Verfahren zur Grobplanung bei Einzel-, Serien-, und Massenfertigung sowie die Integration in PPS-Systemen

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1 Wirtschaft Matthias Huber Verfahren zur Grobplanung bei Einzel-, Serien-, und Massenfertigung sowie die Integration in PPS-Systemen Doktorarbeit / Dissertation

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3 Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek: Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar. Dieses Werk sowie alle darin enthaltenen einzelnen Beiträge und Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsschutz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlages. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen, Auswertungen durch Datenbanken und für die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronische Systeme. Alle Rechte, auch die des auszugsweisen Nachdrucks, der fotomechanischen Wiedergabe (einschließlich Mikrokopie) sowie der Auswertung durch Datenbanken oder ähnliche Einrichtungen, vorbehalten. Impressum: Copyright 2010 GRIN Verlag, Open Publishing GmbH ISBN: Dieses Buch bei GRIN:

4 Matthias Huber Verfahren zur Grobplanung bei Einzel-, Serien-, und Massenfertigung sowie die Integration in PPS-Systemen GRIN Verlag

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6 Verfahren zur Grobplanung bei Einzel-, Serien-, und Massenfertigung sowie die Integration in PPS-Systemen D i s s e r t a t i o n s s c h r i f t vorgelegt von Matthias Huber aus Landau Fachbereich Ökonomie Netzwerk EURACA Instituto Superior de Educaciön a Distancia SL Málaga Kharkov National University V.N. Karazin Kharkov zur Erlangung des Grades eines Doktors der Wirtschaftswissenschaften Tag der Einreichung: Tag der mündlichen Prüfung: (Für elektronische Veröffentlichung bestimmt) Málaga / St. Gallen / Kharkov 2010

7 -2- Inhaltsverzeichnis Seite Verzeichnis der verwendeten Symbole und Abkürzungen Einleitung Einführung in die Grobplanung Definition der Grobplanung der Produktion Aufgaben der Grobplanung Grobplanung bei Einzelfertigung Die betriebliche Situation bei Einzelfertigung Die Struktur eines Grobprofils bei Einzelfertigung Die Einplanung der Aufträge Die Einplanungsreihenfolge der Aufträge Die Bestimmung des frühesten und spätesten Einplanungstermins Die Terminierungsart bei der Auftragseinplanung Toleranzen für die Belastung der Kapazität Die Ergebnisse der Auftragseinplanung Die Besonderheiten bei der Einplanung von Anfragen Grobplanung bei Serienfertigung Die betriebliche Situation bei der Serienfertigung Planung der Jahresproduktionsmengen Planung der Monatsproduktionsmengen Einlastung des Produktionsprogrammes Zuteilung der Kundenaufträge auf das Produktionsprogramm Grobplanung bei Massenfertigung Funktionen eines EDV-gestützten Systems zur Grobplanung der Produktion Prinzipieller Aufbau von PPS-Systemen Planungsmodule des PPS-Systems Strukturierung des PPS-Systems Abstimmung der einzelnen Planungsmodule Grobplanung im Rahmen der Produktionsplanung und -steuerung (PPS) Datenverwaltung Teilestammdaten... 61

8 Grobplanungsdaten Erzeugnisstrukturdatenverwaltung Arbeitsplandatenverwaltung Arbeitsplatzdaten- und Betriebsmitteldatenverwaltung Grobplanung der Produktion Mengenplanung Termin- und Kapazitätsplanung Feinplanung der Produktion Ablauf der Mengenplanung Ermitteln des Brutto-Sekundärbedarfs Stücklistenauflösung (mit Vorlaufverschiebung) Verbrauchsgebundene Bedarfsermittlung Ermittlung des Netto-Sekundärbedarfs Bestandsrechnung Lagerverwaltung Losgrößenbestimmung Programmgesteuerte Disposition Verbrauchsgesteuerte Disposition Fortsetzung der Mengenplanung auf den nächstniedrigen Dispositionsstufen Terminplanung (Durchlauf- und Kapazitätsterminierung) Allgemeines Durchlaufterminierung Kapazitätsterminierung Steuerung von Fertigungsaufträgen Grundkonzept Organisation der Fertigungssteuerung Auftragsveranlassung Auftragsüberwachung Steuerung von Bestellaufträgen Kritische Beurteilung Allgemeines Grobplanung der Produktion

