Planungsaufgabe. im Rahmen der Vorlesung Produktionsplanung und steuerung. bei. Prof.Dr.-Ing. Carlos Jahn. von

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1 hochschule für angewandte wissenschaften FACHBEREICH MASCHINENBAU UND PRODUKTION hamburg university of applied sciences Planungsaufgabe Thema: Ziehprinzipien in der Steuerung im Rahmen der Vorlesung Produktionsplanung und steuerung bei Prof.Dr.-Ing. Carlos Jahn von Alexander Koch Florian Bockelmann Sascha Hedwig

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4 Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung Vorstellung der Methoden in der Steuerung Steuerungskonzepte Das Kanban-Prinzip Ziele und Herkunft des KANBAN-Systems Funktionsweise des KANBAN-Systems Varianten des KANBAN-Systems Vor-, Nachteile und Einsatzvoraussetzungen Belastungsorientierte Auftragsfreigabe Ziele und Herkunft von BOA Funktionsweise der Belastungsorientierte Auftragsfreigabe Vor-, Nachteile und Einsatzvoraussetzungen CONWIP Ziele und Herkunft Funktionsweise des CONWIPs Vor-, Nachteile und Einsatzvoraussetzungen Vergleich der Methoden Fazit Literatur, Quellen- und Internetverzeichnis 15

5 1. Einleitung Die Wahl des richtigen Fertigungssteuerungsverfahrens kann für ein Unternehmen lebensnotwendig sein. Denn nur hiermit und einem Produkt mit hohem Kundennutzen kann man im Wettbewerb erfolgreich sein. Firmen, die dies erfolgreich praktizieren, benötigen weniger Bestände in Roh-, Halb- und Fertigwaren und binden damit weniger Kapital. Stattdessen können sie in die Entwicklung innovativer Produkte visionärer Technologien investieren. Zusätzlich stellen diese Unternehmen damit eine hohe Liefertreue sicher und bauen somit ihre Vertrauensbasis zum Kunden aus. Durch eine gut funktionierende Logistik können des Weiteren unnötig hohe Lagerkosten vermieden und eine kurze Lieferzeit erzielt werden. Zu einem erfolgreichen Gesamtbetrieb gehört allerdings mehr als nur ein funktionierendes Fertigungssteuerungsverfahren. Solche Unternehmen berücksichtigen logistische Anforderungen in so unterschiedlichen Bereichen wie der Produktentwicklung, der Technologieentwicklung, im Marketing und Vertrieb, der Fabrikplanung, der strategischen und operativen Produktionsplanung als auch der Fertigungssteuerung. Im Folgenden werden wir uns mit drei der bekanntesten Fertigungssteuerungssytemen im Bereich des Ziehprinzips auseinandersetzen. Zu denen gehören zum einen das KANBAN-Prinzip, mit dem sich in der Produktionssteuerung am häufigsten auseinandergesetzt wird (TOYOTA-Produktionssystem), die Belastungsorientierte Auftragsfreigabe, das 1980 von W. BECHTE vorgestellt wurde, und als letztes werden wir auf die CONstant-WorkInProcess-Steuerung eingehen, die von SPEARMAN und HOPP in den 90ern geprägt worden ist. Wir werden alle Verfahren beschreiben, näher auf ihre Vor- und Nachteile eingehen und auch ihre Einsatzvoraussetzungen darlegen. Am Ende werden wir dann einen Vergleich der Methoden anführen und ein Fazit ziehen

6 2. Vorstellung der Methoden in der Steuerung 2.1 Steuerungskonzepte Gegenstand der Steuerungskonzepte ist die zeitliche und mengenmäßige Ordnung der Produktion zur Sicherstellung eines wirtschaftlichen Produktionsvollzugs. Es wurden bereits eine Vielzahl an Methoden entwickelt und in Unternehmen erprobt. Ziel dabei ist, dass die zur Befriedigung der Kundenwünsche erforderlichen Produkte in möglichst kurzer Zeit (Ziel: kurze Durchlaufzeit) zu dem gewünschten Termin (Ziel: hohe Termintreue) zur Verfügung stehen. Um dies für das Unternehmen auch wirtschaftlich zu erreichen, müssen die Bestände in der Produktion dabei möglichst gering gehalten werden (Ziel: geringe Bestände) und die Auslastung insbesondere der Engpaßarbeitssysteme muss ausreichend hoch sein (Ziel: hohe Auslastung). Im folgendem möchten wir die vier Ziehprinzipien der Steuerung - KANBAN - CONWIP (Constant Work in Process) - BOA (Belastungsorientierte Auftragsfreigabe) vorstellen. Bei der Pull-, oder auch Ziehsteuerung (Bild 2-1) genannt, wird eine kundenauftragsgetriebene Produktion und Beschaffung angestrebt, bei der die Auftragsfreigabe in einer Wertschöpfungskette so erfolgt, dass die unmittelbar nachfolgende Produktionsstelle der vorgelagerten Produktionsstelle seinen Bedarf signalisiert. Diese vorgelagerte Stelle führt den Auftrag aus und führt ihn der nachgelagerten Stelle zu. Innerhalb der gesamten Wertschöpfungskette wird das entstehende Produkt quasi von hinten, das heißt bei der Endmontage angefangen, durch die davorliegende Produktionsstufe auftragsgetrieben gesteuert. Damit ist ein unmittelbarer Kundenbezug konsequent durch den gesamten Leistungserstellungsprozess gegeben. Bild 2-1: Pull-Prinzip - 2 -

