IV-Systeme. 1 Geänderte Situationsbedingungen

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1 Produktionsplanung und steuerung 1 Geänderte Situationsbedingungen In den letzten Jahren haben sich viele Rahmenbedingungen geändert, die die Produktionsplanung und Produktionssteuerung und die PPS-Systeme stark beeinflussen: IV-Systeme stärkerer EDV-Einsatz schnellere Informationsbereitstellung Internet zur Zusammenarbeit zwischen Partnern Genormte Datenaustauschformate Höhere Computerleistungen Bessere Tools - IV-Systeme: - stärkerer EDV-Einsatz - schnellere Informationsbereitstellung (Warenwirtschaftssysteme) - Internet zur Zusammenarbeit zwischen Partnern (SCM, Einkauf) - Genormte Datenaustauschformate (EDIFACT, ebxml) - Höhere Computerleistungen z.b. für Simulationen - Bessere Tools (BiztalkServer,..)

2 Markt starke Kundenausrichtung kurzfristige Kundenwünsche viele Varianten schneller Markteintritt - Markt: - Starke Kundenausrichtung - Kurzfristige Kundenwünsche - Viele Varianten - Schneller Markteintritt Partner Konzentration auf Kernkompetenzen Outsourcing Intensivere Zusammenarbeit mit Partnern Auflösung der Unternehmensgrenzen Größere Abhängigkeit - Partner: - Konzentration auf Kernkompetenzen - outsourcing - Intensivere Zusammenarbeit mit Partnern

3 - Auflösung der Unternehmensgrenzen - Größere Abhängigkeit Arbeitsweise Geschäftsprozessorientierung aufwändige Entwicklungsprozesse - Arbeitsweise: - Geschäftsprozessorientierung ( Customer Service ) - Aufwändige Entwicklungsprozesse

4 2 Aufgaben Ich habe die Aufgaben eingeteilt, aufgrund des raums auf den sie sich auswirken Langfristige Aufgaben Langfristiges Produktionsprogramm make or buy Lagerfertigung oder Kundenfertigung Langfristig Langfristiges Produktionsprogramm (Produktgruppen, Kapazitätsabschätzung) make or buy Lagerfertigung oder Kundenfertigung Mittelfristige Aufgaben Abstimmung mit Vertriebsprogramm Losgrößen Durchlaufzeiten

5 Mittelfristig Abstimmung mit Vertriebsprogramm Losgrößen Durchlaufzeiten Kurzfristige Aufgaben make or buy Anlegen von Fertigungsaufträgen Verfügbarkeitsprüfungen Freigabe von Fertigungsaufträgen Freigabe von Einkaufsbestellungen Terminliche, Material- und Kapazitätsbestimmungen Kurzfristig Make or buy Anlegen von Fertigungsaufträgen Verfügbarkeitsprüfungen Freigeben von Fertigungsaufträgen Freigabe von Einkaufsbestellungen Terminliche, Material und Kapazitätsabstimmungen

6 Sehr kurzfristige Aufgaben Reihenfolgen Prioritäten Steuerung der Fertigungsaufträge sehr kurzfristig Reihenfolgen Prioritäten Steuerung der Fertigungsaufträge

7 3 Ziele Die Ziele der Produktionsplanung und Produktionssteuerung lassen sich wie folgt einteilen: Kostenminimierung Auslastungsoptimierung Fertigungsauftrag Bestandsminimierung Sie sagen Kostenminimierung? Wäre so was wie Gewinnmaximierung nicht sinnvoller. Die lässt sich aber von der Fertigung bzw den Disponenten kaum beeinflussen, weil die Umsätze aus den Kundenaufträgen kommen und die bestimmt der Vertrieb. Also bleibt hier nur die Minimierung der Kosten, wobei früher die Auslastungsoptimierung früher das entscheidende Ziel war, dem man alles andere untergeordnet hat. Ein Alptraum für jeden Fertigungsleiter, wenn ein Manager durch die Fabrik geht, und Arbeiter oder Maschinen nicht aktiv sind. Höhere Auslastung bedeutet, dass ich mit weniger Ressourcen auskomme, weil ich die bestehenden Ressourcen besser ausnütze. Eine geringe Auslastung bedeutet, dass dieses investierte Kapital nicht voll genutzt wird. Rüstzeiten, also das Vorbereiten eines Betriebsmittels, das Einspannen des Werkstücks, das Bereitstellen der Werkzeuge, für einen neuen Fertigungsauftrag sind auslastungsmindernd, da in dieser das Betriebsmittel nicht produktiv genutzt wird. Nächster Punkt: Fertigungsaufträge lassen sich mit unterschiedlichen Kosten durchführen. Wenn man sich z.b. aus Terminproblemen bzw Kapazitätsproblemen auf nicht kostenoptimalen Betriebsmittel fertigt, wenn man Überstunden anfordern muss, wenn man parallel auf mehreren Betriebsmitteln fertigt vervielfachen sich die Rüstkosten, wenn man überlappend fertigt, hat man entsprechend höhere Transportkosten. Ein höherer Ausschuss geht direkt in die Materialkosten ein. Was bedeutet überlappende Fertigung?

8 Wenn man nicht wartet, bis das gesamte Los an einem Arbeitsplatz fertig ist, sondern man schon vorher Teilmengen zum nächsten Arbeitsplatz transportiert um die Durchlaufzeit zu reduzieren. Letztes Kostenziel sind die Bestände, Bestände im Lager oder auch in der Fertigung. Bestände kosten Geld, da Kapital gebunden wird, das man ansonsten hätte besser anlegen können. Bestände entstehen, wenn Material vor seiner Verwendung schon vorhanden ist. Das kann z.b. durch Sicherheitsbestände verursacht sein. Das kann verursacht werden, indem der Fertigungsfluss immer wieder stockt und das Material herumliegt. Oder man will die Kapazität auslasten, indem man Aufträge vorzieht, die eigentlich erst später notwendig sind. Und bedenken Sie, dass jeder zu früh freigegebene Fertigungsauftrag, der aber tatsächlich erst später begonnen wird, auch sein Material schon bereitstellt. liches Ziel kurze Durchlaufzeiten Termintreue Durchlaufzeit sind im wesentlichen die Bearbeitungszeiten, richtig? Was schätzen Sie denn was viele empirische Untersuchungen ergeben haben hinsichtlich des Anteils der Bearbeitungszeiten an der Durchlaufzeit? 90 %? 10 % Was? Das kann doch nicht sein. Was ist denn dann der Rest? Schauen wir uns dazu erst mal an, welche Durchlaufzeitbestandteile es grundsätzlich gibt:

9 Durchlaufzeit zeit Durchführungszeit Übergangs- Bear- Trans- Rüst- Vor- Nach- beitungs- port- zeit liege- liege- zeit zeit zeit zeit Dann sind es die Rüstzeiten, die den größten Anteil ausmachen? Nein, es sind die Wartezeiten vor dem Arbeitsplatz. Diese machen oft bis zu 90% der Durchlaufzeit aus. Das hätte ich nicht gedacht. Das hat damit zu tun, dass mehr Fertigungsaufträge in der Fertigung unterwegs sind als kapazitätsmäßig möglich sind um die Auslastung der Arbeitsplätze zu erhöhen. Die Durchlaufzeiten sind ein wesentlicher Steuerungsparameter in PPS-Systemen, vor allem für den Materialbedarfsplanungslauf. Sie bestimmen, wie groß der Unterschied zwischen dem Fertigstellungstermin und dem Fertigungsstarttermin ist. Hier kann man die groben Durchlaufzeiten aus dem Materialstamm verwenden oder die genauen Durchlaufzeitbestandteile, die wir gerade untersucht haben, und die in den Arbeitsgängen stehen. Wenn ich mit den Durchlaufzeiten des Materialstamms rechne, sind diese zwar mengenunabhängig aber die Rechengeschwindigkeit ist viel geringer. D.h. ich setze für ein Los von 100 Stück die gleiche Durchlaufzeit an wie für ein Los von 20 Stück. Richtig, und wenn die Bearbeitungszeit nur einen kleinen Bestandteil der Durchlaufzeit ausmacht, kann man diese Ungenauigkeit verkraften. Wie reagiert man, wenn die Ist-Durchlaufzeiten der Fertigungsaufträge immer wieder von den geplanten Durchlaufzeiten abweichen. Angenommen Sie sind im Durchschnitt größer als geplant. Ist doch ganz klar, man muss die Planwerte bei den einzelnen Materialien auf die tatsächlichen Werte setzen.