9 Feinplanung der Produktion Mengenplanung Auswirkungen der Losgrößenbestimmung auf die Einhaltung der Bedarfstermine Auswirkungen der isoliert einstufigen Losgrößenbestimmung Probleme der verbrauchsgebundenen Disposition Terminplanung Diskrepanz zwischen Vorlaufzeit und Plan- Durchlaufzeit Auswirkungen der Durchlaufzeitverkürzung Auswirkungen des Kapazitätsabgleichs Abstimmungsprobleme zwischen Produktionsplanung und Produktionssteuerung Allgemeines Das Durchlaufzeit-Syndrom Die Wirkungskette großer Lose Auswirkungen der Maschinenbelegungsplanung mit Prioritätsregeln Zusammenfassung Anhang Literaturverzeichnis

10 -5- Verzeichnis der verwendeten Symbole und Abkürzungen AT AWF AE-Regel B BP CIM CPM DFZ Dj DT DW-Regel E EDV ET FAT FET FP GP GPP IA I F IM IZ Anfangstermin Ausschuss für wirtschaftliche Fertigung Auftragseingang-Regel Baugruppe Bestellpunkt Computer Integrated Manufacturing Critical Path Method Durchführungszeit Dauer des Vorganges j Diktattermin Dynamische Wert-Regel Einzelteil Elektronische Datenverarbeitung Endtermin frühestmöglicher Anfangstermin frühestmöglicher Endzeitpunkt freie Pufferzeit gesamte Pufferzeit Grobplanung der Produktion ideale Abgangskurve Lagerkosten pro Mengeneinheit und Woche der Fertigung Lagerkosten pro Mengeneinheit und Woche der Montage ideale Zugangskurve

11 -6- KE KFZ-Regel KOZ-Regel K RF K RM LT-Regel MB ME MPM MVZ NPT P PERT PLZ PPS REFA RZ-Regel S SAT SB SET SZ-Regel T TE Kapazitätseinheit kürzeste Fertigungszeit-Regel kürzeste Operationszeit-Regel auflagefixe Kosten Fertigung auflagefixe Kosten Montage Liefertermin-Regel Meldebestand Mengeneinheit Metra-Potential-Methode Mindestvorplanungszeit Netzplantechnik Endprodukt Program Evaluation and Review Technique Planungszeitraum Produktionsplanung und -steuerung Verband für Arbeitsstudium und Betriebsorganisation Rüstzeit-Regel Erzeugnisserie spätestzulässiger Anfangstermin Sicherheitsbestand spätestzulässiger Endzeitpunkt Schlupfzeit-Regel Zeitspanne Terminperiode

12 -7- ÜGZ VDI VLZ WBZ WT X i Z ZfB ZfbF Übergangszeit Verein Deutscher Ingenieure Vorlaufzeit Wiederbeschaffungszeit Wunschtermin produzierte Menge des Produktes i Zielfunktionswert Zeitschrift für Betriebswirtschaftslehre Zeitschrift für betriebswirtschaftliche Forschung

13 -8-1. Einleitung Zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit und der industriellen Arbeitsplätze kommt der organisatorischen Rationalisierung immer mehr eine zumindest gleichrangige Bedeutung wie der technischen Rationalisierung zu. Im Rahmen dieser organisatorischen Rationalisierung geht es in der Produktion um eine effizientere Gestaltung ihres Ablaufes durch entsprechende Planung und Steuerung. 1 Insbesondere eine möglichst exakte Termin- und Kapazitätsplanung im Rahmen einer Gesamtauftragsplanung und -steuerung, d.h. einer Planung und Steuerung des Kundenauftrages vom Auftragseingang bis hin zur Auslieferung des Erzeugnisses, ist angesichts der zunehmenden Bedeutung des Liefertermins und der in den letzten Jahren ständig gestiegenen Personalkosten immer wichtiger geworden. In der Vergangenheit konzentrierte sich die Termin- und Kapazitätsplanung vorwiegend auf den Bereich der Teilefertigung und Montage. Gerade in den Unternehmen der auftragsgebundenen Einzel- und Kleinserienfertigung wird jedoch zunehmend deutlich, dass die Planung des Fertigungsbereiches alleine nicht ausreichend ist, sondern dass darüber hinaus auch die Fertigung vor- und nachgelagerter Produktionsbereiche wie beispielsweise Konstruktion, Arbeitsplanung und Versand in die Planung einbezogen werden müssen. Für diese Entwicklung sind im Wesentlichen zwei Gründe von Bedeutung: - Zunehmende Automatisierung in den Bereichen Teilefertigung und Montage sowie erhöhte Anforderungen des Marktes an Produktvielfalt, -komplexität und -qualität haben den Aufwand zunehmend in die indirekten, d.h. nur mittelbar an der betrieblichen Leistungserstellung beteiligten Bereiche verlagert. 2 - Bei den Durchlaufzeiten der einzelnen Produktionsbereichen hat eine deutliche Verschiebung stattgefunden. Die Durchlaufzeitan- 1 Hackstein, R.: Produktionsplanung und -steuerung (PPS). Ein Handbuch für die Betriebspraxis, VDI-Verlag, Düsseldorf 1989, S Die indirekten Produktionsbereiche lassen sich in vorgelagerte, nachgelagerte und begleitende Produktionsbereiche unterteilen. Zu den vorgelagerten Bereichen zählen insbesondere die Entwicklung/Konstruktion, Arbeitsvorbereitung und Beschaffung. Die nachgelagerten Bereiche umfassen die Endkontrolle und Verpackung/Versand. Zu den begleitenden Produktionsbereiche werden Lager, Transport und Instandhaltung gezählt.