7 Bild 2-2: PUSH-Prinzip Da immer nur Produkte nach Bedarf abgezogen werden, entfallen anders als beim PUSH-Prinzip (Bild 2-2) die Zwischenlager, der Umlaufbestand sinkt stark. Zu dem entfällt das bei einer Lagerproduktion entstehende Risiko von schwer oder gar nicht verkaufbaren Produkten. Somit wird die Produktion eine möglichst kurze termintreue Kundenbelieferung mit niedrigen Beständen erreichen. Das Pull-Prinzip basiert auf der Just-in-Time-Strategie (JIT). Unter Just-in-Time wird verstanden, dass nur die jeweils benötigte Menge zum jeweils richtigen Zeitpunkt produziert wird. Dies zielt darauf ab, Verschwendung in der Fertigung und in vor- und nachgelagerten Bereichen zu vermeiden. 2.2 Das KANBAN-Prinzip Ziele und Herkunft des KANBAN-Systems Das Wort KANBAN kommt aus den japanischen und bedeutet übersetzt Karte oder Schild. Das KANBAN-System geht in die fünfziger Jahre des letzten Jahrhunderts zurück. Zu damaliger Zeit war die japanische Wirtschaft gezeichnet durch die bestehende Raumknappheit und durch den um sich greifenden Kapitalmangel. Durch diese Umstände zwangen die Unternehmer zu besonderen Anstrengungen, um ihre Lagerbestände, Durchlaufzeiten etc. reduzieren zu können und auch den Materialfluss innerhalb des Fertigungsbereiches sowie zwischen den Betrieben zu rationalisieren. Aus diesem Umdenken in den Betrieben entwickelte sich das Just-in-time-Prinzip (JIT) und als eine besondere Form der Realisierung von Just-in-time das KANBAN-System Funktionsweise des KANBAN-Systems Der grundlegende Unterschied zu herkömmlichen Fertigungssteuerungsprinzipien liegt darin, dass ein zur Bearbeitung freigegebener Auftrag als erstes in die Endmontage gegeben wird. Dort wird das bestellte Erzeugnis durch die Entnahme von Teilen aus kleineren Pufferlägern montiert. Wird in einem der Läger ein Meldebestand unterschritten, so werden bei den vorgelagerten Abteilungen mit Hilfe einer Karte die zum Auffüllen benötigten Teile nachbestellt. In den vorgelagerten Abteilungen wird ebenso verfahren. So wird sichergestellt, dass immer nur eine definierte Menge an Zwischenprodukten innerhalb der Fertigung bevorratet wird; gleichzeitig können Bestellungen in der Regel sehr schnell bearbeitet werden. Vorraussetzung für den - 3 -

8 Einsatz ist jedoch, dass sich der Teilbedarf regelmäßig gestaltet und eine ablauforientierte Anordnung der Betriebsmittel vorliegt. Typische Einsatzgebiete sind demnach die Groß- und Massenfertigung nach dem Fließprinzip, wie sie zum Beispiel in der Automobilindustrie vorliegt. Der für die Produktion notwendige Informationsfluss wird eng mit dem gegenläufigen Materialfluss verknüpft und bewegt sich auf der gleichen Ebene (vgl. Bild 2-3). Bild 2-3: Funktionsweise des KANBAN-Systems, Quelle: Produktionsmanag. II (Prof. Schuh) Varianten des KANBAN-Systems Grundlegend lässt sich das KANBAN-System in zwei Varianten unterscheiden. Zum einen das Ein-Karten-System und zum anderen das Zwei-Karten-System. Während das Ein-Karten-System nur in einer Kartenart Verwendung findet, kann das Zwei- Karten-System als Produktionskanban wie auch als Transportkanban eingesetzt werden. Im folgenden wird das Zwei-Karten-System mit Hilfe eines Beispiels erklärt aus: (Produktionsplanung und steuerung, Grundlagen Konzepte Anwendungen; Horst Glaser, Werner Geiger/ Volker Rohde; Gabler Verlag 2. Auflage)

