Aufgaben PSK 5.2 Produktions-, Mengen-, Termin- und Kapazitätsplanung / H.Wolf

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1 Aufgaben PSK 5.2 Produktions-, Mengen-, Termin- und Kapazitätsplanung / H.Wolf Aufgabe 1 Eine Schubstange für den Standarddruckluftverdichter wird bisher zu einem Preis von 16,25 pro Stück in Losgrößen von 800 Stück pro Monat zugekauft. Nachdem in Ihrer Fertigung durch die Optimierung der Abläufe der Nutzungsgrad der Zerspanungsmaschinen gesunken ist, überlegt die Geschäftsleitung, die Schubstange wieder selbst fertigen zu lassen. a) Begründen Sie rechnerisch nachvollziehbar eine Empfehlung für die Geschäftsleitung. (4 Punkte) Fertigungsmaterial pro Stück 3,75 Fertigungszeit/Stück 5,7 min Maschinenstundensatz 34,00 Fertigungslohnkosten pro Stunde 17,50 Die Fixkosten in diesem Bereich betragen /Monat b) Stellen Sie fünf Gesichtspunkte dar, die außer den Kosten bei der Entscheidung Eigenfertigung - Fremdbezug" zu berücksichtigen sind. (5 Punkte) Aufgabe 2 Aufgabe 3 Ein Unternehmer hat in seinem Lager bei einem Artikel einen Meldebestand von 220 Stück vorgesehen. Der Verbrauch beträgt 80 Stück/Woche und der Sicherheitsbestand liegt bei 60 Stück. Welche Lieferzeit (= Wiederbeschaffungszeit) muss der Unternehmer vom Lieferanten fordern?

2 Aufgabe 4 Herr Müller und Herr Meier sind Mitarbeiter der FOSBOS AG. Herr Müller ist Lagerleiter und Herr Meier Leiter des Einkaufs. Beide sind in ein Streitgespräch verwickelt. Lautstark gibt Herr Meier kund, er wolle gleich den jährlichen Bedarf von Stück des Modells MB10X auf einmal bestellen. Schließlich belaufen sich die Bezugskosten auf 50,00 pro Lieferung unabhängig von der bestellten Menge. Herr Müller hingegen ist der Meinung, man soll gerade so viel bestellen wie gerade benötigt wird. Jedes Produkt verursacht schließlich 0,40 Lagerkosten. Anzahl der Bestellungen Bestellmenge Bezugskosten Durchschnittlicher Lagerbestand Lagerhaltungskosten gesamt Summe der Bezugsund Lagerkosten Aufgabe 5 Errechnen Sie für die Fallsituation 2 die optimale Bestellmenge und die Bestellhäufigkeit: Daten für den Artikel KA20X: Jahresbedarf: 500 Stück Bestellkosten je Bestellvorgang: 50,00 Lagerhaltungskostensatz pro Jahr in % des zum Bezugspreis bewerteten durchschnittlichen Lagerbestandes 15,00 % Bezugspreis je Stück: 50,00 Mindestbestand: 0 Stück

3 Aufgabe 6 Durch die zunehmende Typenvielfalt in der ALPHA GmbH werden für die jeweiligen Komponenten immer größere Sortimentsmengen benötigt. Bisher wurden die Teile des Sortiments nach Erfahrungswerten der Vorperiode in größeren Mengen beschafft. Dadurch sind erhebliche Lagerkosten entstanden. Sie schlagen nun die Optimierung des Bestellvorganges vor, um die Kosten in diesem Bereich zu senken. Folgende Daten liegen zugrunde: Jahresbedarf Preis Zinssatz für Lagerhaltung 15% Bestellkosten Stk. 8 /Stück 60 je Bestellvorgang a) Füllen Sie die dargestellte Tabelle aus b) Ermitteln Sie die optimale Bestellmenge anhand einer geeigneten Formel. Anzahl der Bestellungen Bestellmenge Bestellkosten Lagerhaltungskosten Gesamtkosten

