahmen des SFB 467 als Einflussfaktoren auf die

Fabrikplanung, und somit auch auf die Produktion selbst, die wiederum von der

Fabrikplanung beeinflusst wird [Wes02b]:

Management

Materialmanagement

Logistik (innerbetrieblich und betriebsübergreifend)

Architektur der Produktionsstätten

Maschinen und Werkzeuge

Gewerkschaften

Öffentlichkeitsarbeit

Qualitätsmanagement

Instandhaltung

Planungsprozess

Forschung und Entwicklung neuer Produkte

Firmeninterne Finanzpolitik

Des weiteren nennt Westkämper im Rahmen des SFB 467 als ,,Einflussfaktoren auf

Produktionssysteme" [Wes02a]:

Produkte

Personal / Arbeitsmarkt

Wirtschaft

Umwelt

Kapitel 2 Stand der Technik

Produktionstechnologie

Methoden der Organisation

Marktanforderungen und

Soziale / Politische Faktoren

In Westkämpers Vorlesung ,,Strategien der Produktion" wird auch das Thema

Einflussfaktoren auf die Produktion behandelt. Es ist die Rede von

,,Rahmenbedingungen und Einflussfaktoren". Es wird zwischen ,,internen" und

,,externen" Einflussfaktoren unterschieden. Der Unterschied zwischen internen und

externen Einflussfaktoren ist, dass die internen Faktoren vom Unternehmen direkt

gesteuert werden können, während die externen als ,,äußeres Umfeld" auf den Betrieb

einwirken.

Bild 2.3 zeigt die internen und externen Einflussfaktoren [Wes00a]:

Externe Einflussfaktoren

·Märkte, Kunden

·Technologien

·Wettbewerber

·Arbeitsmarkt

·Tarifverträge

·Kapitalmärkte

·Währungsparitäten

·Gesetze, Vorschriften

·Richtlinien, Normen

Interne Einflussfaktoren

Standort(e)

Technologien

Organisation

Forschung & Entwicklung

Kapazitäten

Personalqualifikation

Infrastruktur

Unternehmen

·Unternehmenskultur

·Ressourcen

Maschinen

Menschen

Material

·Kapital

Eigenkapital

Fremdkapital

·Unternehmensstruktur

Bild 2.3:

Interne und Externe Einflussfaktoren

Auch Warnecke geht auf Einflüsse in der Produktion näher ein. Er beschränkt sich jedoch auf

,,Störgrößen", die auf den Produktionsprozess einwirken. Die bei ihm genannten Faktoren

können daher nur ergänzend verwendet werden, sind jedoch keineswegs vollständig, da auf

die industrielle Produktion neben Störgrößen auch andere Einflüsse einwirken können. Er teilt

die Störgrößen, genau wie Westkämper in ,,interne" und ,,externe" Faktoren ein. Darüber

Kapitel 2 Stand der Technik

hinaus werden die einzelnen Einflussfaktoren nach ihrem Ort des Entstehens unterteilt. Die

wichtigsten Punkte sind nach Warnecke [War84]:

Natur- und Umwelteinflüsse

Politik / Gesetzgebung

Lieferverzögerungen

Marktveränderungen

Kundenverhalten

Terminverzögerungen bei der Bestellung

Maschinenausfälle und

Mangelndes Kundenbewusstsein

Die Trennung zwischen ,,internen" und ,,externen" Faktoren erfolgt auch bei Dürrschmidt.

Bei ihm wird diese Einteilung jedoch um ,,globale Faktoren" ergänzt. Er beschäftigt sich

vorrangig mit den Einflüssen auf die Logistiksysteme der Unternehmen [Dür01]. Eine

Aufstellung der Einflüsse in den drei Bereichen in Anlehnung an Dürrschmidt zeigt Bild 2.4:

Globales Umfeld

Externes Umfeld

Internes Umfeld

Ziele

Strategien

Potentiale

Branchenspezifische Technologie

Abatzmarkt

Wettbewerb

Ressourcen / Lieferanten

Allgemeine Technologie

(Makro-) Ökonomie

Ökologie

Sozio- kulturelles Umfeld

Bild 2.4:

Einflussgrößen auf Logistiksysteme

Kapitel 2 Stand der Technik

Luczak und Eversheim nennen als wesentliche Treiber für Veränderungen: Markteinflüsse,

produktionstechnologische Aspekte und das Produkt selbst. Als Markteinflüsse werden das

Auftragsspektrum, die Absatzmenge und die Zielkosten genannt. Als Unterpunkte zu den

produktionstechnischen Aspekten sind besonders die verwendete Technologie, neue

Technologieketten sowie die einzusetzenden Verfahrensfolgen wichtig. Dem Produkt selbst

sind eine Vielzahl von Einflussgrößen zuzuordnen: u.a. das Produktkonzept, die

Produktstruktur sowie weitere produktrelevante Attribute wie Stücklistenauflösung,

Arbeitspläne oder NC-Programme [Luc00].

Ähnlich wie Warnecke geht auch Bley nur auf störungsbedingte Einflüsse ein. Die Störgrößen

sind in drei Hauptgruppen unterteilt: systemunabhängige (von außen einwirkende),

systembedingte (vom System erzeugte) und prozessbedingte (vom Prozess erzeugt). Der

ersten Gruppe gehören zum Beispiel Rohteilefehler, Umwelteinflüsse wie Temperatur oder

Feuchte, der Ausfall von Betriebsmitteln oder Personal, ungeeignete Maschinen oder

Werkzeuge und eine ungünstige Maschinenbelegung. Als systembedingte Störgrößen sind

Werkzeugfehler, fertigungsbedingte Fehler, Steuerungsfehler, Fehler des Meßsystems oder

Spannmittelfehler genannt. Unter prozessbedingten Fehlern versteht Bley statische und

dynamische Kräfte, Prozesswärme und Verschleiß [Ble01].

In einem Teilprojektes des SFB 467 zum Thema Modellfabrik werden die Einflussgrößen auf

die Produktion als Turbulenzkeime bezeichnet. Diese sind wiederum in ,,interne" und

,,externe" unterteilt. Bei den ,,externen" Turbulenzkeimen wird nach der Herkunft der

Wandlungstreiber in die Bereiche Kunden, Absatzmärkte, Lieferanten und Zuliefermarkt

unterschieden. Bei den ,,internen" wird zwischen den Gruppen Ressourcen, Steuerung,

Management, Technologie und Produkt unterschieden. Die einzelnen Einflussgrößen sind der

rechten Spalte in Bild 2.5 zu entnehmen [SFB02b]:

Kapitel 2 Stand der Technik

Externe

Kunden

Turbulenzkeime

(Einzelauftragsebene)

Produktkonfiguration

Menge

Bedarfstermin

Absatzmarkt

Produktmix

(Gesamtauftragsebene)

Menge

Akzeptierte Lieferzeit

Lieferbedingungen

Preis

Qualität

Lieferanten

Materialart

(Einzelauftragsebene)

Menge

Liefertreue

Lieferterminabweichung

Qualität

Zuliefermarkt

Menge

(Gesamtauftragsebene)

Terminzusage

Qualität

Preis

Interne

Ressourcen

technische Störung

Turbulenzkeime

organisatorische Störung

Steuerung

Bedarfszusammenfassung

Steuerungssystem

Management

Unternehmensziele

Zieländerungen

Technologie

Produkttechnologie-

änderung

Prozesstechnologie-

änderung

Produkt

Neue Produktgestaltung

Varianten

Bild 2.5:

Interne und Externe Turbulenzkeime

Eine weitere Möglichkeit, außer in der Literatur Einflussgrößen zu identifizieren, ist es, den

Produktionsbetrieb nach seiner inneren Struktur in einzelne Funktionsbereiche zu zerlegen.

Jedem dieser Bereiche werden die typischen Aufgaben und Funktionen zugeordnet.

Ausgehend von diese Funktionen ist systematisch nach möglichen Abweichungen von den

vorausgeplanten Abläufen zu suchen. Dabei sind sowohl unternehmensinterne Strukturen, als

auch die Schnittstellen zu externen Interessensgruppen am Unternehmen zu untersuchen.

