Reduktion von Durchlaufzeiten Logistics Improvement Services - LIS GmbH

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Alke Böhler
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Jörg Wehn, CPIM Geschäftsführer, Friedberg Partner der GTT Gesellschaft für Technologie

1 Präsentation für Ihr Unternehmen Reduktion von Durchlaufzeiten Logistics Improvement Services - Dipl.-Ing. H. Jörg Wehn, CPIM Geschäftsführer, Friedberg Partner der GTT Gesellschaft für Technologie Transfer mbh Logistics Improvement Services Friedberg Taufsteinstraße 21 Tel.: Fax: info@lis-logistik.de Seite 1

2 Dieser Vortrag dient zur Beschreibung der Anwendung von Duchlaufdiagrammen und Betriebskennlinien zum Zweck der Reduktion von Durchlaufzeiten und der Steigerung der Produktivität. Die theoretischen Grundlagen wurden am Institut für Fabrikanlagen (IFA), Hannover entwickelt und sind in FAST praxisorientiert umgesetzt. Seite 2

3 Das Trichtermodell & das Durchlaufdiagramm. zugehende Aufträge Arbeit [Vorgabestunden] Zugang Zugangskurve Endbestand wartende Aufträge (Bestand) mittlere Belastung maximale Kapazität aktuelle Anfangsbestand Abgangskurve Abgang abgefertigte Aufträge mittlere Untersuchungszeitraum Zeit [Betriebskalendertage] a) Trichtermodell b) Durchlaufdiagramm Trichtermodell und Durchlaufdiagramm eines Arbeitssystems Seite 3

4 Der angestrebte Betriebszustand: Hohe Kapazitätsflexibilität! Arbeit Zugang Arbeit Abgang a) Kontinuierlicher Zu- und Abgang Zeit b) Stark streuende Arbeitsinhalte Zeit Arbeit Arbeit Zeit c) Starke Belastungsstreuung d) Hohe Kapazitätsflexibilität Zeit Ausgewählte Prinzipbeispiele für Durchlaufdiagramme Seite 4

5 Das Ziel ist ein stabil eingeschwungener Betriebszustand! Dies erfordert: 1. Hohe Kapazitätsflexibilität & 2. stabilen mittleren Bestand (WIP). I: geringes Bestandsniveau II: Übergangsbereich III: hohes Bestandsniveau Arbeit Zugang Arbeit Arbeit Abgang Zeit a) typische Betriebszustände an einem Arbeitssystem Bestandsniveau I II III Reichweite Zeit Zeit 4... B m (t) = BI min (1- (1- t ) 4 ) + BI min α 1 t. L m (t) = Lmax (1- (1- t ) 4 ) 4 Rm(t) = B m Lm Bestand b) Darstellung der Betriebszustände in Produktionskennlinien B m (t) L m (t) R m (t) mittlerer Bestand mittlere mittlere Reichweite BI min L max α 1 c) Approximationsgleichung zur Berechnung der Kennlinien Produktionskennlinien: Das Wirkmodell der Produktion t idealer Mindestbestand max. mögliche Streckfaktor Laufvariable (0 < t < 1) Seite 5

6 Das Beispiel zeigt das Durchlaufdiagramm eines Arbeitssystems (Arbeitsplatz oder Arbeitsplatzgruppe) mit starken Belastungsschwankungen Simulationsergebnis: Arbeitsinhalt [Std] Anzahl Aufträge * Bestand * Durchlaufzeit * Reichweite * Auftragszeit * ( ZAU) Standardabweich. ZAU * Mittelwerte - Std/BKT Std BKT BKT Std Std 25 19,9 277,8 13,7 13,8 48,7 40,6 Zugang Abgang 400 Bestand Zeit [BKT] Durchlaufdiagramm eines Beispielarbeitssystems Seite 6

7 Durchlaufzeitschwankungen und schlechte Termineinhaltung sind Ergebnisse z.b. von: 1. Schwankenden Losgrößen, 2. schwankenden Arbeitsinhalten & 3. Reihenfolgevertauschungen. Die Betriebskennlinien hohe Termineinhaltung Hinweis: Selbst wenn die DLZ n zu 100% eingehalten werden, sind Terminabweichungen & schlechte Termineinhaltung nicht zu vermeiden. geringe Durchlaufzeit Durchlaufzeit Termineinhaltung Bestand (WIP) hohe / Auslastung geringer Bestand Teilziele unterstützen sich Teilziele konkurrieren Das Dilemma der Ablaufsteuerung Seite 7