4 Aufgabe 7 Sie sollen in Ihrer Abteilung für die Installation und Inbetriebnahme einer neuen Maschine einen Balkenplan erstellen. Nr. Bezeichnung Soll 1 Planung Installation Vorbereiten Fundament Vorbereitung Elektroinstall Installation Hydraulik 9 5 Montage der Maschine Abnahme der Maschine 15 7 Erstellen Abnahmeprotokoll 16 8 Schulung der Mitarbeiter Entsorgung Verpackung Aufgabe 8: Einem einfachen Fertigungserzeugnis liegt folgender Arbeitsplan zugrunde: a) Erstellen Sie für den Arbeitsplan eine Tabelle oder einen Netzplan, im dem Vorgänge als Pfeile, Start- und Endereignisse jeweils als Knoten (entsprechen den Nummern 1-12) dargestellt werden. Bestimmen Sie den frühesten Endzeitpunkt (FEZ) bzw. spätesten Endzeitpunkt (SEZ) eines jeden Vorganges. b) Führen Sie eine Vorwärts- und Rückwärtsterminierung durch. c) Bestimmen Sie den oder die kritischen Pfade. Vorgang Dauer (in Min.) Vorgang Dauer (in Min)

5 Aufgabe 9: Gegeben sei folgender einfacher Fertigungsablauf (Nummern 1-7 =Zustände eines Vorgangspfeilnetzplanes): Vorgang Dauer (in Min.) Maschine M M M M M M M5 Gleichzeitig sollen drei Aufträge abgewickelt werden: Auftrag III hat die höchste Priorität mit 20 Stück. Auftrag II hat die zweithöchste Priorität mit 10 Stück. Auftrag I hat die unterste Priorität mit 10 Stück. Vereinfachend ist anzunehmen, dass eine Maschine nur das gesamte Fertigungslos auf einmal bearbeiten kann, es ist also nicht möglich, dass der nächste Arbeitsgang bereits anfängt, ohne dass alle Teile (z. B. alle 20 Stück von Auftrag III) fertig sind. Immer nur die gesamte Menge kann an den nächsten Vorgang weitergereicht werden. Splitting ist nicht möglich. a) Erstellen Sie einen Netzplan als Vorgangspfeilnetzplan und geben Sie den kritischen Pfad an. b) Erstellen Sie einen Balkenplan aufgrund des Netzplanes c) Bestimmen Sie die Durchlaufzeiten für jeden Auftrag, indem Sie für jede Maschine einen Zeitbalken (Balkendiagramm) anlegen, der zeigt, mit welchem Auftrag und wie lange die Maschine mit einem bestimmten Auftrag belegt ist. Nutzen Sie dabei auch evtl. Kapazitätslücken, in denen die Maschine gerade nicht belegt ist, zur Verkürzung der Durchlaufzeit anderer Aufträge.

6 Aufgabe 10: Aufgrund eines Fehlers in der Produktionsplanung ist ein dringender Fertigungsauftrag mit einer Losgröße von 20 Schlauchpumpen versehentlich zu spät weitergeleitet worden. Sie als Meister sollen nun den Auftrag kurzfristig in die laufende Fertigung einfließen lassen. Die benötigten Arbeitsplätze 11, 12 und 13 sind zwar im Moment durch andere Aufträge belegt, können aber für diesen Auftrag kurzfristig genutzt werden. Da sie Arbeitsplätze direkt nebeneinanderstehen, können Transportzeiten vernachlässigt werden. Die angegebene Bearbeitungsreihenfolge ist einzuhalten. Die folgende Übersicht gibt die Stück- und Rüstzeiten auf den drei betroffenen Arbeitsplätzen an: Arbeitsgang Arbeitsplatz Rüstzeit in Minuten Stückzeit in Minuten 1 AP AP AP a) Stellen Sie die Belegungszeiten bei den überlappenden Arbeitsgängen an den drei Arbeitsplätzen mit einem Balkendiagramm (Gantt-Diagramm) dar und berechnen Sie den minimalen Zeitbedarf in Minuten bis zur Fertigstellung der kompletten Lose. b) Ermitteln Sie die Startzeit für das Rüsten am AP 12 für den Fall, dass an diesem Arbeitsplatz Stillstand durch fehlende Werkstückversorgung vermieden werden soll. Aufgabe 11 Zur Fertigung eines Prototyps der optoelektrischen Messeinrichtung müssen die folgenden sechs Teilaufträge - In der Auftragsreihenfolge 1 bis 6 und - In der technologischen Bearbeitungsreihenfolge: 1. Sägen, 2. Bohren In Ihrer Fertigung eingeplant werden: Auftrag Säge Bohren 1 12 h 10 h 2 8 h 12 h 3 4 h 6 h 4 10 h 14 h 5 5 h 14 h 6 9 h 8 h Als Fertigungsleiter werden Sie gefragt, nach wie vielen Tagen im Zweischichtbetrieb (je 8 Stunden) alle Teilaufträge erledigt sind. Stellen Sie den notwendigen Zeitbedarf in Form eines Fristenplanes / Balkendiagramms maßstäblich grafisch dar.

7 Aufgabe 12 Laut Fertigungsplanung sollen sechs Mitarbeiter einen Kundenauftrag für Kompressoren in zwölf Arbeitstagen mit einer täglichen Arbeitszeit von acht Stunden ausführen. Durch eine Lieferterminänderung soll der Auftrag schon in siebeneinhalb Arbeitstagen fertiggestellt werden Dazu werden zwei Mitarbeiter mehr eingesetzt als ursprünglich geplant. a) Ermitteln Sie, wie viele Überstunden täglich von jedem Mitarbeiter geleistet werden müssen, wenn der Termin gehalten werden soll. (3 Punkte) b) Berechnen Sie die prozentuale Produktivitätssteigerung für den Fall, dass der Auftrag in siebeneinhalb Tagen bei einer Arbeitszeit von achteinhalb Stunden pro Tag von acht Mitarbeitern erledigt wird. (4 Punkte) c) Nennen Sie drei Möglichkeiten, wie sich eine Produktivitätssteigerung bei der Kompressorenmontage erreichen lässt. (3 Punkte) Aufgabe 13 Im Rahmen der Montage der Baugruppe "Gleitringdichtung" soll die Vorgabezeit te ermittelt werden. a) Sie möchten dazu das MTM-Verfahren (Methods-Time-Measurement) anwenden. Beschreiben Sie Ihre Vorgehensweise. b) Erläutern Sie die Vorgehensweise zur Ermittlung der Verteilzeit tv mithilfe der MMA (Multimomentaufnahme). 4 Punkte 4 Punkte Aufgabe 14 Die Durchlaufzeit beschreibt die Zeitdauer, die sich bei der Produktion eines Produktes von Beginn bis zur Auslieferung ergibt. a) Erklären Sie die beiden Begriffe (4 Punkte) - Belegungszeit und - Übergangszeit. b) Nennen Sie vier mögliche Ursachen für Liegezeiten. (4 Punkte) Aufgabe 15 Sie beabsichtigen, die veralteten Fertigungs- und Montaqeabläufe mit dem Ziel der Durchlaufzeitverkürzung umzustellen. a) Nennen Sie drei Maßnahmen zur Erreichung dieses Zieles. 6 Punkte b) Erläutern Sie zwei Effekte der Durchlaufzeitverkürzung. 4 Punkte

8 Aufgabe 16 a) Ermitteln Sie die Auftragszeit für die Herstellung von 50 Hydraulikzylindern Tätigkeiten Zeichnung lesen, Maschine einstellen, Reinigen Zylinder einspannen und Maschine in Betrieb setzen Maschinenbearbeitungszeit ausspannen und ablegen Sollzeit 15 min 1 min/stück 14,3 min/stück 0,20 min/stück b) Es soll ein Zeitgrad von 120% berücksichtigt werden. Berechnen Sie die Auftragszeit. Aufgabe 17 Ermitteln Sie die Auftragszeit: Artikel 1: Artikel 2: t e1 = 3 Min. / Stk. t r1 = 50 Min / Los m 1 = Stk t e2 = 2 Min. / Stk. t r2 = 90 Min / Los M 2 = Stk Aufgabe 18 Für die Montage der Vakuumpumpe werden kurzfristig 100 Pumpendeckel benötigt. Zur Kapazitätsplanung benötigen Sie die Auftragszeit. Dafür stehen Ihnen folgende auftragsbezogenen Daten zur Verfügung: Der Verteilprozentsatz beträgt je 15 % (Rüstverteilzeit, sachliche und persönliche Verteilzeit). Erholungszeiten werden nicht gewährt. Ermitteln Sie die Auftragszeit für die Herstellung der 100 Pumpendeckel Tätigkeiten Auftrag und Zeichnung lesen, Maschine einstellen Werkstück einspannen und Maschine in Betrieb setzen Maschinenbearbeitungszeit ausspannen und ablegen Sollzeit 15,00 min 0,50 min/stück 1,25 min/stück 0,30 min/stück

9 Aufgabe 19 Bedingt durch die Änderung des Montageablaufprozesses sind für die Losgröße von 250 Stück Kurbelbetriebe die Herstellungskosten neu zu ermitteln. Es steht Ihnen hierfür eine innerbetriebliche Preisliste zur Verfügung, um die Materialkosten einschließlich der Materialgemeinkosten zu ermitteln. Die Auftragszeit wurde nach REFA ermittelt: lfd. Nr. Stück Benennung Einzelpreis in /Stück 1 1 Trapezring 1, Minutenring 1, Dachfasenring 2, Sprengring 0, Kolbenbolzen 6, Kolben 35, Pleuelstange (Oberteil) 25, Pleuelstange (Unterteil) 15, Sechskantschraube M12 x 1, , Pleuelstange-Schalensatz 5,35 Rüsten: Auftrag rüsten 4,5 min Arbeitsplatz rüsten 15 min Werkzeuge rüsten 12,5 min Rüsterholzeit 4% von t rg Rüstverteilzeit 13% von t rg Ausführungszeiten: Tätigkeitszeit 11,7 min Wartezeiten 1,7 min Erholungszeit abgegolten durch t w Die Lohnkosten betragen 17,50 Euro/Stunde bei Mengenteilung. Es ist ein Fertigungsgemeinkostenzuschlagsatz von 185% zu berücksichtigen. a) Ermitteln Sie die Materialkosten je Einheit (Kurbelbetrieb) b) Ermitteln Sie die Herstellungskosten für 250 Stück Kurbeltriebe und die Kosten je Einheit. Aufgabe 20 Die Globalisierung der Märkte, die Verlagerung der Fertigung in sogenannte "Billiglohnländer" führt in vielen Industriebetrieben zu erheblichem Kostendruck. Davon ist Ihre Firma als Zulieferbetrieb nicht ausgenommen. Stellen Sie mit je einem Beispiel aus Ihrem Tätigkeitsfeld konkret dar, ob "Aufgabenerweiterung" und "Aufgabenanreicherung" geeignete Organisationsformen sind, um dem Kostendruck zu begegnen. (8 Punkte) Beachten Sie bei Ihrer Ausarbeitung, dass nicht die Erklärung der Begriffe erwartet wird, sondern die Synergieeffekte, die sich aus dem Einsatz der Organisationsformen ergeben können.

10 Aufgabe 1 a) Fertigungsmaterial= 3,75 Fertigungslohnkosten = (5,70 min / 60) 17,50 /h = 1,66 MAK= (5,70 min / 60) 34,00 /h = 3,23 Summe variabler Kosten = 8,64 x BEP = kfix / (p kv) X BEP = 4600 / 16,25 8,64 = 604,47 = 605 Stk Empfehlung: Bei einem monatlichen Bedarf von 800 Schubstangen und einer kritischen Stückzahl von 605 Stück sollten die Schubstangen künftig wieder selbst gefertigt werden. oder Gesamtkostenvergleich b) Kapazitätsplanung der Zerspanungsmaschinen aufgrund des gesenkten Nutzungsgrades Ermittlung des erhöhten lnstandsetzungsbedarfes erhöhter Personalbedarf Möglichkeiten der Materialbeschaffung/Lagerung bestehende Lieferverträge Absatzplanung Aufgabe 2 lfd. Nr. Benennung Menge 1 T1 5 2 T T3 9 4 T4 10 Aufgabe 3 Lieferzeit = / 80 = 2 Wochen Aufgabe 4 Anzahl der Bestellungen Bestellmenge Bezugskosten Durchschnittlicher Lagerbestand Lagerhaltungskosten gesamt Summe der Bezugs und Lagerkosten , ,00 530, , ,00 340, , ,00 310, , ,00 320,00

11 Aufgabe 5 Aufgabe 6 Aufgabe 7

12 Aufgabe 8 Aufgabe 9 a) b) c)

13 Aufgabe 10 Aufgabe 11 Aufgabe 12 a) 6 Mitarbeiter 8 h/d 12 d = 576 h 576 h / 8 Mitarbeiter x 7,5h = 9,6 h Jeder Mitarbeiter müsste 1,6 h/d Überstunden leisten. b) 8 Mitarbeiter 8,5 h/d 7,5 d = 510 h 576 h h = 66 h Produktionssteigerung = 66 h x 100 / 510 h = 12,9 % c) Z.B.: Senken des Fehlleistungsaufwandes verbesserte Montagegestaltung optimale Materialbereitstellung Minimieren der Rüstzeit kürzere lnstandsetzungszeiten und Wartungsintervalle Aufgabe 13 a) Im ersten Schritt muss die Grundzeit tg ermittelt werden: - Zerlegung des Bewegungsablaufes in Bewegungselemente - In Abhängigkeit von zeitbestimmenden Einflussgrößen wird jedem Bewegungselement ein Zeitwert zugeordnet. - Die Summe der einzelnen Zeitwerte bildet die Grundzeit tg b) Festlegung von relevanten persönlichen und sachlichen Verteilzeitanteilen

14 - Bei zeitlich zufällig ausgewählten Betriebsrundgängen werden die Häufigkeiten der festgelegten Kriterien ermittelt. - Diese Daten werden statistisch ausgewertet und mit einer Aussagewahrscheinlichkeit von bis zu 95 % durch das Stichprobenverfahren abgesichert. - Die Summe aus den persönlichen und sachlichen Verteilzeitanteilen bildet dann den Verteilzeitprozentsatz Aufgabe 14 a) - Belegungszeit= Rüstzeit+ Bearbeitungszeit - Übergangszeit = Transportzeit + Liegezeit (4 Punkte) b) - ungeeignete Vorratshaltung am Arbeitsplatz - persönlich- oder erholungsbedingtes Unterbrechen der Tätigkeit durch den Menschen Energieausfall - Organisationsfehler (Nicht alle Einzelvorgänge lassen sich immer exakt planen.) - ungeeignetes Material Aufgabe 15 a) Für eine Durchlaufzeitverkürzung sind z. B. folgende Maßnahmen erforderlich: - Prozessschritte reduzieren oder zusammenfassen - Transportwege reduzieren - einheitliche Transportbehälter verwenden - Ausschuss reduzieren - Prozessstabilität erhöhen (Cpk-Regelung) - vorbeugende Instandhaltung einführen b) Eine Durchlaufzeitverkürzung kann z. B. folgende Vorteile bringen: - geringere Kosten durch optimierten Materialfluss bzw. reduzierten Ausschuss - höhere Maschinenverfügbarkeit durch geplante Instandhaltung - reduzierte Kapitalbindung durch kürzere Materialbereitstellung - erhöhte Kundenzufriedenheit durch schnellere Lieferfähigkeit Aufgabe 16 Siehe PowerPoint Aufgabe 15 a) T1 = 3 * T2 = 2 * Tges = = Min b) min *100 / 120 = ,33 min

15 Aufgabe 16 a) 790 min = ((14, ,2) * 50) + 15 b) Aufgabe 17 Aufgabe 18

16 Aufgabe 19 lfd. Nr. Stück Benennung Einzelpreis in /Stück Summe in 1 1 Trapezring 1,10 1, Minutenring 1,25 1, Dachfasenring 2,35 2, Sprengring 0,65 1, Kolbenbolzen 6,60 6, Kolben 35,00 35, Pleuelstange (Oberteil) 25,70 25, Pleuelstange (Unterteil) 15,00 15, Sechskantschraube M12 x 1, ,85 3, Pleuelstange-Schalensatz 5,35 5,35 Materialkosten je Einheit 97,35 b) Rüsten: Rüstgrundzeit Rüsterholzeit Rüstverteilzeit Rüstzeit t rg = 4,50 min + 15 min + 12,50 min = 32,00 min t rer = 4% von t rg = 0,04 x 32,00 min = 1,28 min t rv = 13% von t rg = 0,13 x 32 min = 4,16 min t r = t rg + t rer + trv = 32 min + 1,28 min + 4,16 min = 37,44 min Ausführungszeit: Grundzeit Ausführungszeit t g = t r + t w = 11,7 + 1,7 min = 13,40 min t a = m x t e = 250 x 13,40 min = 3350 min Auftragszeit: T = t + t = 37,44 min min = 3387,44 min = 56,5 h r a Materialkosten 250 x 97,35 = ,50 Fertigungslohnkosten 56,5 h x 17,50 /h = 988,00 Fertigungsgemeinkosten 1,85 x 988 = 1.827,80 Herstellungskosten des Loses ,30 Herstellungskosten je Einheit 108,61

17 Aufgabe 20 Den auf die Firma zukommenden Kostendruck infolge der Globalisierung der Märkte müssen die Geschäftsleitung und alle Führungskräfte mit effektiverer Arbeitsweise begegnen. Dazu sind auch die beiden Organisationsformen geeignet, durch Bündelung der Arbeitsprozesse (Aufgabenerweiterung) und durch Übertragung von Zuständigkeiten (Aufgabenanreicherung) Kostenreduktionen zu bewirken. In Beispielen aus der persönlichen Berufspraxis soll zum Ausdruck gebracht werden, auf welche Weise die Zusammenfassung von Arbeitsgängen und Arbeitsfolgen und die Übertragung von Verantwortung, Mitspracherecht und Kontrollbefugnisse die Fertigungskosten beeinflussen können. Z.B.: Zwei oder drei verschiedene Arbeitsgänge bei der Montage eines Teils, die von mehreren Mitarbeitern einzeln vorgenommen wurde, werden jetzt von nur einem Mitarbeiter durchgeführt, der auch die Qualitätskontrolle übernimmt.