Ein Modell zur Bestimmung. Reihenfolgeeinflusses auf logistische Zielgrößen am Beispiel eines hybriden Produktionssystems

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1 Ein Modell zur Bestimmung des Produktionslosgrößen- und Reihenfolgeeinflusses auf logistische Zielgrößen am Beispiel eines hybriden Produktionssystems xxx Dipl.-Ing. Stefanie Volland EULOG 2012 Salzburg, am 11. Mai

2 Zur Person geboren 1985 in Schwaz in Tirol 09/ /2005 HTL Jenbach - Wirtschaftsingenieurwesen (Schwerpunkt: Betriebsmanagement) 10/ /2009 Bachelor- und Masterstudium Industrielogistik (Schwerpunkt: Logistik Management) - MU Leoben seit 11/2009 Universitätsassistentin und Dissertantin am Lehrstuhl für Industrielogistik Lehr- und Forschungsschwerpunkte: Produktionsplanung und -steuerung Modellierung und Simulation logistischer Systeme Operations Research in der Logistik 2

3 Agenda Ausgangssituation ti und Begründung der Ab Arbeit Kernforschungsfrage und Zielsetzung Forschungsdesign Modellierung und Simulation Bewertungsinstrumentarium Vorgehenskonzept Umsetzung Ergebnisse und Nutzen Ausblick 3

4 Ausgangssituation Steigende Marktdynamik Möglichst flexible Produktion Produktion nach Kundenbedürfnissen Erhöhung der Variantenvielfalt Tendenz zu kleineren Produktionslosen Losgrößen- und Reihenfolgeplanung in Praxis schwer durchführbar Quelle: Eigene Darstellung der Verfasserin..im Bereich der Losgrößen- und Lossequenzplanung bzw. -optimierung, welche Zielgrößen wie die Durchlaufzeit, die Auslastung, den Produktmix usw. fokussieren, herrscht noch erheblicher Forschungs- bedarf. Quelle: Pfahl; Voß; Woodruff (2007). Quelle: TCW Transfer-Centrum (2010). 4

5 Hybrides Produktionssystem Semikontinuierliche Produktion Übergang von kontinuierlicher auf diskrete Fertigung Quelle: Eigene Darstellung der Verfasserin. 5

6 Charakteristika - hybrides Produktionssystem Mehrstufige Produktionunter Einsatz variabel konfigurierbarer Mehrzweckanlagen Notwendigkeit des Einsatzes von Puffern zur Überbrückung des Übergangs zwischen Stoffumwandlungs- und Stoffumformungsprozessen Beinhalten nicht unterbrechbare Produktionsvorgänge Reihenfolgeabhängige Rüstzeiten Ablauf- und technologiebedingte Liegezeiten Umstellzeiten als wesentliche Problematik im Fertigungsablauf Umstellungen haben Qualitätsverluste bei Erzeugnissen und Ausschuss zur Folge Massenproduktion herrscht vor JIT- bzw. Lean - Konzept zur bedingt anwendbar 6

7 Begründung der Arbeit I Wieso wird Losgrößen- bzw. Reihenfolgeplanung betrachtet? Fokussierung von Kosten und Beständen! Quelle: Eigene Darstellung der Verfasserin. 7

8 Begründung der Arbeit II Wieso erfolgt die Fokussierung auf hybride Produktionssysteme? Bestehende Losgrößen- und Reihenfolgebestimmungsverfahren der diskreten Fertigung nicht oder nur beschränkt auf die Prozessindustrie anwendbar Aufgrund von Restriktionen des Herstellungsprozesses ist die Anwendung stufenloser Chargengrößen nicht möglich Produktionslogistische Interdependenzen zwischen Stoffumwandlung und Stoffumformung kaum erforscht bzw. dokumentiert Die gekoppelte Betrachtung der Losgrößen- und Reihenfolgeplanung über mehrere Maschinen in hybriden Produktionssystemen ist bis dato kaum erfolgt Quelle: Eigene Darstellung der Verfasserin. 8

9 Kernforschungsfrage Durch welche Modelle und Vorgehensweise kann der Einfluss der Produktionslosgröße und Reihenfolge auflogistische Zielgrößen in einem hybriden Produktionssystem abgebildet, bewertet und positiv gelenkt werden? 9

10 Zielsetzung Ermittlung, Darstellung und Bewertung des Einflusses der Produktionslosgröße und Reihenfolge auf logistische Zielgrößen zur Verbesserung der Produktionsplanung und -steuerung in hybriden Produktionssystemen: Untersuchung der Beziehung zwischen Produktionslosgröße bzw. Reihenfolge und logistischen Zielgrößen Aufzeigen der Auswirkungen der Produktionslosgrößen- und Reihenfolgewahl auf die Logistikleistung und Logistikkosten eines hybriden Produktionssystems Definition von Bewertungsparametern Bildung eines Bewertungsinstrumentariums Anwendung bzw. Implementierung dessen in Kennlinientheorie i i Ableitung eines Vorgehenskonzepts zur Abstimmung zwischen der Produktionslosgrößen- und Reihenfolgeplanung g und logistischen Zielgrößen 10