Eine Zerlegung des Unternehmens nach internen Struktureinheiten ergibt eine Aufteilung in

Forschung & Entwicklung, Fertigungsplanung, Fertigungssteuerung, Produktion (bestehend

aus Fertigung und Montage), Einkauf und Vertrieb. Hierbei handelt es sich um ,,interne"

Faktoren.

Als externe Interessengruppen, die Verschiedene Ansprüche an Unternehmen stellen, lassen

sich Lieferanten, Mitarbeiter, Eigen- und Fremdkapitalgeber, Konkurrenten, Kunden,

Verbände wie zum Beispiel IHK, VDI oder die Gewerkschaften und der Staat identifizieren.

Kapitel 2 Stand der Technik

2.3.2 Vorstellung üblicher Steuerungsverfahren

Der Begriff Produktionsplanung und Steuerung (kurz: PPS) ist definiert als ,,ein EDV-System

für die Planung, Steuerung und Überwachung der Produktionsabläufe von der

Angebotsbearbeitung bis zum Versand unter Mengen-, Termin- und Kapazitätsaspekten."

[Muc95]. Das Ziel von PPS-Systemen ist eine Minimierung der Produktionskosten, kurze

Lieferzeiten, niedrige Bestände, kurze Durchlaufzeiten und eine hohe Termintreue.

Die Kernaufgabenbereiche der PPS-Systeme sind die Produktionsprogrammplanung und die

Produktionsbedarfsplanung. Der Bedarf an Maschinen, Material und Personal muss festgelegt

und terminiert werden. Nach Zäpfel sind ,,die Teilbereiche der Programmplanung,

der

Mengenplanung sowie der Termin- und Kapazitätsplanung durchzuführen" [Zäp00].

In den 60er Jahren wurden die ersten PPS-Systeme eingeführt. Die zugrunde liegende Idee

war das MRP (Material Requirement Planning) Konzept. In den 70er Jahren wurde aufgrund

von Veränderungen im Unternehmensumfeld und Problemen wie zu hohen Lagerbeständen

und fehlender Termintreue das Konzept zu MRP II erweitert. In der Folgezeit wurden weitere

Systeme entwickelt, so die Kanban Steuerung, die belastungsorientierte Auftragsfreigabe

(BOA), das Fortschrittszahlenprinzip oder das Optimized Production Technology (OPT)

System.

Im weiteren Verlauf soll primär auf die Durchdringung und Umsetzung der Kernaufgaben in

den konkreten PPS-Systemen eingegangen werden.

MRP I

In den 60er Jahren entstand das Material Requirement Planning (MRP I)-Konzept, welches

Kapazitätsrestriktionen und Prozessunsicherheiten berücksichtigte und, ausgehend von der

Produktionsprogrammplanung über den materialwirtschaftlichen Bereich, der

Mengenplanung (MRP), schließlich auch den zeitwirtschaftlichen Teil, die

Kapazitätsterminierung, mit einbezog. Ferner wurde im MRP I-Konzept auch die

Werkstattsteuerung, die für die Steuerung der Fertigungsaufträge auf der Produktionsebene

zentral zuständig ist, implementiert. Aufbauend auf kalkulierten Arbeitsinhalten werden die

Termine für die einzelnen Arbeitssysteme sowohl im Vorwärts- als auch im

Rückwärtsterminierungsverfahren eingeplant. Kennzeichnend für das MRP I-Konzept ist,

dass es sich um ein hierarchisches Konzept handelt. Von übergeordneten Planungsstufen (z.B.

Produktionsprogrammplanung) zu untergeordneten Planungsstufen (z.B.

Produktionsbedarfsplanung) werden die Ressourcen mit zunehmendem Detaillierungsgrad

geplant. Die Planungsergebnisse einer Stufe sind Vorgaben für die nächstfolgende Stufe.

Kapitel 2 Stand der Technik

Mithilfe einer regelkreisähnlichen Abstimmung erfolgt die Rückführung an die nächsthöhere

Planungsstufe. Wegen dieser Planungsstufen ist eine termingerechte Produktion, wie sie im

Produktionsplan vorgesehen war, kaum zu realisieren [Muc95; Wie02].

