Produktionsplanung und Pufferbildung bei Werkstattfertigung

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1 Dr. Angela Müller Produktionsplanung und Pufferbildung bei Werkstattfertigung TECHMISCHE HOCHSCHULE DARMSTADT Gos.üm tb i b I io t he k G G t (i e b 3 vv i r t s c h u t f s I e h r 9 AbStc!l-! ; r. Sachgebiete:. \.fircs GABLER

2 Inhaltsverzeichnis EINFÜHRUNG 1 A. Abgrenzung des Pufferbegriffs 2 B. Zielsetzung 4 C. Untersuchungsgegenstand 7 D. Vorgehensweise 9 Erster Teil: DIE KURZFRISTIGE PRODUKTIONSPLANUNG BEI WERKSTATTFER- TIGUNG 15 A. Abgrenzung des Untersuchungsgegenstands 15 I. Zeitliche Abgrenzung Kurzfristige Produktionsplanung versus längerfristige Unternehmungsplanung Produktionsplanung versus Steuerung 19 II. Funktionale Abgrenzung 22 III. Schnittstellen 24 B. Grundkonzeption des Planungsprozesses 29 I. Das Entscheidungsproblem bei der kurzfristigen Produktionsplanung 29 II. Interdependenzproblematik 35 III. Grundlegende Charakteristiken des Planungsprozesses Informationsgewinnungsaktivitäten 43

3 1.1. Die Unsicherheit bei der kurzfristigen Produktionsplanung Aktuelle Informationen als Planungsgrundlage Informationsverarbeitungsaktivitäten Rollende Planung Aggregierte Planung Begriffsbestimmung Aggregation und Reduktion von Entscheidungsproblemen Einsatzbereiche aggregierter Planung Aggregationsmöglichkeiten Einfluß längerfristiger Maßnahmen auf die aggregierte Planung Die Bildung isolierter Teilpläne Probleme bei der Abgrenzung von Teilplänen Einfluß längerfristiger Maßnahmen auf die Teilplanbildung 76 C. Übersicht über die Planungsphasen 79 I. Die erste Planungsphase Phasenbeschreibung Berücksichtigung von Interdependenzen 87 II. Die zweite Planungsphase Phasenbeschreibung Berücksichtigung von Interdependenzen 92 III. Die dritte Planungsphase Phasenbeschreibung Berücksichtigung von Interdependenzen 96

4 XI Zweiter Teil DIE BEDEUTUNG VON PUFFERN 98 A. Behandlung von Puffern in der Literatur 99 I. Behandlung materieller Puffer 101 II. Behandlung von Kapazitätsreserven 104 III. Behandlung von Pufferzeiten 105 B. Einsatz von Puffern 107 I. Puffer als Mittel zur Planrealisierung 107 II. Puffer zum Ausgleich von Planungsmängeln Puffer bei Mängeln in der Informationsgegewinnung Puffer bei Mängeln in der Informationsverarbeitung Puffer bei der Segmentierung Puffer bei der Strukturierung 117 C. Die Ausgestaltung von Puffern 121 I. Einführende Betrachtungen 121 II. Die "optimale" Puffergröße 123 III. Pufferarten Puffer bei Lagerbeständen Pufferzeiten Kapazitätsreserven 137 IV. Alternativen bei der Ausgestaltung von Puffern Puffereinsatz zur Reduzierung von Interdependenzen 142

5 XII 2. Substitution von Pufferarten Pufferarten in verschiedenen Planungsverfahren 145 V. Puffer bei der Steuerung 149 VI. Bestimmung des Pufferbedarfs 155 Dritter Teil: PLANUNGSVERFAHREN IM RAHMEN DER KURZFRISTIGEN PRODUK- TIONSPLANUNG 159 A. Die Festlegung des Produktionsprogramms 160 I. Kunden- und marktorientierte Fertigung 163 II. Planungsalternativen Strukturierung bei der Programmplanung Das Aggregationsproblem bei der Programmplannung Statische oder dynamische Programmplanung Ein- oder mehrstufige Planung Segmentierung bei der Programmplanung Handlungsorientierte Segmentierung Ermittlung des Sekundärbedarfs Reduzierung von Durchlaufzeiten durch Lagerfertigung Produktorientierte Segmentierung Planungsalternativen bei der produktorientierten Segmentierung Darstellung und Beurteilung von Entscheidungsregeln anhand der Untersuchungen von Günther 202 III. Gründe für den Verzicht auf Programmplanung 208

6 XIII B. Die Festlegung der Fertigungsaufträge 212 I. Die Losgrößenplanung Strukturierung bei der Losgrößenplanung Segmentierung bei der Losgrößenplanung Isolierte Losgrößenplanung Verfahren zur (ausschließlichen) Berücksichtigung von Ressourceninterdependenzen Berücksichtigung von innerbetrieblichen Leistungsverflechtungen 227 II. Die Durchlaufterminierung Aggregationsmöglichkeiten bei der Durchlaufterminierung Die Durchlaufterminierung einzelner Fertigungsaufträge Vernetzung von Aufträgen Horizontale Vernetzung von Aufträgen Vertikale Vernetzung von Aufträgen 244 C. Die Kapazitätsterminierung 247 I. Aggregationsmöglichkeiten bei der Kapazitätsterminierung 248 II. Alternativen bei der Kapazitätsterminierung Die Grobterminierung Vernachlässigung von Ressourceninterdependenzen bei der Belastungsübersicht Berücksichtigung von Ressourceninterdependenzen Prioritätsregelorientierte Einplanung Belastungsorientierte Einplanung Die Feinterminierung Generelle Vorgehensweise Der Einsatz von Prioritätsregeln 273

7 XIV Vierter Teil: DIE BESTIMMUNG DES PUFFERBEDARFS BEI DER KURZFRISTIGEN PRODUKTIONSPLANUNG 279 A. Puffer in den einzelnen Planungsphasen 279 I. Pufferarten bei der Programmplanung Puffer zum Ausgleich von "Aggregationsfehlern" bei der Programmplanung Puffer zur Reduzierung von Interdependenzen Möglichkeiten zur Bildung von Kapazitätsreserven Bereitstellung von Zusatzkapazitäten Puffer durch zeitliche Anpassung Puffer durch Fremdvergabe oder Fremdbezug Möglichkeiten zur Bildung von Zwischenproduktpuffern Alternativen bei der Auswahl der Pufferart und ihre Beurteilung Maßnahmen zur Unterstützung der Pufferbildung. 302 II. Puffer bei der Losgrößenplanung Bildung von Kapazitätsreserven bei der Berücksichtigung von Ressourceninterdependenzen Pufferbildung bei isolierter Losgrößenplanung Nichteinhaltung übergeordneter Restriktionen 315 III. Puffer bei der Durchlaufterminierung 317 IV. Puffer bei der Kapazitätsterminierung 323

8 XV B. Die Abschätzung des notwendigen Pufferbedarfs 3 30 I. Besondere Probleme bei der Abschätzung des Pufferbedarfs 333 II. Überblick über Abschätzungsmöglichkeiten des Pufferbedarfs 336 III. Fortschreibung von Vergangenheitsdaten 341 IV. Abschätzung durch Simulation Einführende Begriffsabgrenzung Abbildungsgenauigkeit von Simulationsmodellen im Rahmen der Produktionsplanung Einsatz von Simulationsmodellen bei der Produktionsplanung und -Steuerung Simulation als Mittel zur Erhöhung der Realisierbarkeit von Produktionsplänen Bestimmung des Pufferbedarfs durch Simulation 354 C. Simulationsstudie 357 I. Darstellung des Simulationsmodells Einführende Beschreibung der Modellkonzeption Modellkomponenten Exogene Variablen Parameter Planzeitraumparameter Parameter zur auftragsorientierten Steuerung Parameter zur lagerorientierten Steuerung Parameter zur Maschinenbelegung Statusvariablen und endogene Variablen 379

9 XVI 3. Algorithmus 381 II. Untersuchungsdesign Produktstruktur Auftragsspektrum 392 III. Ergebnisse Parametervariation Einführende Betrachtungen Einzelergebnisse Festlegung der Planzeitraumparameter Festlegung der Parameter zur Auftragssteuerung Festlegung der Parameter zur Lagersteuerung Festlegung der Parameter zur Maschinenbelegung Auftragsorientierte Produktion Einführende Betrachtungen Allgemeine Ergebnisse Einzelergebnisse Lagerorientierte Produktion Einführende Betrachtungen Allgemeine Ergebnisse Ergebnisse der gesamtbedarfsorientierten Lagersteuerung Ergebnisse der bearbeitungsorientierten Lagersteuerung "Gemischte Produktion" Einführende Betrachtungen Einzelergebnisse Längerfristige Maßnahmen zur Sicherung der Termineinhaltung 440

10 XVII SCHLUSSBEMERKUNG 445 ANHANG 448 VERZEICHNIS DER ABBILDUNGEN UND ÜBERSICHTEN 449 LITERATURVERZEICHNIS 451 ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS 485