10 Klingt logisch. Aber denken Sie noch mal daran, dass der größte Anteil der Durchlaufzeiten die Wartezeiten sind, die sich ergeben weil man mehr freigibt als die Kapazitäten vertragen, sprich die Fertigungsaufträge müssen vor einem Arbeitsplatz warten, da sie sich in eine Warteschlange einordnen müssen. Wie reagiert man, wenn die Ist-Durchlaufzeiten der Fertigungsaufträge immer wieder von den geplanten Durchlaufzeiten abweichen. Angenommen Sie sind im Durchschnitt größer als geplant. Ist doch ganz klar, man muss die Planwerte auf die tatsächlichen Werte setzen. Klingt logisch. Aber denken Sie noch mal daran, dass der größte Anteil der Durchlaufzeiten die Wartezeiten sind, die sich ergeben weil man mehr freigibt als die Kapazitäten vertragen, sprich die Fertigungsaufträge müssen vor einem Arbeitsplatz warten, da sie sich in eine Warteschlange einordnen müssen. Nehmen wir einmal an, Sie geben am Freitag immer alle Planaufträge als Fertigungsaufträge frei, bei denen der Starttermin in die nächste Woche fällt, und Sie haben folgende vier Planaufträge, die mit ihren Fälligkeitsterminen und um die Durchlaufzeit nach links verschobenen Startterminen (gestrichelt) eingezeichnet sind Menge DLZ Planaufträge 1 1 DLZ 3 DLZ 3 DLZ Woche 1 Woche 2 Woche 3 Wieviele von diesen 4 Planaufträgen würden dann freigegeben werden? Alle deren Starttermin in Woche 1 fällt, also die Planaufträge 1 und 2. Richtig. Und nun erhöhen wir mal die Durchlaufzeit für dieses Material. Was passiert dann?

11 Menge DLZ Planaufträge 1 1 DLZ 3 3 DLZ Woche 1 Woche 2 Woche 3 Was ist passiert? Die Abbildung ist unübersichtlicher geworden. Und sonst? Wir haben nun drei Planaufträge im Freigabehorizont nämlich 1, 2 und 3. Richtig, 3 ist dazugekommen, da wegen der längeren Durchlaufzeit sich der Starttermin nach links verschoben hat und nun nicht mehr in Woche 2, sondern in der Woche 1 liegt. Das bedeutet aber, dass nun mehr Fertigungsaufträge freigegeben werden, und damit mehr Aufträge in der Fertigung unterwegs sind. Die Wartezeiten vor den Arbeitsplätzen werden noch länger, und damit steigen die Istdurchlaufzeiten noch weiter an. Was machen Sie nun? Anscheinend war dann die geplante Durchlaufzeit immer noch nicht weit genug erhöht. O.k. Dann erhöhen wir die Durchlaufzeit noch weiter. Damit Sie mir aber nun nicht noch mehr Unübersichtlichkeit vorwerfen, beleiben wir bei der alten Abbildung. Was passiert, wenn sich über die längeren Durchlaufzeiten die Starttermine noch weiter nach links verschieben? Der Auftrag 4 rutscht evt auch noch in die erste Woche. Richtig und damit haben wir noch mehr Aufträge in der Fertigung, was wiederum noch höhere Wartezeiten und damit noch höhere Durchlaufzeiten verursacht. Das gibt s doch nicht. Dann war ja alles konterproduktiv. Hätte ich denn genau das Gegenteil tun müssen, sprich die Durchlaufzeiten verkürzen. Versuchen wir es mal:

12 Menge DLZ Planaufträge 1 1 DLZ 3 3 DLZ Woche 1 Woche 2 Woche 3 4 Was habe ich gesagt, nun haben wir nur noch einen freizugebenden Auftrag in Woche 1 und damit gehen auch unsere Istdurchlaufzeiten zurück. Schauen Sie mal in die Woche 2. Ah, da hatten wir ursprünglich nur den Fertigungsauftrag 3, jetzt ist der Fertigungsauftrag 2 der die Woche 1 entlastet, noch zusätzlich hineingerutscht. Genau, damit haben Sie Ihr Problem nur verschoben auf die folgenden Perioden. Das kann doch nicht sein, das so ein an sich simples Problem nicht mit dem gesunden Menschenverstand lösbar sein soll? Was ist die Lösung. Sie haben einfach zu viele Bedarfe, sprich zu viele Kundenaufträge angenommen und die Kapazität reicht dafür nicht aus. Deshalb haben Sie diese langen Wartezeiten, da sich alles vor den Arbeitsplätzen stauen muss. Sie müssen die Bedarfsmengen reduzieren bzw Termine nach hinten verschieben. Komplexe Zusammenhänge sind halt manchmal doch nicht so einfach zu durchschauen. Gott sei dank dass es Professoren gibt. Kommen wir zur nächsten -Zielsetzung, der Termintreue. Die Termintreue drückt aus, wie genau der geplante Fertigstellungstermin mit dem tatsächlichen Fertigstellungstermin übereinstimmt. Die Termintreue hängt vor allem von der Varianz der Durchlaufzeit ab. Bei einer hohen Varianz werde ich viele Aufträge haben, die später als geplant fertig werden. Aber doch auch viele, die früher fertig werden als geplant. Das nützt mir nur im konkreten Fall nichts, bzw schnellere Fertigungsaufträge können zu späte Fertigungsaufträge nicht ausgleichen, da übergeordnete Bedarfe natürlich immer auf den langsamsten Fertigungsauftrag warten müssen

13 Flexibilität Störungen Kundenwünsche Flexibilität bedeutet, wie schnell ich in der Fertigung reagieren kann auf Störungen. Und ob ich Kundenwunschänderungen in Bezug auf die Variante, die Menge, den Termin kurzfristig berücksichtigen kann. Was in der Literatur meistens nicht genannt wird ist die Optimierung des PPS-Systems selbst:

14 3.1 Planungs- und Steuerungssystemsoptimierung Planungs- und Steuerungssystemoptimierung Akzeptanz Einführungskosten Customizingmöglichkeiten Transparenz Planungs- und Steuerungsaufwand Akzeptanz, wie kann man die verbessern Indem man die Anwender von Anfang an in das Projekt einbezieht. Was nützt das beste PPS- System, wenn die Anwender in ihren Schreibtischen ihre eigenen Zettelkästen verstecken und gegen das offizielle System gegensteuern Einführungskosten Dies sind nicht nur die Kosten für das PPS-System selber, sondern auch das Customizing des Systems, die Kosten für die externen Berater, Schulungen, Was bedeutet Customizing Die Anpassung des Systems an den Kunden. Die heutigen PPS-Systeme vereinen die Vorteile von Standardsystemen kostengünstig und von Individualsoftware angepasst an die Kundenbedürfnisse. Und wie wird dies gemacht? Indem die Standardsoftware verschiedene Abläufe, verschiedene Varianten bereitstellt, die über von den Anwendern zu pflegende Parameter aktiviert werden. Das nennt man Customizing. Laufende Kosten Laufende Kosten entstehen durch die Pflege des Systems. Stammdaten müssen aktualisiert werden. Was nützt das mächtigste PPS-System, wenn der Kunde es nicht schafft, die vielen Stammdaten und Parameter aktuell zu halten. Meine Erfahrungen sind, dass Stammdaten und

15 Parameter bei der Einführung genau gepflegt werden. Hier ist noch die Motivation groß, ebenso das Budget und es wird genügend zur Verfügung gestellt. Später ist das dann nicht mehr der Fall, die Datenqualität sinkt immer mehr. Und ein System ist nur so effizient, wie seine Daten korrekt sind. Zu den laufenden Kosten gehören auch die Programmänderungen. Wenn man kundenindividuelle Änderungen im PPS-System vornehmen muss, dann gibt es prinzipiell zwei Möglichkeiten. user-exits das sind definierte Programmierschnittstellen, die vom Hersteller zur Verfügung gestellt werden und auch beim nächsten Patch bzw Release auch von der Datenschnittstelle her erhalten bleiben. Diese Programmierschnittstellen können kundenindividuellen Code aufnehmen und werden bei der nächsten Systemversion nicht überschrieben. Je mehr solche user exits es gibt und je breiter die zur Verfügung gestellte Datenschnittstelle ist, umso seltener muss man Änderungen hart codieren, d.h. direkt im Originalcode. Was ist der Nachteil von diesen harten Änderungen? Wenn der neue Patch/Release kommt, dann muss dieser harte Code erneut in die neue Version einprogrammiert werden Customizingmöglichkeiten Je mehr Customizingmöglichkeiten es in einem PPS-System gibt, umso stärker kann man das PPS-System an die kundenindividuelle Gegebenheiten anpassen, ohne dass man großen Programmieraufwand hat. Planungs- und Steuerungsaufwand Die Stabilität von Plänen ist sehr wichtig, da man bei geringer Stabilität sehr oft in den Ablauf eingreifen muss und damit großen Aufwand hat. Auch die Häufigkeit von Planungen kann sehr unterschiedlich sein. So wird z.b. bei KANBAN nur einmal geplant, nämlich am Anfang bei der Einführung. Danach regelt sich das System selber. Man sollte nicht nur auf den Mittelwert der Steuerungsparameterwerte, sondern auch auf deren Varianz. Ein System mit großer Varianz bei den Steuerungsparametern ist praktisch nicht planbar. Routinetätigkeiten sollte man durch Workflow automatisieren, indem man versucht, fallweise Planungen durch eine generelle Planung zu ersetzen. Standardisierung von Abläufen ist die Voraussetzung um diese mithilfe von Workflows automatisieren zu können. Dabei sollte man aber nicht die menschlichen Kreativität einschränken. Muss man denn bei den heutigen PPS-Systemen überhaupt noch so viel Planen und Steuern. Können die nicht alles automatisch optimieren. Teilweise gibt es so was, Goldratt hat dies mit seinem OPT-Ansatz versucht. Aber im allgemeinen ist die Komplexität der Fertigung einfach zu groß: -es sind mehrere Millionen Variablen, die bei einer Simultanplanung in mathematischen Modellen zu verarbeiten wären -die Datengenauigkeit ist nicht gegeben, gerade was Daten betrifft, die weiter in der Zukunft liegen -und es kommt immer wieder zu Störungen, intern durch z.b. Maschinenausfall, extern durch Kundenänderungen

16 Planungsstabilität Planungsstabilität bedeutet, dass Pläne aufgrund von kleineren Änderungen in der Fertigung nicht permanent und gänzlich geändert werden müssen. Wenn die Disponenten noch mit den Ausnahmelisten des Vortages beschäftigt sind, und es kommen schon wieder aufgrund eines neuen Planungslaufs neue Ausnahmelisten, dann führt dies zu unplanbare Verhältnissen. Wenn die Vorgaben für die Fertigung permanent geändert werden, führt dies zu chaotischen Verhältnissen in der Produktion. Was kann man denn konkret dafür tun, die Planungsstabilität zu erhöhen. Planungsläufe nicht täglich, sondern vielleicht nur wöchentlich durchführen. Das raster vergröbern. Es bringt sicherlich nichts, auf die Minute genau über einen längeren raum zu planen, wenn man keine deterministische Produktion hat. Je genauer man plant, um so öfter muss man die Planung korrigieren, wenn es zu kleinen Abweichungen kommt. Wenn man grober plant, dann lassen sich kleinere Abweichungen vom Plan abfedern ohne Planänderungen. 3.2 Zielevereinbarkeit In den letzten Jahren haben sich die zeitlichen und Flexibilitätsziele gegenüber den Kostenzielen vor allem der Kapazitätsauslastung immer stärker durchgesetzt. Ziele fördern sich teilweise gegenseitig, teilweise stehen sie aber in Konkurrenz zueinander. So sind kurze Durchlaufzeiten gut für die Flexibilität dem Kunden gegenüber. Warum? Weil ich dann später das Material ordere, weil ich dann später die Baugruppen fertige, weil ich dann später mit der Montage beginne. Wenn nun der Kunde die Variante ändern will oder den Termin verschieben will oder die Menge ändern will, dann ist das um so besser möglich, je später ich mit meiner Wertschöpfung anfange. Kurze Durchlaufzeiten sind auch gut für die Termintreue. Wieso denn das? Wenn die Durchlaufzeiten länger sind, muss ich halt entsprechend früher anfangen, um rechtzeitig fertig zu werden. Da haben Sie vollkommen recht. Der Zusammenhang ist eher ein indirekter. In der Fertigung kommt es immer wieder zu Reihenfolgenverschiebungen. Ich habe hier rechts mal zwei Situationen eingezeichnet, oben eine Firma mit langen Durchlaufzeiten, da viele Fertigungsaufträge lange Wartezeiten verursachen, unten eine Firma mit kurzen Durchlaufzeiten, da wenige Fertigungsaufträge keine Staus verursachen und damit kurze Wartezeiten haben.

17 Angenommen es kommt nun ein weiterer Auftrag hinzu und zwar ein Eilauftrag, der vor den Arbeitsplätzen höchste Priorität hat und sich vor die anderen wartenden Fertigungsaufträge schiebt: Im oberen Fall hat dies ein sehr großen Effekt auf unterschiedliche Durchlaufzeiten. Der Eilauftrag wird gegenüber den anderen Fertigungsaufträgen extrem beschleunigt da er 4 mal die Wartezeit der anderen Fertigungsaufträge einspart. Es gibt also dann sehr kurze und sehr lange Durchlaufzeiten. Im unteren Fall spart der Eilauftrag nur einmal die Wartezeit des anderen Fertigungsauftrags ein. Die Unterschiede sind also nicht so groß zwischen kurzen und langen Durchlaufzeiten.