MRP II

Das Management Resources Planning (MRP II)-System lässt sich als eine Erweiterung des

klassischen MRP-Systems auffassen und ist somit von seiner Grundstruktur noch immer

durch ein hierarchisches Sukzessivplanungskonzept bestimmt, wobei jedoch eine stärkere

Verknüpfung der verschiedenen Teilaufgabenbereiche angestrebt wurde. Ferner wurden die

strategischen Aufgabenbereiche Geschäftsplanung und Absatzplanung, die der

Produktionsprogrammplanung vorgelagert sind, in das System implementiert. Die

Kapazitätsrestriktionen, die in dem klassischem MRP-Konzept nicht ausreichend integriert

wurden, werden in dem neuen MRP II-System stärker berücksichtigt, wobei jedoch die strikte

Trennung von Mengenplanung und Kapazitätsplanung nicht gänzlich aufgehoben wurde.

Auch sind der Werkzeug-, Personal- und Maschinenbedarf einzuplanen und zu ermitteln. Als

Folge dieser Berücksichtigung der Ressourcen ist ein manueller Eingriff in die Terminierung

des PPS Systems möglich [Muc95, Zäp00; Wie02]. Da das MRP I-System und das MRP II-

System sehr viel gemeinsam haben, werden sie im folgenden als MRP I/II-System betrachtet.

BOA

Das Verfahren der belastungsorientierten Auftragsfreigabe (BOA) wurde in den siebziger

Jahren am Institut für Fabrikanlagen der Universität Hannover von Kettner erstmalig

vorgestellt und von Wiendahl und anderen in den achtziger Jahren weiterentwickelt. Bei

diesem Verfahren stehen die Durchlaufzeiten in direktem Zusammenhang mit den Beständen

der Arbeitssysteme. Bei der belastungsorientierten Auftragsfreigabe wird versucht, auf den

Bestand vor den Arbeitssystemen durch eine entsprechend gesteuerte Auftragsvergabe

regulierend einzugreifen. Grundlage ist das MRP II Konzept. Jedem Arbeitssystem wird eine

Terminschranke und eine Belastungsgrenze zugewiesen. Arbeitsaufträge werden nur

freigegeben, solange die Belastungsgrenze nicht erreicht ist, und die Aufträge innerhalb der

Terminschranke liegen. Die Aufträge werden an den Arbeitsstationen bis zur

Belastungsgrenze, der Summe aus Kann-Kapazität und Sollbestand, eingelastet. Der

Zusammenhang zwischen Belastungsgrenze und Kann-Kapazität wird im

Einlastungsprozentsatz ausgedrückt, welcher im Bereich zwischen 200 und 300 % liegt. Das

heißt, der Bestand vor einer Maschine wird auf konstantem Niveau gehalten. Aus diesem

Kapitel 2 Stand der Technik

Grund wird auch die Durchlaufzeit in bestimmten Grenzen gehalten. Dieses Verfahren ist

auch als das ,,Trichtermodell" bekannt.

Dabei werden die Arbeitssysteme jeweils als miteinander durch Verbindungskanäle

verknüpfte Trichter aufgefasst, die die Materialflussverflechtung innerhalb des gesamten

Produktionssystems wiederspiegeln. Die Füllhöhe der Trichter kennzeichnet den

Auftragsbestand vor den Arbeitssystemen. Das Ziel besteht nun darin, durch eine

entsprechend regulierte Auftragsfreigabe die Füllhöhe der Trichter niedrig zu halten, um das

Fertigungssystem nicht zu überlasten und die Durchlaufzeit zu reduzieren. Andererseits darf

die Füllhöhe nicht zu weit absinken, da es sonst zu einem Leerlauf in der Produktion kommt.

Im Folgenden soll der prinzipielle Planungsablauf bei der belastungsorientierten

Auftragsfreigabe aufgezeigt werden. Zu Beginn greifen die bekannten Verfahren der

klassischen PPS-Konzepte, wie z.B. die Programm-, Mengen- und Terminplanung, so dass

die Start- und Endtermine der einzelnen Fertigungsaufträge in etwa feststehen. Nun wird im

Rahmen von BOA zwischen dringenden und nicht dringenden Aufträgen unterschieden,

wobei als Entscheidungsparameter die Terminschranke, ein in der Zukunft gesetzter

Zeitpunkt, dient. Alle Aufträge, die vor dieser Terminschranke, und somit im sogenannten

Vorgriffszeitraum liegen, werden als dringend eingestuft und in der weiteren Planung

berücksichtigt. Dies aber auch nur, solange die Belastungsgrenze nicht erreicht ist. Die

Belastungs- und die Terminschranke stellen somit die zentralen, bestandsregulierenden

Stellschrauben innerhalb des Systems dar [Zäp00, Kur95; Wie02].