9 Bild 2-4: Funktionsweise des Zwei-Karten-System, Quelle: (PPS, Glaser) (1) Zwecks Beschaffung der benötigten Teilemenge entnimmt ein Mitarbeiter der Senke den entsprechenden Transportkanban aus der Transportkanban- Sammelbox und übergibt diesen Kanban an einen für den Transport zuständigen Mitarbeiter

10 (2) Der Mitarbeiter des Transportsystems befördert einen für die angeforderte Teileart zu verwendenden leeren Behälter mit einem Transportmittel zum Pufferlager und stellt diesen Behälter dort an der dafür vorgesehenen Stelle ab. (3) Von dem auf dem mitgeführten Transportkanban angegebenen Platz im Pufferlager wird ein voller Behälter entnommen und ein Austausch des an diesem Behälter befindlichen Produktionskanbans mit dem Transportkanban vollzogen. Den von dem Behälter entfernten Produktionskanban legt der Mitarbeiter in die Produktionskasten-Sammelbox (Kanban-Auftragsbox) der Quelle. (4) Ein Mitarbeiter der Quelle entnimmt den Transportkanban als entsprechenden Fertigungsauftrag aus der Produktionskanban-Sammelbox. (5) Die Quelle stellt die auf dem Produktionskanban vermerkte Teilmenge her. (6) Die produzierten Materialien werden in einen für die betrachtete Teileart vorgeschriebenen, aus dem Pufferlager geholten leeren Behälter gelegt. (7) Ein Mitarbeiter der Quelle versieht den aufgefüllten Behälter mit dem betreffenden Produktionskanban. (8) Der gekennzeichnete Behälter wird ins Pufferlager transportiert und auf dem vorgesehenen Platz abgestellt. (9) Den Regelkreiszyklus abschließend erfolgt bei der Senke die Entfernung des Transportkanbans von dem im dritten Schritt dem Pufferlager entnommenen Behälter und eine Ablage dieses Kanbans in der betreffenden Sammelbox Vor-, Nachteile und Einsatzvoraussetzungen In erster Linie sollte die Variantenvielfalt der Produkte begrenzt sein, um die Komplexität des Systems zu begrenzen. Desweiteren sollten die Fertigungsanlagen flexibel sein und der Primärbedarf konstant, da Schwankungen Bestände in den Zwischenlagern verursachen. Die einzelnen Arbeitsstationen sollten wenn möglich eng mit einander verbunden sein. Abschließend sollte Flexibilität und natürlich die Motivation der Mitarbeiter gegeben sein. Vorteile: Minimale Durchlaufzeiten Niedrige Bestände Nachteile: Zur Termin- und Kapazitätsplanung nur bedingt geetgnet Empfindlich gegenüber Produktionsschwankungen Niedrige Lagerzeiten Prozesse selbstregelnd - 6 -

11 2.3 Belastungsorientierte Auftragsfreigabe (BOA) Ziele und Herkunft von BOA Das Konzept der Belastungsorientierten Auftragsfreigabe (BOA), dass sich auf die Auftragsfreigabe, also auf die Schnittstelle zwischen Planung und Steuerung konzentriert, wurde 1981 von Kettner und Bechte am Institut für Fabrikanlagen (IFA) der Universität Hannover entwickelt. Dieses Konzept baute Wiendahl weiter aus. Mit der belastungsorientierten Auftragsfreigabe (BOA) wird versucht, die unangenehme Lage der Produktion (hohe Kapazitätsauslastung bei gleichzeitigen kurzen Durchlaufzeiten und niedrigen Lagerbeständen) zu lösen. Voraussetzung für die BOA ist eine vorangegangene Kapazitätsberechnung. Die insgesamt benötigte Kapazität zur Fertigung der anstehenden Aufträge, ist die Basis der BOA. Ziel dieses Steuerungskonzeptes ist dabei durch eine Dimensionierung des Auftragsbestandes vor den einzelnen Bearbeitungsstationen eine geringe Durchlaufzeit und dadurch eine bessere Einhaltung der Fertigstellungstermine zu erreichen. Siehe Bild 2-5. Bild 2-5: belastungsorientierten Auftragsfreigabe, Quelle: Prof. Schuh (Skript Produktionsmanagement II) - 7 -