18 Bei langen Durchlaufzeiten haben Sie also idr eine größere Varianz der Durchlaufzeit. Und große Varianzen von Steuerungsgrößen bedeuten nicht nur eine schlechte Termintreue, sondern machen eine Planung an sich sinnlos. Der wesentliche Zielkonflikt ist zwischen Auslastung der Kapazitäten und der Durchlaufzeit. Dies gilt vor allem, wenn man wenige aber große Fertigungsaufträge hat. Bekannt geworden ist dies als das Dilemma der Ablaufplanung. Wenn man die Auslastung der Betriebsmittel erreichen will, sollten immer genügend Fertigungsaufträge vor dem Arbeitsplatz warten. Das erhöht aber die Wartezeiten und damit die Durchlaufzeiten. Umgekehrt entstehen niedrige Durchlaufzeiten durch geringe Wartezeiten. Damit wird es aber im wahrscheinlicher, dass bestimmte Arbeitsplätze temporär keine Fertigungsaufträge haben. Als nächstes schauen wir uns mal die Kapazitätsauslastung im Zusammenhang mit der Termintreue an. Was würden Sie sagen, beeinflussen sich diese Ziele positiv oder negativ? Gefühlsmässig würde ich sagen, dass eine geringe Auslastung positiv für die Termintreue ist. Wegen solchen Antworten schreibe ich bei meinen Klausuraufgaben immer in Fettdruck: Begründung angeben. Gott sei Dank muss ich am Schluss der Sendung keine Klausur bei Ihnen schreiben. Ihre Antwort ist jedenfalls vollkommen richtig. Weil bei einer geringen Auslastung selten zu Wartezeiten vor den Arbeitsplätzen kommt und die Varianz der Durchlaufzeit vor allem durch die Wartezeiten bestimmt wird. Oder ein anderes Beispiel. Wie könnte die Bundesbahn ihre Pünktlichkeit verbessern? Indem die Züge schneller fahren? Schneller fahren als geplant, wenn eine Verspätung droht. Dann muss hier aber grundsätzlich ein Puffer für die Geschwindigkeit bereitstehen, der im Normalfall nicht genutzt wird, also Kazazitätsreduzierung. 4 Betriebliche Strukturgrößen Die unterschiedlichen Ausprägungen der Betriebstypologie sind ganz entscheidend für die Art der Produktionsplanung und -steuerung. Eine Einzelfertigung stellt ganz andere Anforderungen an den Disponenten als die Massenfertigung. Teilweise hat man verschiedene Strukturgrößenwerte im selben Betrieb für unterschiedliche Artikel. Deshalb ist es auch sehr gefährlich, allgemein gültige Aussagen in der Produktionswirtschaft zu machen.

19 Einzelaufträge Auftragsauslösungsart Rahmenaufträge Vorproduktion auf Lager Endproduktion durch Auftrag Lager Kundenspezifisch Erzeugnisspektrum Typisiert mit Varianten Standard mit Varianten Standard Ermittlung des Bedarfs Erwartungsorientiert Bedarfsorientiert Erwartungsorientiert Verbrauchs -orientiert Einmalfertigung Fertigungsart Ablaufart Einzel- /Kleinserienfertigung Massenfertigung Inselfertigung Serien-fertigung Reihen-fertigung Fließfertigung Werkstattfertigung Auftragsauslösungs- Einzel Rahmen Vorproduktion Lager art aufträge aufträge auf Lager Endproduktion Auftrag durch Erzeugnisspektrum kunden typisiert Standard Standard spezifisch mit Varianten mit Varianten Ermittlung des bedarfs erwartungs erwartungs verbrauchs Bedarfs orientiert orientiert orientiert orientiert Kompnente Endprodukt Fertigungsart Einmal Einzel- Serien Massen fertigung Kleinserien fertigung fertigung fertigung Ablaufart Werkstatt Insel Reihen Fließ fertigung fertigung fertigung fertigung Folie zwei Mal hinterander Bei der Ablaufart sind die beiden großen Gegensätze die Werkstattfertigung und die Fließfertigung. Bei der Fließfertigung werden die Betriebsmittel nach dem Fertigungsfluss

20 hintereinander angeordnet. Bei der Werkstattfertigung werden die Ressourcen mit gleicher Verrichtung zusammengefasst. Was sind die jeweiligen Vor- und Nachteile? Stellen wir es mal zunächst graphisch gegenüber: Werkstattfertigung Fließfertigung Lager Links sehen wir die Werkstattfertigung, bei der hier drei Werkstätten eingezeichnet sind, die unterschiedliche Verrichtungen durchführen. Der eine Bereich z.b. Drehen, der andere Bohren, der letzte Schweissen. Es sind jeweils mehrere Ressourcen vorhanden mit unterschiedlichen Kapazitäten. Die Fertigungsaufträge, die unterschiedliche Linien aufweisen aufgrund des zu produzierenden Materials, durchlaufen die einzelnen Werkstätten in unterschiedliche Reihenfolge und dazwischen gehen die Materialmengen immer wieder ins Lager.

21 Werkstattfertigung Fließfertigung Lager Rechts ist nun die Fliessfertigung eingezeichnet. Fertigungsaufträge für Materialien der gleichen Warengruppe werden z.b. in einer Fertigungsstrasse durchgeführt. Die Betriebsmittel sind in der Reihenfolge der Arbeitsgänge angeordnet, ohne dass ein Lager dazwischen geschaltet wäre. Die Kapazitäten der Betriebsmittel sind aufeinander abgestimmt. Kommen wir nun zu den Vor und Nachteilen: Die Werkstattfertigung weist lange Durchlaufzeiten auf wegen Transporten, Lagerwegen, Wartezeiten vor den Betriebsmitteln. Diese en entfallen bei der Fliessfertigung völlig und damit spare ich nicht nur Durchlaufzeit ein, sondern auch Bestände und Lagerkapazität. Was mir aber noch auffällt, ist dass Sie rechts die Betriebsmittel recht groß eingezeichnet haben, womit Sie wohl die Kapazitäten meinen. Sehr gut erkannt. Warum ist das so? Bei der Werkstattfertigung habe ich mehrere Ressourcen unterschiedlicher Kapazitäten und ich habe sehr viele Fertigungsaufträge, die diese Ressourcen nutzen. Damit gilt hier das Gesetz der großen Zahl. Der Kapazitätsbedarf lässt sich sehr gut abschätzen, weil die durchschnittliche Belastung der Werkstatt ziemlich konstant ist. Wenn mal eine Artikelgruppe weniger gefragt ist, kann das evt durch eine andere Artikelgruppe wieder ausgleichen werden. Anders bei der Fliessfertigung. Hier läuft auf einer Fertigungsstrasse nur eine Artikelgruppe. Hiermit kann es zu deutlich größeren Schwankunge kommen. Würden Sie in so einem Fall auch nur den durchschnittlichen erwarteten Kapazitätsbedarf bereitstellen? Wahrscheinlich eher mehr, da ich ja auch mit temporären Spitzenbelastungen fertig werden muss. Richtig. Und deshalb brauchen Sie bei einer Fliessfertigung tendenziell mehr Kapazität als bei der Werkstattfertigung. Die Werkstattfertigung hat auch noch einen weiteren Vorteil. Dadurch dass die Ressourcen für die gleichen Vorrichtungen nebeneinander angeordnet sind, kann man sein technisches know-how besser weiterentwickeln für diese Technologie.