Fortschrittszahlenprinzip

Die Entwicklung des Fortschrittszahlenkonzeptes begann bereits in den 60er Jahren im

Bereich der Automobilbauindustrie. Unter dem Begriff Fortschrittszahl wird in diesem

Zusammenhang eine kumulierte Anzahl von Teilen verstanden, die sich jeweils auf einen

bestimmten Anfangszeitpunkt bezieht. Dabei muss zwischen Soll- und Ist-Fortschrittszahlen

unterschieden werden. Soll-Fortschrittszahlen geben an, wie viele Erzeugnisse bis zu einem

bestimmten Zeitpunkt zu fertigen bzw. bereitzustellen sind, damit der entsprechende

Produktionsplan realisiert werden kann. Die Ist-Fortschrittzahlen spiegeln den

Produktionsfortschritt wieder und geben die kumulierte Menge der produzierten bzw.

bereitgestellten Teile ab einem bestimmten Zeitpunkt wieder. Durch die Gegenüberstellung

der Soll- und Ist-Fortschrittszahlen in Abhängigkeit von der Zeit lässt sich der jeweilige

zeitliche und mengenmäßige Vorlauf bzw. Rückstand erkennen. Um die gesamte Fertigung

mit dem Fortschrittszahlenprinzip zu steuern wird diese in Subsysteme, sogenannte

Kapitel 2 Stand der Technik

Kontrollblöcke, unterteilt, die dann über eine Fortschrittszahlenhierarchie geplant und

überwacht werden. Ein Kontrollblock kann dabei einen Arbeitsplatz, eine Arbeitsplatzgruppe

oder eine Abteilung bis hin zu einem kompletten Bereich umfassen. Für diese Kontrollblöcke

werden dann sogenannte Eingangs- und Ausgangsfortschrittszahlen ermittelt. Die

Eingangsfortschrittszahlen (Soll und Ist) beziehen sich dabei auf den ersten Arbeitsvorgang

und die Ausgangsfortschrittszahlen auf den letzten Arbeitsvorgang des Kontrollblocks. Dabei

werden durch die bekannten Verfahren der Stücklistenauflösung und Vorlaufzeitverschiebung

die Soll-Fortschrittszahlen zentral ermittelt und festgesetzt [Cor98; Wie02].

OPT

Optimized Production Technology (OPT) wurde zum ersten Mal in den 80er Jahren in den

USA von größeren Firmen eingesetzt. Dabei wird von einer neuartigen Produktions-

Philosophie ausgegangen, die besagt, dass nicht die Kapazitätsbelastung abzugleichen ist,

sondern eher der Fertigungsfluss, und dass die entscheidenden Faktoren zur Bestimmung von

Durchlaufzeiten und Beständen die Engpasskapazitäten sind. Die Methode basiert auf der

Annahme, dass die maximale Ausbringung einer Fertigung durch die tatsächliche Leistung

and den Engpässen beschränkt ist. Daher resultiert wiederum die Forderung nach einer

maximalen Auslastung des Engpasses, da dieser den Produktionstakt vorgibt, dort also keine

Leistungsverluste auftreten dürfen. Daher ist ein Sicherheitsbestand vor diesem Engpass

aufzubauen. Es wird ein Belegungsplan mit Plan- Endterminen an dem Engpass festgelegt.

Vor diesem Engpass werden Termine im Vorwärtsverfahren terminiert, der unkritische Teil

nach dem Engpass wird dagegen rückwärts terminiert [Zäp94; Zäp00; Wie02].

Kanban

Das Kanban-System wurde bereits in den 50er Jahren bei der Firma Toyota in Japan

entwickelt. Nachdem das System bis in die 80er Jahre immer weiter verbessert wurde, hat es

in der Industrie eine breite Anwendung gefunden.