8 Es ist nicht möglich, alle Optima gleichzeitig zu erreichen! Die Betriebskennlinien hohe Termineinhaltung Welches ist Ihr wichtigstes Ziel? geringe Durchlaufzeit Durchlaufzeit Termineinhaltung Bestand (WIP) hohe / Auslastung geringer Bestand Teilziele unterstützen sich Teilziele konkurrieren Das Dilemma der Ablaufsteuerung Seite 8

9 Alle diese Faktoren beeinflussen die Erreichung der angestrebten Ziele! Ideale skennlinie Approximierte skennlinien maximal mögliche idealer Mindestbestand Überlappungsgrad Streckfaktor Mittelwert und Streuung der Auftragszeiten Mindestübergangszeiten Parameter mit elementarer Bedeutung Kapazität je Arbeitssystem kapazitätsmindernde Störungen sgrad Anzahl Arbeitssysteme Losgröße Einzelzeit Rüstzeit Transportzeit sonstige Mindestübergangszeiten Belastungsstreuung Kapazitätsflexibilität Flexibilität der Bestandszuordnung Parameter mit empirischer Bedeutung Die Parameter der berechneten Produktionskennlinien Seite 9

10 Die Ausgangssituation. Bitte beachten Sie die gegenwärtigen Kennzahlen. mittlere [Std / BKT] 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 Anzahl Aufträge * Bestand * Durchlaufzeit * Reichweite * Auftragszeit * ( ZAU) Standardabweich. ZAU * Mittelwerte - Std/BKT Std BKT BKT Std Std 25 19,9 277,8 13,7 13,8 48,7 40,6 Betriebspunkt Ist Reichweite 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 Reichweite [BKT] 0, mittlerer Bestand [Std] Wie können & DLZ optimiert werden? 400 0,0 Seite 10

11 Maßnahmen zur Verbesserung (Reduktion der Durchlaufzeit, Reduktion des WIP-Bestands & Steigerung der Produktivität): Durchlaufzeit Fabrikplanung Technologie Disposition Fertigungssteuerung DLP 1: Bestandsorientierte Auftragsfreigabe & verhindern von Vertauschungen ELP 2: Kleinere Losgrößen & harmonisierte Arbeitsinhalte ELP 3: Minimierte Rüstzeiten & neue Technologien Durchlaufzeit Erschließung logistischer Potenziale ELP Durchsetzung logistischer Potenziale DLP Plan 3 Plan 2 Plan 1 Ist Bestand Maßnahmen zur schrittweisen Reduktion der DLZ Seite 11

12 Umsetzung: Schritt 1 (zur Erreichung Betriebspunkt Plan 1) Schritt 1: Bestandsorientiere Auftragsfreigabe & Verhindern von Reihefolgevertauschungen 25,0 25,0 mittlere [Std / BKT] 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 Betriebspunkt Plan 1 Betriebspunkt Ist Reichweite Hinweis: Die DLZ kann deutlich reduziert werden, die sausbeute ist nicht beeinflusst. 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 Reichweite [BKT] mittlerer Bestand [Std] 400 Durchsetzung logistischer Potenziale! Seite 12

13 Betrachtung der Auswirkung von reduzierten Losgrößen Ideale skennlinie Approximierte skennlinien maximal mögliche idealer Mindestbestand Überlappungsgrad Streckfaktor Mittelwert und Streuung der Auftragszeiten Mindestübergangszeiten Parameter mit elementarer Bedeutung Kapazität je Arbeitssystem kapazitätsmindernde Störungen sgrad Anzahl Arbeitssysteme Losgröße Einzelzeit Rüstzeit Transportzeit sonstige Mindestübergangszeiten Belastungsstreuung Kapazitätsflexibilität Flexibilität der Bestandszuordnung Parameter mit empirischer Bedeutung Im Fokus: Die Losgröße & harmonisierte Arbeitsinhalte Seite 13

14 Umsetzung: Schritt 2 (zur Erreichung Betriebspunkt Plan 2) Plan 2: Reduktion der Losgrößen & Harmonisierung der Arbeitsinhalte 25,0 25,0 mittlere [Std / BKT] 20,0 15,0 10,0 5,0 Betriebspunkt Plan 2 Betriebspunkt Plan 1 Betriebspunkt Ist Reichweite Hinweis: Die DLZ kann ohne seinbußen weiter reduziert werden. Beachten Sie den steileren Verlauf der skurve. 20,0 15,0 10,0 5,0 Reichweite [BKT] 0, mittlerer Bestand [Std] Erschließung logistischer Potenziale! 400 0,0 Seite 14

15 Das Beispiel zeigt das Durchlaufdiagramm des bekannten Arbeitssystems, nachdem die Schritte 1 und 2 umgesetzt sind. Bitte beachten Sie die erreichten Ergebnisse (Kennzahlen). Arbeitsinhalt [Std] Die Ergebnisse der Reduktion der Losgrößen und der Harmonisierung der Arbeitsinhalte: Anzahl Aufträge * Bestand * Durchlaufzeit * Reichweite * Auftragszeit * ( ZAU) Standardabweich. ZAU * Mittelwerte - Std/BKT Std BKT BKT Std Std 25 20,0 80,4 3,2 3,8 23,5 17,2 vorher 25 19,9 277,8 13,7 13,8 48,7 40,6 Zugang Abgang 200 Bestand Zeit [BKT] Die Flexibilität kann deutlich gesteigert werden! Seite 15

16 Im Rahmen einer produktionslogistischen Analyse wird das Ressourcenportfolio erstellt. Je nach Lage ergeben sich individuelle Maßnahmenschwerpunkte, um Verbesserungen zu erreichen. Das Ressourcenportfolio (Auszug) / 70 Durchlaufzeitanteil / / / / / 80 Erschließung neuer logist. Potenziale Durchsetzung vorhandener logistischer Potenziale Unterlast Übergangsbereich Überlast Relativer Bestand Die Arbeitssysteme werden gemäß ihrer Bedeutung & der individuellen Maßnahmenansätze differenziert! Seite 16

17 Die Betriebskennlinie je Arbeitssystem erlaubt die sachliche Beurteilung des Ratiopotentials und ermöglich damit die Definition einer sachlichen, belastbaren Zielsetzung! Durchlaufzeit ZDL m,ist n, ZDL m,ist ZDL m,ziel n, ZDL m,ist n, ZDL m,ist Bei stabilen, eingeschwungenen Produktionsprozessen gilt: m ZDA k = 1 K,Ist AAP = (ZDL n) j j = 1 m ZDA m,ist K,Ziel = k = 1 j = 1 AAP (ZDL m,ziel n) j ZDL n, ZDL m,ist n m ZDA m AAP Ist Ziel m Mittlere Auftragsdurchlaufzeit Mittlere Durchlaufzeit (je Arbeitssystem) Anzahl abgearbeiteter Arbeitsvorgänge (je Arbeitssystem) im Bezugszeitraum Anzahl abgearbeiteter Aufträge (im Bezugszeitraum) Anzahl Arbeitssysteme Ist-Werte Ziel-Werte Quantifizierung der Ratio-Potenziale (Zielsetzung)! Seite 17

18 Mit der Betriebskennlinie wird der Betriebsbereich je Arbeitssystem (EP) festgelegt, um die Angestrebte Durchlaufzeit bei maximaler serbringung zu erreichen. Auslastung Auslastung % % Auftragsdurchlaufzeit (relativ) Bestandsreduzierung Soll Soll Soll Ist % relativer Bestand / Durchlaufzeit Auftragsdurchlaufzeit (relativ) (Bezug: Ist-Auftragsdurchlaufzeit) % 700 Relativer Bestand (Ziel-Wert) Logistische Konfiguration der AS zur Zielerreichung Seite 18

19 Das AS-Layout dient mit Hilfe der Legende in übersichtlicher Form dazu, die individuellen Zustände der Arbeitssysteme aufzuzeigen (und entsprechende Maßnahmen einzuleiten). Beispiel: Zelle Vorfertigung Überlauf Bestand Rückstand Vorleistung Potenzial ist vorhanden, Handlungsbedarf ist offensichtlich Seite 19

20 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Reduktion von Durchlaufzeiten Logistics Improvement Services - Dipl.-Ing. H. Jörg Wehn, CPIM Geschäftsführer, Friedberg Partner der GTT Gesellschaft für Technologie Transfer mbh Logistics Improvement Services Friedberg Taufsteinstraße 21 Tel.: Fax: info@lis-logistik.de Seite 20

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