3. Klausurtagung Studiengang Automatisierungstechnik Moderne Zeiten? Die Bedeutung des Begriffes Zeit im Kontext von PPS und Industrie 4.

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1 3. Klausurtagung Studiengang Automatisierungstechnik Moderne Zeiten? Die Bedeutung des Begriffes Zeit im Kontext von PPS und Industrie 4.0 Prof. Dr.-Ing. Thomas Masurat

2 Einführung Zunächst ein paar Fragen Wie verändert sich die Arbeitswelt durch Industrie 4.0? Die Vision: Produkte suchen sich autonom ihren optimalen Weg durch das Cyber Physical System! Gibt es Veränderungen im Umfeld der Produktionsplanung und -steuerung? Ist Industrie 4.0 eine Bedrohung für Unternehmen in Kontext von ERP? Wie bestimmt man wichtige Zeitgrößen? Klausurtagung Studiengang Automatisierungstechnik - Moderne Zeiten? 2

3 Klassische Aufgaben der PPS (Produktionsplanung + Produktionssteuerung) Formulierung der Produktionsaufgabe Bestimmung von wesentlichen Zeitspannen und Ableitung von Eckterminen Durchlaufzeiten (Start- und Endtermine für einzelne Produktionsschritte) Beschaffungszeiten (Bestimmung von Vorlaufzeiten und Anlieferungsterminen) Lieferzeiten (Festlegung des kundenspezifischen Liefertermins) Grobe Planung des Produktionsprogramms und dessen Verteilung Feinplanung der operativen Abwicklung der Kunden- und Fertigungsaufträge Überwachung der Auftragsabwicklung und des aktuellen Betriebszustandes Klausurtagung Studiengang Automatisierungstechnik - Moderne Zeiten? 3

4 Durchlaufzeit (von der Materialentnahme bis zum fertigen Produkt im Lager) - Theoretischer Verlauf der Produktionsabfolge für ein Bauteil über 4 Maschinen - Bestimmung der theoretischen Vorlaufzeit auf Basis der Arbeitspläne möglich - Start- und Endtermin jedes Produktionsschrittes theoretisch vorausbestimmbar aber: - Parallelitäten im Produktionsprozess des Gesamtproduktes erzeugen Probleme - Besonderheiten Industrie 4.0: - Wie ist der spezifische Startzeitpunkt jedes einzelnen Elements zu bestimmen, wenn die Durchlaufzeit nicht ermittelt werden kann? - Vorlaufzeiten kaum bestimmbar. - Wie ist sicherzustellen, dass alle Bauteile zu rechten Zeit in der Montage eintreffen? Klausurtagung Studiengang Automatisierungstechnik - Moderne Zeiten? 4?

5 Übergangszeit (Wechsel von einem Bearbeitungsschritt zum nächsten) - Realer Verlauf beinhaltet zusätzliche Zeiten - Warten nach der Bearbeitung - Transportzeit - Warten vor der Bearbeitung - Diese Übergangszeit ist schwer zu bestimmen (Erfahrungswerte, statistische Auswertungen ) - Können bis zu 80% der Durchlaufzeit ausmachen! - Verbesserte Erfassung der tatsächlichen Werte im Cyber Physical System denkbar wegen der durchgängigen Verfügbarkeit aller relevanten Daten! - Dennoch Warteschlangenbildung anzunehmen! - Prognostizierbarkeit bleibt bei Industrie 4.0 ähnlich schwierig wie in heutigen Produktionssystemen Klausurtagung Studiengang Automatisierungstechnik - Moderne Zeiten? 5

6 Wartezeit (Entstehung von nicht wertschöpfenden Zeiten in der Übergangszeit) - Liegezeit nach der Bearbeitung - Gründe: - fehlende Rückmeldung der Auftragsfertigstellung - fehlende Transportkapazität - Liegezeit nach der Bearbeitung (Industrie 4.0) - Mögliche Verbesserungen: - Rückmeldungen erfolgen automatisch - optimierte Verfügbarkeit von Transportkapazität möglich - Transportzeit - Grund: - Überbrückung der räumlichen Distanz zwischen den Produktionseinheiten - Transportzeit (Industrie 4.0) - Keine deutlichen Verbesserungen (?) - Liegezeit vor dem nächsten Produktionsschritt - Gründe: - fehlende Anlagenkapazität - Warteschlangenbildung durch vorhergehende Aufträge - Störungen - Vorliegezeit (Industrie 4.0) - Mögliche Verbesserungen: - Fragliche Potenziale - eventuell Verbesserung durch konsequente Anwendung der Simulationstechniken (Simulation diverser Warteschlangenszenarien)? Klausurtagung Studiengang Automatisierungstechnik - Moderne Zeiten? 6

7 Beschaffungszeit (von der Materialbestellung bis zur Bereitstellung für die Produktion) - Beschaffung von Material, Halbzeugen, Zukaufteilen etc. erfolgt unter Berücksichtigung der folgenden Aspekte: - Bedarfszeitpunkt - Bedarfsmenge (auftragsbasiert, prognosebasiert) - Beschaffungsvorlaufzeit - Damit ist es möglich, Bestände gering zu halten - Folgend Informationen können beim Fehlen einer angemessenen Planung nicht eindeutig gegeben werden: - Frage: - Bedarfsmenge (one-piece-flow!) - Bedarfszeitpunkt (bes. Kaufteile) - Wann ist eine Beschaffung anzustoßen, wenn der Bedarfszeitpunkt für z.b. Kaufteile erst im Verlauf des autonomen gesteuerten Produktionsablaufes entsteht?? Klausurtagung Studiengang Automatisierungstechnik - Moderne Zeiten? 7

8 Lieferzeit (vom Auftragseingang bis zur termingerechten Ablieferung an den Kunden) - Kalkulation der Produktionsvorlaufzeiten in heutiger PPS komplett möglich - Damit Bestimmung von Starterminen für einzelne Bauteile, Baugruppen und Hauptbaugruppen bis zum vereinbarten Liefertermin möglich - Unsicherheiten in der Planung führen zu Lieferpuffern (gewollt und ungewollt) - Wie kann der Liefertermin kalkuliert werden, wenn die Durchlaufzeiten für ein und dasselbe Produkt abhängig vom optimiert, autonom gefundenen Produktionsdurchlauf streut? - Wann müssen Bauteile, Baugruppen und Hauptbaugruppen begonnen werden, um einen vereinbarten Termin einzuhalten?? Klausurtagung Studiengang Automatisierungstechnik - Moderne Zeiten? 8

9 Fazit Ist der Weg das Ziel? Was bringt uns ins Straucheln? - Neue Ansätze zur Bestimmung wichtiger Zeitgrößen müssen gefunden werden - Datenverfügbarkeit / Schnittstellenproblematik besonders in Bezug auf Zulieferer und Kunden sind kritisch zu betrachten Ansätze: - Werkzeuge für Durchlauf- und Lieferzeitprognosen? - Mix von Planung im herkömmlichen Sinne und Feinsteuerung mit autonomen Ansätzen? Kritische Parallelen: - Konzept der Digitalen Fabrik Und noch eine Frage zum Abschluss: - Kann der Mittelstand beim Konzept Industrie 4.0 mithalten? Klausurtagung Studiengang Automatisierungstechnik - Moderne Zeiten? 9

10 The End? To be continued

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