Es handelt sich hierbei um ein einfaches, visualisiertes Steuerungsverfahren, das sich am

Kundenbedarf eines Supermarktes orientiert.

Die Zielsetzung, die mit dem Einsatz eines Kanban-Systems angestrebt wird, ist nichts

anderes als eine Just-in-Time Produktion, d.h. eine Produktion auf Abruf. Die elementare

Grundidee des Kanban-Systems besteht darin, dass eine bestimmte Teileart auf einer

Fertigungsstufe erst dann produziert wird, wenn ein Bedarf für dieses Teil auf der

nachgelagerten Fertigungsstufe entsteht. Das Supermarktprinzip wird beim Kanban- System

Kapitel 2 Stand der Technik

realisiert, indem die Fertigung nicht zentral sondern dezentral durch verknüpfte,

hintereinandergeschaltete Regelkreise gesteuert wird.

Das wesentliche Steuerungsinstrument in diesem System stellen spezielle Karten dar, nach

denen auch das System benannt wurde (,,Kanban" ist das japanische Wort für Karte)

Hat eine Bearbeitungsstation eine definierte Menge an Teilen aus ihrem Bedarfspuffer

verbraucht oder einen definierten Meldebestand unterschritten, wird an die vorgelagerte

Station eine Kanban-Karte geschickt. Diese Karte signalisiert einen Bedarf und entspricht

einem Fertigungsauftrag.

Da der Fertigungsauftrag erst gestartet wird nachdem die Kanban-Karte vorliegt, wird eine

kurze Durchlaufzeit ohne große Materialbestände ermöglicht.

Beim Kanban-System sind die verschiedenen Produktionsstufen so miteinander verknüpft,

dass es keiner zentralen Produktionssteuerung der einzelnen Fertigungsstufen bedarf. Nur der

Anstoß des Systems erfolgt zentral beim Fertigwarenlager auf Basis des aufgestellten

Produktionsplans. Danach setzt sich die Bedarfsauslösung der untergeordneten Baugruppen

und Einzelteile innerhalb der Regelungskette des Produktionsbereiches fort.

Die Nachfrage wird somit von Fertigungszelle zu Fertigungszelle rückwärts kommuniziert

[Wie01; Wie02].

Conwip

Das Prinzip Constant Work in Progress (Conwip) geht von einem konstanten Umlaufbestand

in der Fertigung aus. Bei einer Fertigungssteuerung nach Conwip handelt es sich um eine

Steuerung nach dem Push-Prinzip, die durch Komponenten des Pull-Prinzips ergänzt ist. Im

Gegensatz zum Kanban-Prinzip erstreckt sich ein Regelkreis über mehrere Arbeitsstationen.

Zwischen diesen wird nach dem Push-Prinzip verfahren. Das bedeutet, eine Conwip Karte

geht erst dann an das Vorgängersystem, nachdem eine Reihe von Arbeitsgängen ausgeführt

wurde. Im Gegensatz zum Kanban-System reicht aber diese Karte zum Auslösen eines

Bestellvorgangs nicht aus. Ein übergeordnetes MRP System muss zusätzlich die Bestellung

autorisieren. Das MRP I/II-System sortiert die Aufträge nach terminlichen Prioritäten.

Innerhalb eines Conwip Regelkreises gilt das First in First out (FIFO)- Prinzip [Wie02].

Das folgende Bild 2.7 zeigt die Prinzipien der einzelnen Steuerungskonzepte [Gün99; Wil97]

Details

Seiten
Erscheinungsform: Originalausgabe
Jahr: 2002
ISBN (eBook): 9783832465698
ISBN (Paperback): 9783838665696
DOI: 10.3239/9783832465698
Dateigröße: 1.3 MB
Sprache: Deutsch
Institution / Hochschule: Universität Stuttgart – Betriebswirtschaftslehre
Erscheinungsdatum: 2003 (März)
Note: 1,5
Schlagworte: fabrikplanung turbulenz logistik märkte

Autor

Martin Riffelmacher (Autor:in)

Entwicklung eines Zuordnungsverfahrens für logistische Handlungsalternativen zu Wandlungstreibern bei produzierenden Unternehmen

Zusammenfassung

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

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Autor

Martin Riffelmacher (Autor:in)