12 2.3.2 Funktionsweise der Belastungsorientierte Auftragsfreigabe BOA ist vor allem für die Freigabe von Fertigungsaufträgen in der Werkstattfertigung gut geeignet, weil diese im Rahmen einer Grobterminierung als System mit stochastischen Eigenschaften aufgefasst werden kann. Grundlage des Durchlaufdiagramms (siehe Bild 2-6; vgl. Wiendahl (1987), S. 100) ist die Idee, dass sich ein Arbeitssystem als Trichter auffassen lässt, an dem Aufträge ankommen (Zugang), auf ihre Bearbeitung / Abfertigung warten (Bestand) und das System verlassen (Abgang) in einer definierten Planungsperiode. Konkret wird dabei wie folgt verfahren. Als ersten Schritt werden die für die aktuelle Planperiode dringlichen Aufträge festgelegt. Als Ausgangsbasis dafür werden die im Rahmen der Durchlaufterminierung ermittelten Auftragsstarttermine genommen. Die nicht dringlichen Aufträge werden in den nicht freigegebenen Auftragsbestand zurückgestellt und in der nächsten Planungsrunde zusammen mit allen übrigen dann bekannten und nicht freigegebenen Aufträgen erneut dem Freigabeverfahren unterzogen. Als dringlich gilt ein Auftrag, der in den Vorgriffshorizont, der den Zeitraum zwischen Terminschranke(spätester Zeitpunkt) und Planungszeitpunkt beschreibt, fällt. Bild 2-6: Durchlaufdiagramm, Quelle: Idealisiert lassen sich die Bestände als parallele Graphen darstellen, ausgehend von dem idealisierten Belastungs- und Leistungsverlauf. Der Differenzierungsquotient aus dem Zugang pro Zeiteinheit ( tan β ) gibt die Belastung des Systems wieder. Die Belastungsschranke(BS), die als zentraler Steuerungsparameter gilt, gibt dabei den - 8 -

13 maximal zulässigen Arbeitsvorrat eines Arbeitsplatzes in einem Bearbeitungszeitraum an. Es werden also solange Aufträge freigegeben, bis die Belastungsschranke erreicht ist. Diese liegt dabei grundsätzlich über der tatsächlichen Leistung, da von einer Arbeitsplatzbelastung von % ausgegangen wird, um einen Leerlauf zu verhindern Vor-, Nachteile und Einsatzvoraussetzungen Die Zielgrößen der belastungsorientierten Auftragsfreigabe sind Durchlaufzeit Bestand Auslastung Termintreue Grundlegende Einsatzvoraussetzung sind Aufträge mit unterschiedlichen Maschinenbzw. Werkstattfolgen, die auf den ersten Blick nicht zu überschauen sind, da ansonsten sich der Einsatz der BOA nicht lohnen würde. Sie ist also für die organisierte Einzel- und Serienfertigung variantenreicher Produkte nach dem Werkstättenprinzip entwickelt worden. Vorteile Verfahrensschritte leicht nachvollziehbar Beachtung von DLZ, MB, Auslastung als System Stabiles Bestandsniveau Hohe Flexibilität bei Verbrauchsschranken Flexibilität bei Kapazitätsschwankungen Einfach, da nur zwei Steuerungsparameter (Termin- und Belastungsschranke) Nachteile Bezug nur auf aktuelle Planperiode Einsatz nur bei Werkstattfertigung geringe Produktivität bei Aufträgen mit vielen Arbeitsgängen Notwendige Festlegung des Vorgriffshorizonts Die Steuerungsparameter sind nicht exakt berechenbar Freigabe nur dann, wenn alle Arbeitsvorgänge eines Auftrages eingelastet werden können, dadurch wird die Abarbeitung von Aufträgen trotz freier Kapazitätzen ausgeschlossen - 9 -

14 2.3 CONWIP (CONstant Work In Process) Ziele und Herkunft CONstant Work in Process bedeutet konstante Umlaufbestände. Dieses im europäischen Raum noch relativ unbekannte PPS-System wurde von Hopp und Spearman in den 90ern entwickelt und sie haben erheblichen Anteil an der Verbreitung des Verfahrens und am Verständnis seiner Vorteile. Das Verfahren selbst wurde unter anderen Bezeichnungen und mit leicht abweichenden Verfahrensregeln schon vorher untersucht und in der Praxis angewendet. Es ist in der US-Literatur und Praxis sehr beliebt. Grundidee des Konzeptes ist es, den Bestand einer Fertigung bzw. einer Fertigungslinie auf konstantem Niveau zu halten Funktionsweise des CONWIPs Die grundlegende Funktion lässt sich kurz in einem Satz zusammenfassen: Ein neuer Auftrag wird erst dann frei gegeben, wenn ein anderer fertig geworden ist. Bild 2-6: Prinzip der CONWIP-Steuerung, Quelle: Prof. Schuh (Skript Produktions-management II) Das heißt es wird derjenige Auftrag aus der Liste genommen, der die höchste Priorität besitzt und freizugeben ist. Die Liste die freigegeben wird, enthält noch keine Information über Aufträge, die noch nicht freigegeben worden sind. Für die Aufnahme in die Auftragsliste gilt folgende Bedingung: TP0 + VH TStart mit TP0 Planungszeitpunkt VH Vorgriffshorizont T Plan - Startter min des Auftrages Start