22 5 Vorgehensweise bei der Planung Es handelt sich um komplexe Systeme, die in der Fertigung geplant werden müssen, mit großen gegenseitigen Abhängigkeiten. Es müssen Fertigungsaufträge terminiert werden, Mengen berechnet werden, Lose gebildet werden, Ressourcen kapazitiv geplant werden, Personal eingeplant werden, Um das in den Griff zu bekommen, gibt es verschiedene Vorgehensweisen Simultanplanung Bei der Simultanplanung werden alle Gegebenheiten in ein einziges Modell der Fertigung einbezogen und ein genauer Plan ausgerechnet, wann welcher Arbeitsgang auf welchem Arbeitsplan begonnnen werden muss, um hinsichtlich bestimmter Zielsetzung optimal zu sein. Ist denn so was überhaupt machbar. Scheer hat hier Optimierungsmodelle entwickelt, Goldratt hat mit seinem OPT-Ansatz gezeigt, dass es zumindest bei bestimmten Betriebstypologien auch in der Praxis machbar ist, bei denen wie in der Massenfertigung die Komplexität nicht zu groß ist und man Störungen minimal halten kann. Im allgemeinen ist es aber nicht machbar. Die Gründe hatte ich ja schon einmal dargelegt: -es handelt sich um mehrere Millionen Variablen, die bei einer Simultanplanung in mathematischen Modellen zu verarbeiten wären -aufgrund der gegenseitigen Abhängigkeiten werden die Modelle sehr schnell nicht-linear, was andere mathematischeoptimierungsmodelle erfordert und auch die Rechenzeiten extrem erhöht -die Datengenauigkeit ist nicht gegeben, gerade was Daten betrifft, die weiter in der Zukunft liegen -und es kommt immer wieder zu Störungen, intern durch z.b. Maschinenausfall, extern durch Kundenänderungen. Realistischere Ansätze versuchen kein Gesamtmodell zu erstellen, sondern mehrere kleinere Modelle, die dann weniger komplex sind. Problem sind dann natürlich die Schnittstellen zwischen den Teilmodellen: Sukzessivplanung Die Sukzessivplanung zerlegt das Gesamtproblem in Teilprobleme, die man aufgrund der zeitlichen Reihenfolge bildet. Man optimiert im ersten Teilmodell, gibt die Lösung dann an das zweite Teilmodell weiter. Dieses optimiert dann wieder, und gibt seine Ergebnisse wiederum an das nächste Teilmodell. Beispielsweise werden zuerst der Materialbedarfsplanungslauf durchgeführt, um auf alle unteren Stücklistenebenen genügend

23 Material einzuplanen. Die Ergebnisse werden dann in der Kapazitätsterminierung auf kapazitative Machbarkeit untersucht. Also zuerst die Optimierung hinsichtlich des Materials, danach die hinsichtlich der Kapazitäten. Dies ist sehr viel einfacher und rechenzeitminimaler als wenn man in einem Lauf Material und Kapazitäten versuchen würde zu optimieren. Wenn man dann in einem Teilmodell feststellt, dass die Ergebnisse des vorherigen Teilmodells nicht machbar sind. Um bei unserem Beispiel zu bleiben, wenn ich die zu produzierenden Mengen errechnet habe und dann danach feststelle, dass ich dafür in bestimmten Perioden gar nicht die Kapazitäten habe, dann war doch alles umsonst. Das ist der entscheidende Nachteil des Sukzessivplanungsmodells. Die frühen Phasen schränken die Möglichkeiten der hinteren Phasen ein, d.h. die Optimierungen der ersten Modelle sind stärker gewichtet als die der hinteren Modelle. Besonders schwerwiegend wird das Problem dann, wenn in den einzelnen Phasen unterschiedliche Zielsetzungen verfolgt werden. Man könnte dann natürlich Rückkopplungen von den hinteren Phasen zu den früheren Phasen zulassen. Wenn dies aber sehr stark genutzt wird, wird es zu aufwendig und rechenzeitintensiv. Die Sukzessivplanung ist also dem Simultansatz zu mindestens theoretisch unterlegen. Prinzipiell schon, aber ein theoretischer Vorteil ist, dass die hinteren Phasen auch erst später optimiert werden. Wenn also nicht der Planungslauf, sondern erst später in der Fertigung der Meister die Feinterminierung der Fertigungsaufträge, dann kann dieser zusätzliches Wissen einbringen, und vor allem aktuellere Daten berücksichtigen, die zum punkt des Planungslaufs noch gar nicht feststanden. Jetzt werden Sie erwidern, dass man halt dann den Planungslauf öfter durchführen müsste, um aktuellere Daten einzubeziehen. Das ist aber aufgrund der langen Rechenzeiten nicht möglich, und außerdem hätte man sehr instabile Pläne, die auch zu chaotischen Verhältnissen in der Fertigung führen würden. Eine dritte Möglichkeit ist die Hierarchische Planung Hier sind die Teilmodelle hierarchisch aufeinander aufgebaut, d.h. ein übergeordnetes Modells gibt die Ergebnisse an das darunterliegende Modell in einem gröberen Raster weiter, innerhalb dessen dann feiner optimiert werden kann. Beispiel ist hier die Grobplanung des Produktionsprogramms hinsichtlich der Kapazitäten. Die Mengenplanung spezifiziert die Termine dann feiner. Dabei ist dann auch keine größeren Kapazitätsprobleme zu erwarten. Oder ein weiteres Beispiel: die Disponenten terminieren ihre Fertigungsaufträge auf Wochenebene, in der Fertigung erstellen die Meister ihre Reihenfolgenplanung auf den Maschinen aber auf Tagesebene. Damit müssen die Disponenten die Fertigungsgegebenheiten nicht detailliert in ihre Entscheidungen einbeziehen (z.b. welche Umrüstungen sind effizienter), die zu diesem punkt evt auch noch gar nicht feststehen. Die Meister können dann Ihre Optimierungen vornehmen, ohne dass die Ziele der Disponenten beeinträchtigt wären, insbesondere also die Termintreue, da ja die Meister innerhalb des vorgegegenen Wochenrasters bleiben müssen. Das wäre dann ja so ziemlich optimal? So optimal wie die Simultanplanung natürlich nicht.

24 6 Datenbasis 6.1 Redundanz Erklärung des Begriffs Redundanz. Es sind die Grundlagen BWL, d.h. man kann nicht voraussetzen, dass die Zuschauer den Begriff kennen. IdR werden heute die Daten von PPS-Systemen in relationalen Datenbanken gespeichert. Die Datenbankgeschichte hat eigentlich mit PPS-Daten begonnen, der sogenannte Stücklistenprozessor, ich glaube vor einigen Jahrzehnten von IBM entwickelt, setzte dazu hierarchische Datenbanken ein. Das ist dann aber eine andere Vorlesung? Richtig, aber auch heute sind in der Produktionswirtschaft die Datenbanken von großer Bedeutung. Welche Daten wie gespeichert werden, wird in einem redundanzfreien Datenmodell festgelegt. Ziel ist, dass die Daten in der Datenbank später nicht inkonsistent werden. Redundanz bedeutet, dass ein Faktum mehrmals gespeichert wird, was dazu führt, dass bei einer einzigen Änderung in der Realität mehrere Änderungen in der Datenbank durchgeführt werden müssten. Mit der Gefahr, dass diese Änderungen nicht alle durchgeführt werden oder vielleicht sogar unterschiedlich. Richtig, was glauben Sie denn viele relationalen Datenbanktabellen bei SAP verwendet werden? Mehrere 100? Ca Datenbanktabellen. Das ist ja gewaltig. Dafür haben Sie aber einen wesentlichen Vorteil. Daten werden nicht mehr in unterschiedlichen Systemen abgelegt, sondern in einer einzigen großen Datenbank. Damit haben alle Anwendungen und Anwende sofort nach der Eingabe von Daten aktuelle Daten zur Verfügung. Und es müssen Daten nicht mehr dauernd von einem System zum anderen verschoben werden, was hohen Aufwand, geringe Aktualität und Fehlerrisiko bedeutet. Bevor konkret auf die wichtigsten Stammdaten in PPS-Systemen eingehen, zunächst mal ein Überblick: 6.2 Überblick Gehen wir mal von folgendem aus:

25 A 3 Wo 2 St E1 2 Wo B1 1 St 2 Wo 1 St 3 St E1 E2 2 Wo 1 Wo welche Stammdaten können wir dann erkennen ein Endprodukt A, eine Baugruppe B1, zwei Einkaufsteile E1 und E2. Diese Daten gehören alle zu den selben Stammdaten, nämlich zu den Materialstammdaten. Ich habe dies hier mal violett rot gekennzeichnet: A 3 Wo 2 St E1 2 Wo B1 1 St 2 Wo 1 St 3 St E1 E2 2 Wo 1 Wo Aber wäre es nicht sinnvoller, sie in drei Stammdatentabellen zu speichern, in Endprodukten, in Baugruppen und in Einkaufsteilen, weil sie ja in verschiedenen Ebenen der Struktur anfallen.

26 Nein, dann hätten Sie einen gewaltigen Aufwand, wenn Sie z.b. E1 doch selber fertigen und es dann zu einer Baugruppe würde; Sie müssten dann E1 in die andere Tabelle übertragen. Oder wenn Sie A noch verpackt als Produkt B anbieten, dann müssten Sie bei B das Produkt A noch mal als Baugruppe führen und damit hätten Sie redundante Daten. Alle obigen Materialien haben gemeinsame Eigenschaften, wie Materialnummer, Materialart, Materialbezeichnung, usw und gehören deshalb in eine Tabelle. Wichtig ist, dass in unserem Beispiel die Materialstammdaten von E1 nur einmal gespeichert werdenn- Die Durchlaufzeiten hier als Wochen - werden ebenfalls in den Materialstammdaten geführt und drücken aus, wie lange es dauert, dieses Teil zu fertigen bzw zu bestellen. Als nächstes betrachten wir den Zusammenhang der einzelnen Materialien untereinander: A 3 Wo 2 St E1 2 Wo B1 1 St 2 Wo 1 St 3 St E1 E2 2 Wo 1 Wo Dies bezeichnet man als Stücklisten und ist hier orange eingezeichnet. Ist dann die Information über E1 nicht zweimal und damit redundant abgelegt? Nein, da nur die Strukturdaten, aber nicht die Materialdaten in der Stückliste gespeichert werden. Die Materialstammdaten für E1 sind nur einmal, nämlich bei der Materialnummer E1 abgelegt. Die Informationen, dass E1 sowohl in A als auch in B1 eingeht, sind aber zwei verschiedene Informationen. Was bedeuten eigentlich diese Mengenangaben in Stück? Das sind die Mengenkoeffizienten und drücken aus, in welcher Menge ein Teil in das übergeordnete Teil eingeht. Aber hätte man diese Mengenangaben nicht auch im Materialstamm speichern können.

27 Nein, dann hätten wir einen Informationsverlust. Warum? Weil ein Teil bei unterschiedlichen übergeordneten Teilen mit unterschiedlichen Mengen eingehen kann. E1 geht hier z.b bei A mit 2 Stück, bei B1 mit 1 Stück ein. Verstehe. Was bedeuten nun diese horizontalen Striche unter A und B1? Das sind die Arbeitsgänge, die in einem Arbeitsplan stehen, und ausdrücken, welche Arbeiten man durchführen muss, um aus den untergeordneten Teilen das übergeordnete Teil zu erstellen. Ich verwende dafür mal die gelbe Farbe: A 3 Wo 2 St E1 2 Wo B1 1 St 2 Wo 1 St 3 St E1 E2 2 Wo 1 Wo Als letztes haben wir noch die Arbeitsplätze und Ressourcen, wie Betriebsmittel, Vorrichtungen, Werkzeuge. Ein Arbeitsgang wird auf einem Arbeitsplatz durchgeführt und nutzt Ressourcen. Dies ist hier in Grau blau angegeben:

28 A 3 Wo 2 St E1 2 Wo B1 1 St 2 Wo 1 St 3 St E1 E2 2 Wo 1 Wo Um die Schönheit der Zeichnung nicht zu zerstören, habe ich nur wenige Linien eingezeichnet, um auszudrücken, dass Arbeitsgänge Ressourcen nutzen mit bestimmten dauern in Fertigungsminuten bzw Maschinenminuten pro Sück. 3 Fert.min. 2 St E1 1 Masch. Min. 2 Wo A 2 Masch. Min. 3 Wo B1 1 St 2 Wo 1 St 3 St E1 E2 2 Wo 1 Wo 6.3 Kostenaufbau Mithilfe dieser Stammdaten kann man nun auch festlegen, woher man die Daten nimmt um die Kosten eines Materials berechnen zu können. Die Selbstkosten errechnen sich wie folgt:

29 Selbstkosten Herstellkosten Materialkosten Einzelkosten Sondereinzelkosten Gemeinkosten Fertigungskosten Einzelkosten Gemeinkosten Verwaltungsgemeinkosten Vertriebskosten Hier geht es um die Herstellkosten. Gehen wir deren Kostenbestandteile mal im einzelnen durch: Materialeinzelkosten. Diese ergeben sich aus den Kosten der eingehenden Teile. Aus welchen Stammdaten holen wir diese Kosten? Natürlich aus den Materialstammsätzen der darunter liegenden Teile, und welche das sind, das erfahren wir aus der Stückliste. Richtig und auch den Mengenkoeffizienten, also der Mengenangabe in Stück. Die Materialgemeinkosten entstehen vor allem durch den Verbrauch von Hilfs- und Betriebsstoffen, wie zum Beispiel kleine Schrauben oder Öl für die Maschinen. Sie werden durch einen Zuschlagssatz auf die Materialeinzelkosten errechnet, der im Materialstamm gespeichert ist. Die Sondereinzelkosten des Materials sind direkt zurechenbare Kosten, wie z.b. Lizenzen, Patente usw. Diese sind ebenfalls beim Material abgelegt. Kommen wir zu den Fertigungskosten, die sich wiederum in Fertigungseinzelkosten und Fertigungsgemeinkosten aufgliedern. Bei den Fertigungseinzelkosten. Das sind das vor allem die direkt zurechenbaren Akkordlöhne. Welche Stammdaten brauchen wir da? Da bleiben ja nur noch die Arbeitspläne Richtig. Aus den Arbeitsgängen des Arbeitsplans holt man sich die Fertigungsminuten und über den Arbeitsplatz den Kostensatz pro Fertigungsminute. Die Fertigungsgemeinkosten sind vor allem die Abschreibungen auf die Betriebsmittel, also z.b. der Maschinenpark. Dazu werden die Maschinenminuten im Arbeitsgang mit einem Zuschlagssatz aus dem Betriebsmittel multipliziert.