11 Forschungsdesign und -konzept Anwendungsorientierte Forschung Erkenntnisgewinn durch deduktiv-induktive induktive Vorgehensweise Qualitative Befragung und Beobachtung Quantitative Datenauswertung Quelle: Eigene Darstellung der Verfasserin. 11

12 Modellierung und Simulation 12

13 Ausgangsbasis I Quelle: Eigene Darstellungen der Verfasserin. 13

14 Ermittlung der logistischen Zielgrößen Schritt 1: Schritt 2: Schritt 3: Kundenaufträge Auftragsliste Produktionsprogramm Input Erstellung der Auftragsliste von Arbeitsvorbereitung Produktionsprogrammplanung mittels VBA-Skript Simulationsmodell Auftragsliste (Excel-Sheet) Produktionsprogramm logistische Zielgrößen Output Losgrößen- und Reihenfolgealternativen Bewertungsinstrumentarium Quelle: Eigene Darstellungen der Verfasserin. 14

15 Ausgangsbasis II Quelle: Eigene Darstellungen der Verfasserin. 15

16 Simulationsmodell Quelle: Eigene Darstellung der Verfasserin. 16

17 Es sollen die Fragen beantwortet werden, welchen Einfluss die Losgrößen- und Reihenfolgealternativen auf die einzelnen logistischen Zielgrößen ausüben. Bewertungsinstrumentarium wie sich diese auf das Leistungsverhalten eines Produktionssystems (beschrieben durch den Kennlinienverlauf der Zielgrößen) auswirken. Bewertungsinstrumentarium wie die Losgrößen- und Reihenfolgeplanung zu erfolgen hat um eine bessere Abstimmung dieser hinsichtlich einer spezifischen Zielgröße oder eine Gesamtoptimierung aller betrachteten Zielgrößen zu erhalten. Vorgehenskonzept 17

18 Bewertungsinstrumentarium 18

19 Ausgangsbasis Quelle: Wiendahl (2006) - Zielsystem der Produktionslogistik. Quelle: Eigene Darstellung der Verfasserin. 19

20 Bewertungsparameter Quelle: Eigene Darstellung der Verfasserin. 20

21 Bewertungsinstrumentarium I Quelle: Eigene Darstellungen der Verfasserin. 21

22 Bewertungsinstrumentarium II Produktionslosgröße- und Reihenfolge A Produktionslosgröße- und Reihenfolge B Produktionslosgröße- und Reihenfolge C erreichte Termintreue je Alternative 90% 84% 80% Berechnung der Einflussfaktoren E xt je Alternative: E ABT 1,07 für Produktionslosgröße- und E ACT 1,13 Reihenfolge A E BAT 0,93 für Produktionslosgröße- und E BCT 1,05 Reihenfolge B E CAT 0,89 für Produktionslosgröße- und E CBT 0,95 Reihenfolge C Quelle: Eigene Darstellungen der Verfasserin. 22

23 Übertragung in Kennlinientheorie Quelle: Eigene Darstellungen der Verfasserin. 23

24 Vorgehenskonzept 24

25 Vorstellung Vorgehenskonzept I Quelle: Eigene Darstellungen der Verfasserin. 25

26 Vorstellung Vorgehenskonzept II 26

27 Umsetzung 27

28 Umsetzung bzw. Verifizierung und Validierung I Quelle: Eigene Darstellung der Verfasserin. 28

29 Umsetzung bzw. Verifizierung und Validierung II Schnittstelle Abstimmung Variante_A und Variante_B: Variante A Quelle: Eigene Darstellung der Verfasserin. Variante B 29

30 Umsetzung bzw. Verifizierung und Validierung III Schnittstelle Bewertungsinstrumentarium: Quelle: Eigene Darstellung der Verfasserin. 30

31 Ergebnisse und Nutzen Ergebnis: Nutzen: Automatisierte Losgrößen- und Reihenfolgeplanung l mit veränderbaren Kriterien Einfaches Tool zur flexiblen Losgrößen- und Reihenfolgeplanung l Bewertung und Darstellung des Einflusses sowie der Auswirkungen Einfluss und Auswirkungen auf einen Blick erkennbar Abstimmung zwischen Losgrößen- und Reihenfolgeplanung und logistischen Zielgrößen Rasche Anpassung der Losgrößen- und Reihenfolgeplanung an veränderliche Rahmenbedingungen (Unternehmensziel, Markt) möglich 31

32 Ausblick Erweiterung auf die Beschaffung und Distribution: Verbesserung der Materialbereitstellung Quelle: Eigene Darstellung der Verfasserin. Verbesserung in der Lagerhaltung: Lagerflächenminimierung 32

33 Kontakt Dipl.-Ing. Stefanie VOLLAND Lehrstuhl für Industrielogistik Montanuniversität Leoben Erzherzog-Johann-Straße 3/1 A Leoben Steiermark Österreich /

34 Verwendete Referenzen TCW Transfer-Centrum GmbH und Co KG: Problemstellung des Rüstmanagement. URL: (Stand: 2010; Zugriff: ; MEZ: 13:11 Uhr). Wiendahl, H.-P.: Fertigungssteuerung mit BOA und CONWIP. In Koether, Reinhard (Hrsg.): Taschenbuch der Logistik. 2., aktualisierte Auflage, München, Wien: Carl Hanser Verlag,