Methoden zur Beherrschung der Durchlaufzeiten

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1 Methoden zur Beherrschung der Durchlaufzeiten MEng 7. Sitzung der AWF-AG Produktionslogistik Continental Teves AG, Rheinböllen,

2 hoch niedrig Wettbewerbsfaktoren im 21. Jahrhundert [Deloitte&Touche] relatives Potenzial niedrig hoch vorhandene Wettbewerbsstärken im Verhältnis zur strategischen Bedeutung Marktausrichtung Prozeßflexibilität After-sales Service Produkt-Innovation Engineering Qualität Lieferfristen Liefertreue Marketing & Vertrieb Wertschöpfung Technologische Führerschaft Preisführerschaft strategische Bedeutung im Verhältnis zu vorhandenen Wettbewerbsschwächen niedrig hoch relative strategische Bedeutung Logistik ist der Wettbewerbsfaktor im 21. Jahrhundert Bild 1

3 Mit der Bevorratungsstrategie ändert sich auch die Gewichtung der logistischen Zielgröße kundenauftragsanonym Bild 2 Lieferant Kunde Kundenauftrags- entkopplungsebene Bestand Auslastung Termintreue Durchlaufzeit Lieferzeit Liefertreue Servicegrad Bestand Auslastung Bestand kundenauftragsgetriggert Deliver Source Make Deliver Source

4 Differenzierung der Fabrikstruktur in Fertigungssegmente mit spezifischen Zielsetzungen [Brankamp] Masse Serie Sonder Versand Masse Fertigungslinie I Fertigungslinie II Fertigungslinie III Einzelmaschinen Montagelinie I Montagelinie II Montagelinie III Montagegr. 1 Montagegr. 2 Montagegr. 3 Montagepool Einzelmontage Lager Fertigwaren Versand Sonstige Querschnittbereiche Bestand Auslastung Termintreue Durchlaufzeit Bestand Auslastung Termintreue Durchlaufzeit Lager Montageteile Lager Rohmaterial Insel 1 Insel 2 Insel 3 Insel 4 Insel 5 Bild 3

5 Vier grundsätzliche Maßnahmenansätze sind einer Potenzialermittlung zu unterziehen [Siemens, ZLOG] Komplexitätsreduzierung (Reduzierung der Komplexität im Prozess) Modellwechsel (Verlagerung des Volumens auf andere Modelle) Prozessoptimierung (Optimierung der Prozesse durch Ausgestaltung der Informations-, Material- und Werteflüsse) Modelloptimierung (Optimierung innerhalb eines Modells durch Veränderung der Parameter) Potenzial in Prozesskosten und Kapitalbindungskosten Bestände Bild 4

6 Die Supply Chain Prozessgestaltung verläuft für alle Kernprozesse nach der gleichen Vorgehensweise [Siemens] Komplexitätsreduzierung Prozessoptimierung Modelleinstellung DELIVER Make or Buy Analyse Kriterium Ausprägung Kosten MAKE Teilesatzbildung Teilesatz Losgröße SOURCE PLAN...durch strukturelle Maßnahmen: Typen- & Teilereduzierung Reduzierung Lieferantenanzahl Make or Buy Outsourcing Modellzuordnung (Teile & Lieferanten)...durch Gestaltungsmaßnahmen: Optimale Modellausprägungen Informationssysteme & -medien Prinzipien und Regeln für Info-, Material- & Wertefluss Auswahl von Verfahren zur Planung und Steuerung...durch Einstellung von Regellogik & Stellgrößen Optimierung von Parametern Positionierung im logistischen Zielsystem Bild 5

7 Übersicht über alternative Beschaffungsmodelle [Siemens] Lieferant Abnehmer Warenbereitstellung Vorratsbeschaffung Lieferant Lieferung auf Bestellung Warenannahme Lager Fertigung Lieferung Konsignationskonzept Lieferant Bereitstellung in ein Konsignationslager Konsignationslager Fertigung Vertragslagerkonzept Lieferant Lieferung auf Abruf Vertragslager Puffer- Lager Fertigung Standartteilemanagement Lieferant Bereitstellung in verbrauchsnahem Pufferlager Puffer- Lager Fertigung Einzelbeschaffung Lieferant (Fertigung &) Lieferung auf Auftrag Warenbereitstellung Warenannahme Puffer- Lager Fertigung Lieferung Synchron. Prod. prozesse Lieferant (Fertigung &) Lieferung auf automatischen Auftragimpuls Fertigung Eigentumsübergang Bild 6

8 Durch e-procurement Lösungen können die Bestellabwicklungskosten entfallen [Siemens] Lieferant Bestandserfassung mittels WebCam durch den Lieferanten Abnehmer Disposition Artikel Menge Termin Entnahmemeldung mittels Scanner (Direktanbindung in das Lieferanten-Dispo-System) Maximal- Bestand Minimal- Bestand Bestand Bedarfserfassung Entnahmemeldung mittels Fax Bild 7

9 Verteilung der Durchlaufzeit pro Arbeitsvorgang am Beispiel einer Drehmaschinengruppe 15 % A 7% Mittelwert 13,5Tage A Eilaufträge höchste Priorität dringender Bedarf Terminverzug Häufig keit 10 B 38% C 40% D 15% B Normalaufträge sicherer Bedarf in nächster Zukunft C Unwichtige Aufträge 5 vorzeitig gestartet Bedarf reduziert Termin verschoben D Liegengebliebene Aufträge Tage 30 >30 Durchlaufzeit völlig unklarer Bedarf Bodensatz im Bestand Bild 8

10 Durchlaufzeitanteile und Durchlaufelement Fertigungsauftrag I Fertigungsauftrag II Durchlaufzeit (Produktionsauftrag) Montageauftrag Durchlaufzeit (Fertigungsauftrag) a) Durchlaufplan eines Produktionsauftrages AVG1 AVG2 AVG3 AVG4 AVG : Arbeitsvorgang Liegen nach Bearbeitung Transport Liegen vor Bearbeitung Rüsten Bearbeiten AVG3 TBEV TRA : Bearbeitungsende Vorgänger : Rüstanfang TBEV ZUE ZDL TRA ZDF TBE Zeit TBE : Bearbeitungsende ZDL = TBE - TBEV : Durchlaufzeit ZUE = TRA - TBEV : Übergangszeit ZDF = TBE - TRA : Durchführungszeit b) arbeitsvorgangsbezogenes Durchlaufelement Bild 9

11 Aufteilung des Arbeitsvorgangs-Durchlaufzeit in einem Betrieb der metallverarbeitenden Industrie [Stommel/Kunz] Untersuchungsbasis: Einzel- und Kleinserienfertigung Werkstättenprinzip 32 Arbeitsplätze Arbeitsvorgänge 4 Monate Untersuchungszeitraum Kennwerte: Mittelwert Durchlaufzeit : 6,9 Tage/Arbeitsvorgang Standardabweichung Durchlaufzeit : 6,8 Tage Mittelwert Auftragszeit : 207,4 min (=3,5 Std) Durchlaufzeit 100% Bearbeitungszeit einschl. Rüstzeit 10% Transportzeit Kontrollzeit 2% 3% Liegezeit 85% arbeitsablaufbedingte Liegezeit Lagerungszeit störungsbedingte Liegezeit durch den Menschen bedingte Liegezeit 75% 5% 3% 2% Bild 10

12 Verfahren zur Plan-Auftragsdurchlaufzeitermittlung Plan-Durchlaufzeit(Auftrag) ZDA ZDAm ZDA = ZDA m mittlere Auftragsdurchlaufzeit ZDL1,m ZDL2,m ZDL3,m ZDL4,m ZDA = ZDL i,m Summe der mittleren Arbeitsvorgangsdurchlaufzeiten ZUEc ZDFi ZDA = ZUE c + ZDF i Summe der Durchführungszeiten + pauschale Übergangszeit c ZDF1 c ZDF2 c ZDF3 c ZDF4 ZUE1+ZDF1 ZUE2+ZDF2 ZUE3+ZDF3 ZUE4+ZDF4 ZDA = c ZDF i Vielfaches der kumulierten Durchführungszeit ZDA = (ZUE i + ZDF) i Summe aus Durchführungszeiten und arbeitsplatzbezogenen Übergangszeiten ZDFi : Durchführungszeit ZUEi : Übergangszeit n : Anzahl Arbeitsvorgänge Bild 11

13 Technische und organisatorische Ansätze zur Durchlaufzeitverkürzung in der Fertigung Prozess umrüstfreie Verfahren Standardisierung Automatisierung technologische Leistungssteigerung Verkürzung der Nebenzeiten flexible Verkettung automatische Handhabung Fertigungs- und Montageinseln flexible Fertigungszellen Komplettbearbeitung Rüstzeit Bearbeitungszeit Liegen Transport Liegen vor Bearbeiten Rüstzeitvorbereitung überlappte Fertigung On-line- Rückmeldung Transport- Steuerung Fertigungs- Steuerung Training Losgrößenharmonisierung Beleglose Steuerung Kommissionier- Organisation Auftragsbildung Organisation Bild 12

14 Modell der Fertigungssteuerung [Lödding] Auftragsfreigabe Ist-Zugang Plan-Zugang Bestand Bestand Durchlaufzeit Auslastung Kapazitätssteuerung Ist-Abgang Rückstand Plan-Abgang Auftragserzeugung Termintreue Reihenfolgebildung Ist- Reihenfolge Reihenfolgeabweichung Plan- Reihenfolge Aufgabe Stellgröße Regelgröße Zielgröße Differenz Wirkrichtung Bild 13

15 Erstes produktionslogistisches Grundgesetz [Nyhuis] hohes Bestandsniveau niedriges Bestandsniveau Arbeit mittlere Belastung = mittlere Leistung Arbeit mittlere Belastung = mittlere Leistung mittlere Leistung mittlere Leistung Zeit Zeit Belastung und Leistung müssen an einem Arbeitssystem langfristig im Gleichgewicht stehen Bild 14

16 Normierte Kapazitätshüllkurven [Breithaupt] Kapazitätshüllkurve relative Kapazitätsfläche zusätzlicher Kapazität [%. BKT] Kapazitätshüllkurve v erä nderter relativer Kapazitätsbetrag [ % ] TR TKAPrel Reaktionszeit [BKT] relative Kapazitätsfläche verminderter Kapazität [%. BKT] TINSTmin TKAPrel FKAPmin,rel 5 10 Mindestinstallationszeit [BKT] a) Reaktionszeiten für veränderte relative Kapazitätsbeträge b) Mindestinstallationszeiten für veränderte relative Kapazitätsbeträge TKAP rel TR : : veränderter relativer Kapazitätsbetrag [%] Reaktionszeit [BKT] TINSTmin : FKAPmin,rel : : BKT Mindestinstallationszeit [BKT] relativer Mindestfläche veränderter Kapazität [%. BKT] Betriebskalendertag Bild 15

17 Überlappung von Aufträgen Los-Durchlaufzeit A t a,a = X t e,a Teillose Liegen t r,a Liegen Transport Arbeitsplatz A Liegen Transport Liegen Transport Liegen Liegen Arbeitsplatz B Liegen t r,b Liegen Transport t a,b = X t e,b Überlappungszeit Los-Durchlaufzeit B überlappende Los-Durchlaufzeit A + B t e = t a = Zeit je Einheit Ausführungszeit t r X = = Rüstzeit Losgröße Bild 16

18 Splittung von Arbeitsvorgängen Arbeitsplatz N Los-Durchführungszeit ohne Split Liegen t r,n t a,n =X t e,n Teillose a) ungesplitteter Durchlauf Durchführungszeit Split 1 Liegen t r,n t a,n =X/3 t e,n Arbeitsplatz N Split 1 Durchführungszeit Split 2 Arbeitsplatz M Liegen t r,m t a2m =X/3 t e,m Split 2 b) gesplitteter Durchlauf Durchführungszeit Split 3 Arbeitsplatz P Liegen t r,p ta,p =X/3 te,p Split 3 Los-Durchführungszeit mit Split Bild 17

19 Mathematischer Zusammenhang zwischen Durchlaufzeitgrößen in den Produktionskennlinien Betriebspunkt Leistung Leistung [Std /BKT] Durchlaufzeitgröße n [BKT] Reichweite Durchlaufzeit ZDF m * ZDF v 2 ZDF m R m = B m L m ZDL m = 2 R m -ZDF m * ZDF v ZUE m = ZDL m -ZDF m Übergangszeit R m ZDL m ZUE m Bestand [Std] R m ZDL m ZUE m : : : mittlere Reichweite mittlere Durchlaufzeit mittlere Übergangszeit ZDF m : ZDF v : mittlere Durchführungszeit Variationskoeffizient der Durchlaufzeit B m : L m : mittlere Bestand mittlere Leistung Bild 18

20 Kennlinien der Durchlaufzeit bei unterschiedlichen Reihenfolgeregeln LOZ Durchlaufzeitkennlinien für die Prioritätsregeln: FIFO : First In - First Out SCHLUPF : größter Verzug Reichweite FIFO, SCHLUPF Durchlaufzeit / Reichweite KOZ LOZ : : Kürzeste OperationsZeit Längste OparationsZeit Durchlaufzeitkennlinien KOZ Bestand Bild 19

21 Stufen zur Absenkung von Durchlaufzeit und Bestand in der Produktion Fabrikplanung und Fertigungstechnologie Disposition Fertigungssteuerung Leistung Reichweite Erschließung logistischer Potentiale Durchsetzung logistischer Potentiale Soll 3 Soll 2 Soll 1 Ist Bestand Bild 20

22 Potenzial zur Durchlaufzeitreduzierung in der Produktion (Praxisbeispiel) Hauptmaterialfluss von Standardteilen Ist-Durchlauf Kantieren 2 11,53 ASS Fertigmeldung Lagerzugang Pressen 37,75 ASS 24,13 ASS 17,87 ASS 34,60 ASS 29,87 ASS Kantieren 1 Pressen Kantieren 1 Schleifen Lackieren Schlichten 155,75 ASS Kantieren 2 Ziel-Durchlauf 3,66 ASS Schleifen 28,67 ASS* 19,53 ASS** 5,86 ASS 5,53 ASS 7,41 ASS Lackieren Schlichten Lagerzugang 70,66 ASS Durchlaufzeit Die Durchlaufzeit der Standardteile im Hauptmaterialfluss kann um ca. 50% der Arbeitssystemstunden gesenkt werden. Die Reduzierung entspricht einer Durchlaufzeitsenkung von 16,3 BKT auf ca. 7,5 BKT. * Inklusive von ca. 3 Arbeitstagen in der ** Unter der Annahme von ASS : Arbeitssystemstunde Furnierabteilung L m(kantieren 1) = 1. Bild 21