30 Bleiben zuletzt noch die Verwaltungsgemeinkosten und die Vertriebskosten, die sich auf alle produzierten Teile niederschlägt. 6.4 Materialstammsatz Für jedes Material, ob es nun ein Einkaufsteil, eine Baugruppe oder ein Endprodukt ist, wird ein Materialstammsatz angelegt. Je nachdem werden nicht alle Daten spezifiziert bzw alle Sichten angelegt. Was sind denn nun so typische Materialstammdaten? Materialnummer, Materialbezeichnung, Mengeneinheiten, Disponent, Durchlaufzeit bzw Wiederbeschaffungszeit, Klassifizierungsangaben, Zeichnungsnummer. Materialart. Als Materialarten kommen in Frage: Rohmaterial, Handelsware, Fertigerzeugnis aber auch Dienstleistung. Gerade bei der Anlage des Materialstammsatzes ist es sinnvoll, einen Workflow einzusetzen. Denken Sie daran, dass Sie Ihre Sendungen über Workflow zwar schon früher aufgezeichnet haben, aber erst in einem späteren Semester drankommen. Gut, dass Sie mich erinnern. Ein Workflow ist ein automatisierter Ablauf, der aktiv Benutzeraktionen anfordert. Er ermöglicht paralleles Arbeiten, Termineskalation, d.h. Reaktionen auf nicht erfolgte Anwenderaktionen in einem bestimmten fenster, Überprüfungen von Eingaben. Workflow ermöglicht also Teamarbeit und treibt den Prozess aktiv voran, während bei Groupware wie Outlook, die Benutzer für den Arbeitsfluss selber verantwortlich sind. Richtig, woher wissen Sie das. Ich habe doch damals Ihre Sendungen zum Thema Geschäftsprozesse und Workflow moderiert. Transparenz und Nachvollziehbarkeit von Entscheidungen waren weitere Vorteile von Workflow. Wollen Sie diese Sendung übernehmen? o.k. ich bin schon ruhig. Warum habe ich gerade im Bereich Materialstammanlage mehrere Workflows in verschiedenen Unternehmen realisiert? Weil verschiedenste Abteilungen und Mitarbeiter involviert sind. Richtig. Da gibt es die Grunddatensichten, Dispositionssichten, die Einkaufssichten, die Arbeitsvorbereitungssichten, die Buchhaltungssichten, die Kalkulationssichten, die Lagersichten, die Vertriebssichten, die Qualitätssichten usw. Hier können mithilfe von Workflow schnell die jeweils weiteren Mitarbeiter informiert werden und für die Eingabe können schon Daten vorbesetzt werden. Die Mitarbeiter können parallel arbeiten, es können auch an ganze Abteilungen Aufgabenschritte adressiert werden, sodaß der Mitarbeiter sich der Aufgabe annimmt, der gerade Kapazität frei hat. Termineskalation, Stellvertreterregelungen

31 all das sorgt dafür, dass die Materialstammdaten schnell und korrekt eingegeben werden können. Und bevor das nicht erfolgt ist, können keine Kundenaufträge erfasst werden, geschweige denn ausgeliefert werden. Je schneller also die Materialstammdaten erfasst sind, umso schneller kann man Umsatz machen. 6.5 Stücklisten Zunächst müssen wir uns mal überlegen, woher die Stücklisteninformationen kommen. Aus der Konstruktionsabteilung? Richtig, aber diese Konstruktionsstückliste kann man nicht 1:1 als Produktionsstückliste übernehmen. Der Konstrukteur denkt bei der Entwicklung einer CAD-Zeichnung in Komponenten, welches Teil setzt sich aus welchen Teilen zusammen. Wo ist da der Unterschied? Bei der Produktionsstückliste muss ich den Fertigungsverlauf kennen, d.h. hier besteht ein Teil aus einem Unterteil, wenn es für dessen Erstellung gebraucht wird. Das verstehe ich nicht. Beispiel: Jemand konstruiert ein Haus. Dazu entwirft er eine Tür, die besteht aus dem Türrahmen, dem Schloss und dem Glasfenster. Der Fertigungsdisponent gibt in seiner Stückliste für die Tür nur den Türrahmen und das Schloss an. Der Einbau des Glasfensters erfolgt erst viel später, wenn die Tür schon eingebaut ist, da ansonsten die Bruchgefahr zu groß ist. Das Glasfenster ist also in der Produktionsstückliste viel weiter oben angeordnet als in der Konstruktionsstückliste. Darf ich mal eine ganz dumme Frage stellen? Wann definiere ich eigentlich, dass nach einer bestimmten Wertschöpfung ein Material entsteht, das ich dann im Materialstamm und der Stückliste definiere. Ich könnte doch auch nur Einkaufsteile und Endprodukte definieren und dazwischen ein großer Arbeitsplan. Wie die meisten dummen Fragen ist auch diese sehr interessant und eigentlich recht schlau.

32 A E1 Schauen wir uns mal diese Folie genauer an. Das Endprodukt A wird erstellt mithilfe des Einkaufsteils E1 und von 9 Arbeitsgängen. Sollte ich nun nach irgendeinem Arbeitsgang ein neues Material definieren? Klar nach dem fünftem, weil Sie da schon eine Lücke gelassen haben. Aber warum. Und jetzt sagen Sie bitte nicht, dass die aufgerundete Hälfte von 9 5 ergibt. o.k ich bin mal wieder ernsthaft. Vielleicht weil Sie es lagern wollen? Ja, aber warum? Tja, da haben Sie eigentlich recht. Das Lagern erbringt keinen Vorteil, sondern nur Kosten. Aber halt, jetzt habe ich es. Vielleicht will ich dieses Material wieder verwenden, z.b. bei einem späteren Fertigungsauftrag für A. Oder auch für ein anderes übergeordnetes Teil.

33 A B E1 Ich habe B1 hier mal gestrichelt eingefügt. Ein B1 würde ich immer dann definieren, wenn ich als Disponent darüber entscheiden will, wann ich wie viel davon herstellen will. Evt geht B1 nicht mal an Lager, sondern ich entscheide im Fertigungsfluss darüber, dass an einer Weiche an B1 oder B2 weitergearbeitet werden soll. Schauen wir uns mal die einzelnen Stücklistendarstellungen an, indem wir mit den Strukturstücklisten beginnen: Stücklisten X Y B2 B1 E1 E3 E4 B2 E2 E3 E4 Es handelt sich hier um 2 Endprodukte X und Y. X besteht aus der Baugruppe B2, die sich wiederum aus dem Einkaufsteilen E3 und E4 zusammensetzen. Y besteht aus E1 und B1, B1