14 -9- teile der vorgelagerten Produktionsbereiche Konstruktion und Arbeitsplanung haben sich in den letzten Jahren signifikant vergrößert. Aus verschiedenen Analysen geht hervor, dass die Zeitanteile für die Bereiche Konstruktion, Beschaffung und Arbeitsvorbereitung ca. 55 % der gesamten Auftragsdurchlaufzeit betragen, während auf die Teilefertigung und Montage nur etwa 45 % entfallen. Brankamp, Grässler 3 und Warnecke, Hichert 4 ermittelten einen Anteil der vorgelagerten Produktionsbereiche an der Gesamtauftragsdurchlaufzeit von bis zu 70 %. Die Entwicklung der Durchlaufzeitanteile und die Erhöhung des Aufwandes für die indirekten Bereiche machen deutlich, dass eine realistische Termin- und Kapazitätsplanung alle Produktionsbereiche berücksichtigen muss. Aus diesem Grunde wurden Programmsysteme (Grobplanungssysteme) entwickelt, die ein geeignetes Hilfsmittel zur produktionsbereichsübergreifenden Termin- und Kapazitätsplanung darstellen. Dabei beinhaltet die Termin- und Kapazitätsplanung die Planung des zeitlichen und kapazitätsmäßigen Ablaufs der Aufträge, d.h. die Festlegung von Eckterminen für die einzelnen Produktionsbereiche und die Ermittlung der zu erwartenden Kapazitätsbelastung dieser Bereiche. Vor dem geschilderten Hintergrund soll daher in dieser Arbeit die Grobplanung bei Einzel-, Serien- und Massenfertigern dargestellt werden. Daran anschließend wird der Aufbau und die Funktionen eines EDV-gestützten Systems zur Grobplanung erläutert. Im zweiten Teil der Arbeit wird die funktionale Beschreibung eines integrierten Produktions- und Planungssytems beschrieben, das insbesondere - die Datenverwaltung, - die Grobplanung der Produktion, - die Feinplanung der Produktion und - die Steuerung von Fertigungsaufträgen umfasst. 3 Brankamp, K.; Gräßler, D.: Die Funktionen und Bausteine einer Gesamtauftragssteuerung. 4 Warnecke, H.J.; Hichert, R.: Notwendigkeit der Rationalisierung in Entwicklung und Konstruktion.

15 -10- Zum Schluss werden die Probleme beim praktischen Einsatz von Produktions- und Planungssystemen untersucht. 2. Einführung in die Grobplanung Jeder Industriebetrieb hat seine Produktion mengen- und terminmäßig zu planen. Die Festlegung, zu welchem Zeitpunkt welche Enderzeugnisse in welcher Stückzahl aufgelegt werden, nennt man Programm- beziehungsweise Auftragsplanung. Zeitlich vorgelagert ist eine Sortimentsplanung. Die Investitionsplanung dagegen überlappt sich dagegen mit der Programmplanung. Die Ablaufplanung schließlich hat die Aufgabe, im Einzelnen die Abwicklung des Herstellprozesses zu planen und zu steuern. Abb. 1: Stellung der Programm- und Auftragsplanung