15 Hilfsmittel der Conwip-Steuerung sind zum einen die Conwip-Karten, die sich je nach Fertigungsbereich unterscheiden und fortlaufend durchnummeriert sind. Die Karten, ohne die ein Auftrag nicht für die Fertigung freigegeben werden darf, bleiben während des kompletten Durchlaufs beim Auftrag. Erst nach Fertigstellung wird die Karte frei und autorisiert die Freigabe eines neuen Auftrags. So kann man den Bestand der Fertigungslinie begrenzen bzw. besser kontrollieren. zum anderen gibt es vereinfachte Listen freizugebender Aufträge, für den Fall, dass eine begrenzte Variantenanzahl mit hoher Wiederholhäufigkeit auftritt. Sie enthält denn lediglich die Reihenfolge, in der die einzelnen Varianten gefertigt werden sollten. Der Bestand in der Fertigung wird in Anzahl Teilen, in Anzahl Aufträgen oder in Vorgabestunden gemessen. Für die Berechnung der Vorgabezeiten gibt es verschieden Möglichkeiten. Entweder sie richtet sich nach der Summe aller Arbeitsvorgänge, der Summe aller noch nicht abgeschlossenen Arbeitsvorgänge oder der Vorgabezeit des Engpassarbeitssystems Vor-, Nachteile und Einsatzvoraussetzungen Für die Anwendung der Conwip-Steuerung sollte die Auftragserzeugung koordiniert und der Materialfluss nicht zu komplex sein, da dieses Verfahren dann am Arbeitssystem scheitern könnte. Desweiteren sollte eine hohe Auslastung vorhanden sein, da sich sonst der Einsatz dieses Verfahrens nicht lohnen würde. Denn die Aufträge würden somit vorzeitig freigegeben und der Bestand unnötig erhöht. Vorteile Regelung eines definierten Niveaus des Bestandes Kleine Bestandsschwankungen der gesamten Fertigungslinie Keine blockierende Bestände Keine Reihenfolgevertauschungen möglich Geringe Verfahrensparameter Erinfache Steuerung Nachteile Variierende Bestände an Arbeitsstationen Materialflussabriss an Stationen durch nicht rechtzeitige Freigabe der Aufträge

16 3. Vergleich der Methoden Um die vorgestellten Methoden nun zu vergleichen, ist es notwendig, wesentliche Grundsätze zur Gestaltung von Fertigungssteuerungsverfahren festzusetzen: In erster Linie ist es wichtig, dass Bestandsschwankungen in den einzelnen Arbeitssystemen auf ein Minimum reduziert werden. Beim Kanban-Prinzip kann der Bestand an einem Arbeitssystem sehr schwanken, da er durch die Anzahl der Kanbans bestimmt wird, die einem Los zugeordnet sind. Wenn also alle Kanbans einem Los zugeordnet sind, wird der Maximalbestand erreicht, während der Bestand auf null sinkt, wenn sich alle Kanbans an der Tafel befinden. Auch das Prinzip der belastungsorientierten Auftragsfreigabe reduziert nicht die Bestandsschwankungen. In die Bestandskonten der Arbeitssysteme gehen hier nur abgezinste Buchungsauftragszeiten ein, wenn der Auftrag zuvor noch andere Arbeitssysteme durchläuft. Die Fertigstellung eines einzigen Auftrages kann daher die Freigabe mehrerer Auifträge bedeuten und dadurch Schwankungen verursachen. Die Conwip-Steuerung betracht die Fertigungslinie als Ganzes. Demnach können nur hierfür Bestandsschwankungen minimiert werden, nicht jedoch an den einzelnen Arbeitssystemen. Diese können variieren. Hinzu kommt, dass ein Fertigungsverfahren möglichst wenig blockierte Bestände verursacht. Beim Kanban-Prinzip nimmt die Höhe des blockierten Bestands mit der Anzahl der zu fertigen Varianten zu, da jede Variante ein bis zwei Sicherheitskanbans benötigt, was zur Häufung derer führt. Erfahrene Firmen berichten, dass beim Kanban- Prinzip höchstens 6-8 Varianten gefertigt werden sollten, um wirtschaftlich zu sein. Die belastungsorientierte Auftragsfreigabe blockiert Bestände bei der Auftragsfreigabe. Es kann sogar dazu kommen, dass Aufträge erst nach überschreiten des Plan-Starttermins ausgeführt werden und andere bereits gestartet werden, um die Auslastung an den Arbeitssystemen zu sichern. Nach der Auftragsfreigabe werden jedoch keine Bestände blockiert. In der Conwip-Steuerung kommt es zu keiner Blockade der Bestände. Ein weiterer Betrachtungspunkt ist das Ausgleichen von Planabweichungen in der Fertigung. In keines der Verfahren gibt es eine so genannte Rückstandsregelung, die Abweichungen beseitigen würde. Dies wird in den meisten Produktionssystemen durch Kapazitätsflexibilität verhindert. Die Toyota-Produktionssysteme zum Beispiel sind in der Lage, sehr gut auf Rückstände zu reagieren. So ist man in der Lage, kurzfristig die Arbeitszeiten zu erhöhen. Im Normalbetrieb wird im Zwei-Schicht-System gearbeitet und im Notfall kann man dann auf ein Drei-Schicht-System umstellen. Ein zusätzlicher Leitsatz für die Gestaltung von Fertigungsverfahren ist, dass sie möglichst wenige Reihenfolgevertauschungen verursachen. Im Sinne der Lieferbereitschaft verursacht das Kanban-Prinzip keine Reihenfolgevertauschungen. Die belastungsorientierte Auftragsfreigabe versucht, einen Belastungsabgleich zu ermöglich. Dazu kommt es zu Reihenfolgevertauschungen bei der Freigabe der Aufträge. Das Verfahren gibt außerdem Aufträgen mit weniger Arbeitsvorgängen den Vorrang. Und auch die Conwip-Steuerung verursacht keine Reihenfolgevertauschungen, weder bei der Auftragsfreigabe noch beim Durchlauf durch die Fertigung. Empfehlenswert (HOPP und SPEARMAN) ist die First-in-system-first-out-Regel, die besagt, dass die Aufträge in der Reihenfolge ihres Zugangs abgearbeitet werden

17 Im Übrigen sollte das Fertigungsverfahren ermöglichen, den Bestand in der Fertigung und im Arbeitssystem auf einem definierten Niveau zu regeln. Dies wird in der Kanban- Steuerung durch die Anzahl der Kanbans in der gesamten Fertigung reguliert. Genau Arbeitssystem die Bestände zu regeln, ist jedoch schwierig, da freie Kanbans keinem Bestand zugeordnet sind. Das bedeutet, dass eine variierende Anzahl freier Kanbans eine variierende Anzahl an Beständen bedeutet. Die belastungsorientierte Auftragsfreigabe begrenzt für jedes Arbeitssystem den Bestand zwischen der Auftragsfreigabe und dem Bearbeitungsende der Aufträge am Arbeitsystem. Je geringer der Durchlaufzeit der Aufträge von der Auftragsfreigabe bis zum entsprechenden Arbeitssystem also ist, umso besser lässt sich der direkte Bestand regulieren. Am kompletten System, also in der gesamten Fertigung, wird der Bestand ebenfalls begrenzt. In der Conwip-Steuerung wird, wie bereits erwähnt, der Bestand der gesamten Fertigungslinie betrachtet und somit kontrolliert und reguliert. An einzelnen Arbeitssystemen jedoch nicht. Dies ist jedoch auch nicht zwingend erforderlich. Denn wenn der Bestand in der gesamten Fertigungslinie konstant ist, bedeutet ein hoher Bestand und eine große Durchlaufzeit an einem Arbeitsystem zwangsweise niedrige Werte an anderen Arbeitsystemen. Ein Fertigungsverfahren sollte möglichst einfach sein. Dies ist bei der Kanban-Steuerung der Fall. Denn man benötigt für die Umsetzung noch nicht einmal zwingend einen Rechner, was auch eine hohe Akzeptanz bei den Mitarbeitern mit sich bringt. Anders bei der belastungsorientierten Auftragsfreigabe. Hier ist in der Regel der Einsatz eines elektronischen Informationssystems unumgänglich. Das Abzinsprinzip muss zudem erläutert werden und schreckt Praktiker oft ab, somit hat man Schwierigkeiten, Anwender davon zu überzeugen. Die Conwip-Steuerung ist sehr simpel. Die Verfahrensregeln können einfach vermittelt werden und es müssen lediglich die Verfahrensparameter, Vorgriffshorizont und Anzahl der Conwip-Karten, bestimmt werden. Beides fördert ihre Umsetzung in die Praxis. Die Anzahl der Verfahrtensparameter begrenzt sich bei der Kanbansteuerung auf Losgröße, Behälterinhalt und Anzahl der Kanbans. Die Belastungsorientierte Auftragsfreigabe basiert ebenfalls auf drei Verfahrensparameter: Zum einen wie schon erwähnt der Vorgriffshorizont, die Abzinsungsfaktoren der Arbeitssysteme und die Bestandsgrenzen der Arbeitssysteme. Die Conwip-Steuerung benötigt lediglich die Anzahl der Conwip-Karten sowie den Vorgriffshorizont. Beide können nach verschiedenen Verfahren bestimmt werden

18 4. Fazit Immer wieder wird von Praktikern beklagt, dass sich auf praktische Fälle kaum die vielen produktionswissenschaftlichen Theorien anwenden lassen. Grundsätzlich muß man sagen, dass die Wahl des Fertigungssteuerungsprinzips in einem Unternehmen von vielen Faktoren abhängig ist, die je nach Wahl des Verfahrens die Zielgrößen beeinflußen. Wenn man vor dem Schritt steht, die Produktion in einem Unternehmen umzustellen, müssen weitreichende Analysen durchgeführt werden. Im Allgemeinen sind das für die Wahl eines Auftragserzeugungsverfahrens folgende drei Punkte: - Planbarkeit des Bedarfs: Prognose eines Produktes über dessen Genauigkeit, Verlauf und Aufwand des Bedarfes. In der Regel nimmt die Planbarkeit ab, wenn ein großer Markt für das Produkt vorhanden und der Bestellwert jedes einzelnen Kunden zusätzlich gering ist. Die Planbarkeit kann durch Kooperation mit dem Kunden und dem Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien erhöht werden. Eine nahezu optimale Planbarkeit kann erreicht werden, wenn der Kunde (zum Teil branchenüblich, wie zum Beispiel die Automobilindustrie) einen zuverlässig genauen und sehr detaillierten Montageplan erstellt (allgemein: Bedarfsplan) - Planungsnotwendigkeit: Sie ist umso höher, je größer die Kosten sind, die aus einer Fehleinschätzung des Bedarfs resultieren. Generell wird sie mit zunehmendem Produktwert zu. Zusätzlich erhöhen hohe Kosten für einen Lieferausfall und häufige Produktwechsel die Planungsnotwendigkeit. - Geeigneter Erzeugungsumfang: Es kann grundsätzlich zwischen einer einstufigen und mehrstufigen Auftragserzeugung unterschieden werden. Besagte einstufige Verfahren erzeugen Aufträge für jede Sachnummer und getrennte Regelkreise. Die anderen mehrstufigen Verfahren erhöhen die Planbarkeit, weil sie Aufträge auch für abhängige Bedarfe erzeugen. Eine mehrstufiges Auftragserzeugungsverfahren ist daher vorteilhaft und sollte primär geprüft werden. Bei der Wahl eines Auftragsfreigabeverfahrens lassen sich drei grundsätzlich verschiedene Klassen unterscheiden: - sofortige Auftragsfreigabe: Nach der Auftragserzeugung erhöht sie in aller Regel den Bestand in der Fertigung. Zusätzlich kann sie nicht zwischen dringenden und nicht dringenden Aufträgen unterscheiden. Sie ist nur für Ausnahmefälle, wie zum Beispiel bei einer einzigen Produktionsline oder insel in einem Unternehmen geeignet. Das Material wird erst direkt vor dem Verbrauch dem Lager entnommen. - Auftragsfreigabe nach Termin: Diese Freigabe zielt auf eine direkte Umsetzung des Produktionsplans nach Plan-Starttermin. Sinnvoll ist ihre Anwendung hauptsächlich, wenn die Termin- und Kapazitätsplanung gewissenhaft durchgeführt wird, zum Beispiel nach einer Feinterminierung der Arbeitsvorgänge mit begrenzter Kapazität. Bei unkoordinierter Auftragserzeugung, zum Beispiel Verfahren der Lagerfertigung, dann ist die Bedeutung des Plan-Zugangstermins

19 geringer. Dafür wäre dies weniger geeignet. Zudem kann es bei Störung im Zugang zur Fertigung (zum Beispiel fehlendes Material) Materialflußabrisse in der Fertigung verursachen. Im Abgang auftretende Störungen führen durch die Auftragsfreigabe nach Termin ggf. zu einem Bestandsaufbau - Bestandsregelnde Auftragsfreigabe: Sie koppelt den Zugang der Fertigung an ihren Abgang und kann so Durchlaufzeiten, Bestand und Auslastung der Fertigung gezielt regeln. Voraussetzung ist, dass ein Teil der Aufträge bereits vor dem Plan-Starttermin freigegeben werden kann. Falls dem nicht so ist, kann sie lediglich eine Überlastung der Fertigung verhindern. Sie ist eine optimale Alternative, falls die sofortige Auftragsfreigabe oder die Auftragsfreigabe nach Termin mit erheblichen Nachteilen verbunden ist. Mit den erhobenen Daten sollten anschließend Simulationen verschiedener Steuerungsprinzipien durchgeführt werden, um das effizienteste Verfahren zu ermitteln. Die entscheidenen logistischen Hauptzielgrößen sind zum einen die Logistikleistung, wie Lieferzeit, Lieferterminabweichung und Liefertreue, Servicegrad, Durchlaufzeit sowie Terminabweichung und Termintreue und zum anderen die Logistikkosten, bestehend aus Leistung, Auslastung, Bestand und Verzugskosten. Die drei Prinzipien Kanban, Belastungsorientierte Auftragsfreigabe und Conwip lassen sich also nur indirekt vergleichen, da alle verschiedene Einsatzvorraussetzungen haben. Ist die Variantenvielfalt der Produktion begrenzt, die Fertigungsanlagen flexibel, der Primärbedarf konstant und die Wege zwischen den einzelnen Arbeitsstationen gering, so lohnt es sich prinzipiell, das Kanban-Verfahren anzuwenden. Die Durchlauf- und Lagerzeiten sowie die Bestände werden minimiert. Für die Termin- und Kapazitätsplanung ist es jedoch nicht geeignet und es stellt sich empfindlich gegenüber Produktionsschwankungen dar. Bei einer hohen Variantenvielfalt mit einer organisierten Einzel- und Serienfertigung und einer unterschiedlichen Folge von Maschinen und Werkzeugen, die auf den ersten Blick nicht überschaubar ist, ist es sinnvoll, das Prinzip der Belastungsorientierten Auftragsfreigabe zu verwenden. Die Verfahrensschritte sind leicht nachvollziehbar, man erhält ein stabiles Bestandsniveau, es ist flexibel bei Verbrauchs- und Kapazitätsschwankungen und das System wird durch nur zwei Parameter gesteuert. Allerdings sind diese nicht direkt berechenbar, die Produktivität bei Aufträgen mit vielen Arbeitsgängen ist gering und neue Aufträge werden leider erst dann frei gegeben, wenn alle Arbeitsgänge eines Auftrages abgearbeitet sind, was zu unausgenutzten Kapazitäten führt. Ist die Auftragserzeugung koordiniert, der Materialfluss nicht sehr komplex und die Auslastung sehr hoch, lohnt sich der Einsatz des Conwip-Verfahrens. Es minimiert Bestandsschwankungen der gesamten Fertigungslinie, es entstehen keine blockierende Bestände und die Steuerung ist einfach durch geringe Verfahrensparameter. Allerdings berücksichtigt sie nicht die Belastungssituationen einzelner Fertigungssysteme, das heißt sie gibt nicht rechtzeitig Aufträge frei, die dem Materialflussabriss dieser Stationen entgegenwirken würde

20 5. Literatur, Quellen- und Internetverzeichnis: [1] Müller, R.; Rupper, P.: Die neue Produktionslogistik, Methoden und Instrumente zur Reduktion von Beständen und Durchlaufzeiten in der Produktion, Verlag industrieller Organisation Zürich 1992 [2] Sokianos, N.; Drüke, H.; Seel, C.; Wieneke-Toutaoui, B.: Lexikon Produktionsmanagement Verlag moderne Industrie1998 [3] Luczak, H.; Eversheim, W.; Schotten, M.: Produktionsplanung und steuerung, 2. korrigierte Auflage Springer Verlag 1999 [4] Schuh, G.; Eversheim, W.; Produktion und Management 4, Betrieb von Produktionssystermen Springer Verlag 1999 [5] Corsten, H.; Gössinger, R.: Dezentrale Produktionsplanungs- und steuerungs- Systeme, Verlag W. Kohlhammer1998 [6] Binner, Prof. Dr.-Ing. H.: Prozeßorientierte Arbeitsvorbereitung, Carl Hanser Verlag München Wien 1999 [7] Wildemann, H.: Logfistik, Prozeßmanagement, Organisation und Methoden 2. Auflage, TCW Transfer-Centurm-Verlag 2001 [8] Glaser, H.; Geiger, W.; Rohde, V.: Produktionsplanung und steuerung, Grundlagen Konzepte, Anwendungen, 2. Auflage Gabler Verlag1992 [9] Wildemann, H.: PPS-Systeme: Sanierung oder Ablösung, TCW-Verlag 1998 [10] VDI-Gemeinschaftsauschuß CIM: Rechnerintegrierte Konstruktion und Produktion Band 5: Produktionslogistik, VDI-Verlag 1992 [11] Kreutzfeldt, Prof. Dr.-Ing. J.: Skript Produktionsplanung und steuerung (PPS) [12] Kurt Mathyas: Taschenbuch Produktionsmanagement, Hanser Verlag [13] Günther, H.-O.; Tempelmeier, H.: Produktion und Logistik 5. Auflage, Springer Verlag 2003 Internetverzeichnis: [12] [13] [14] [15]