34 aus E2 und B2. Für B2 wird wieder E3 und E4 benötigt. Der Vorteil der Strukturstückliste ist deren Übersichtlichkeit, da man die gesamte Struktur von oben bis unten erkennen kann. Sie hat aber auch einen Nachteil, wenn man die Daten so eingeben bzw speichern würde. B2 kommt zweimal vor, wir haben also Redundanz. Fast richtig. Aber die B2-Daten an sich sind nicht redundant, da sie ja nur einmal im Materialstamm abgelegt sind. Außerdem wären dann ja auch E3 und E4 redundant. Redundanz bedeutet, dass en Faktum mehrmals gespeichert ist. Erkennen kann man das, wenn sich in der Realität eine Tatsache ändert und man in der Datenbank mehrmals ändern muss. Vielleicht schauen Sie sich unter diesem Gesichtspunkt noch mal die Strukturstücklisten an. Eigentlich hält ja die Stückliste nur die Zusammensetzung fest, d.h. dann ist die Zusammensetzung von B2 redundant sein. Richtig. Dass B2 aus E3 und E4 besteht, ist zweimal festgehalten. Und wenn nun E3 durch E5 ausgewechselt wird, müsste ich das bei X und bei Y ändern. Deshalb ist die Strukturstückliste zwar wegen ihrer Übersichtlichkeit zur Anzeige geeignet, aber wegen ihrer Redundanz nicht zur Speicherung. Wie könnte man denn die Strukturinformationen speichern ohne Redundanz zu erzeugen.? Eine Möglichkeit ist, die Struktur immer nur einstufig abzulegen, d.h. für jedes übergeordnete Teil werden nur die direkt darunter liegenden Teile festgehalten. Man spricht dann von Baukastenstücklisten: Baukastenstücklisten X Y B2 B1 E1 B2 B1 E3 E4 B2 E2 Wir haben nun insgesamt 5 Stücklisten. Damit ist die Zusammensetzung über alle Stufen nur schwer erkennbar. Dafür haben wir nun aber eine redundanzfreie Speicherung erreicht. Dass B2 aus E3 und E4 besteht, ist nämlich jetzt nur noch einmal abgelegt. Als letzte Stücklistenart schauen wir uns noch den Gozinthographen an

35 Was bedeutet dieser merkwürdige Name? Es soll eine Verkürzung von goes into parts bedeuten. Jedes Teil kommt nur einmal vor. Es werden alle Stufen abgebildet. Dies funktioniert mit netzartigen Strukturen. Gozinthograph X Y B1 E1 B2 E2 E3 E4 Man kann nun die gesamte Zusammensetzung der Endprodukte übersichtlich erkennen. Dabei ist es auch gelungen, Redundanz zu vermeiden. Dass B2 aus E3 und E4 besteht, ist nur noch einmal abgelegt. Von B2 gehen zwei Verknüpfungen aus, einmal nach X und einmal nach B1. Beim Vergleich von Strukturstückliste und Gozinthograph spielen die Fertigungsstufe und die Dispositionsstufe eine wichtige Rolle.

36 X Y Fertigungsstufe 1 B2 B1 E1 2 E3 E4 B2 E2 3 E3 E4 4 Man erkennt, dass B2 bei X auf der Fertigungsstufe 2, bei Y aber auf der Fertigungsstufe 3 liegt. Beim Gozintographen spricht man von Dispositionsstufen: X Y Dispositionsstufe 1 B1 E1 2 B2 E2 3 E3 E4 4 Jedes Teil bekommt nun eine einzige eindeutige Dispositionsstufe. Bei der Baugruppe B2 ist dies die Dispositionsstufe 3. Wenn ein Teil also auf mehreren Fertigungsstufe vorkommt, dann ist die Dispositionsstufe immer Die höchste Fertigungsstufe über alle Strukturstücklisten.

37 Richtig. Wir werden diesen Tatbestand noch einmal brauchen, dass ein Teil im Gozinthographen immer möglichst weit oben einzeichnet, wenn es aber irgendwann tiefer liegt, dann muss man es nach unten verschieben. Die orangenen gelben Teileverwendungslinien müssen somit immer nach oben deuten Variantenstücklisten Gehen wir von folgenden einfachen Gozinthographen aus: X Y Z E1 E2 E3 E4 X besteht aus E1, E2 und E3, Y besteht aus E2 und E3, Z aus E2, E3, E Redundanz Wenn wir uns die drei Stücklisten anschauen, ist dann Redundanz, also das mehrfache Abspeichern einer Information an mehreren Plätzen, vorhanden? Wir hatten vorher Redundanz, da die Zusammensetzung einer Baugruppe aus ihren untergeordneten Teilen mehrmals in verschiedenen Strukturstücklisten ausftauchte. Wobei die Redundanz natürlich auch schon gegeben wäre, wenn dies in der gleichen Strukturstückliste auftreten würde. Aber hier haben wir doch überall unterschiedliche Strukturen. Jede dieser einstufigen Stücklisten hat doch eine andere Zusammensetzung?

38 Richtig. Um hier Redundanz identifizieren zu können, braucht man natürlich noch zusätzliche Informationen. Was wäre denn, wenn ich Ihnen noch sage, dass E1 und E4 nur Verpackungsmaterial darstellt, das eigentliche Produkt aber aus E2 und E3 besteht. Einblendung vorheriger Folie Heißt das, das die drei Endprodukte immer einen gemeinsamealle aus den selben Bestandteilen bestehen und sich nur in der Verpackung unterscheiden. Genau das unterstellen wir mal. Das jeweils verwendete Verpackungsmaterial macht dann die Variante des Endprodukts aus. Wobei natürlich Varianten nicht generellell durch Verpackungsmaterial entstehen, die Variante kann auch durch unterschiedliche Teile weit unten in einer mehrstufigen Stückliste entstehen. Grundsätzlich ist es aber natürlich günstiger, wenn man die Varianten in der Fertigung und damit in der Stückliste möglichst spät definiert. Warum? Weil eine Variante halt nicht so häufig wieder verwendet werden kann, wie ein Norm-, DINoder Standardteil. Letztere kann ich auf Lager fertigen, ohne dass diese dort länger liegen bleiben. Da sich bei einer Variante kurzfristig der Kundenwunsch ändern kann, ist es natürlich von Vorteil, wenn die Variante im Produktionsverlauf erst möglichst spät eingebaut wird. Aber wie kann ich denn das erreichen. Ist das denn nicht durch die Konstruktion vorgegeben. Im großen Großen und ganzen Ganzen schon, wobei sich aber wie wir schon diskutiert haben, die Produktionsstückliste durchaus von der Konstruktionsstückliste unterscheiden kann. Ungeachtet davon liegt aber ein großer Teil der Verantwortung beim Konstrukteur. Konstruktion und Arbeitsvorbereitung bestimmen in vielen Produktbereichen bis zu 90% der Kosten, nur die restlichen 10% lassen sich dann noch durch die Betriebswirte beeinflussen. Eine ziemliche Verantwortung, die die Konstruktion hat? Und deshalb ist es natürlich wichtig, dass diese Kosteninformationen zur Verfügung gestellt bekommen. Z.B. dass während der CAD-Zeichnung-Erstellung bereits Kostensimulationen durchgeführt werden. Wenn man möglichst auf vorhandenen Baugruppen aufbaut, dann ist dies auch möglich. Z.Bbeispielsweise kann man durch eine CAD-CAM-Kopplung kann man sehr schnell simulieren, ob das neue Werkstück in bestehenden CNC-Maschinen mit vorhandenen Vorrichtungen, mit vorhandenen Werkzeugen produziert werden kann. Wie wichtig die Standardisierung unter Kostengesichtspunkten ist, demonstriert folgendes Beispiel eines Unternehmens der Kommunikationsindustrie. Als deren Telefone gegenüber der Konkurrenz nicht mehr preislich mithalten konnten, erkannte man schnell, dass herkömmliche betriebswirtschaftliche Controlling-Maßnahmen nicht mehr ausreichen. Deshalb bauten die Ingenieure alle Telefone auseinander und überlegten sich, wie man das unterschiedliche Design und Funktionalität aufrecht erhalten kann, aber mit möglichst vielen gemeinsamen Standardteilen. Man reduzierte das Teilespektrum innerhalb von 4 Jahren auf weniger als ein fünftel: