Leitfaden zur Einführung von CONWIP -...

LeitfadenzurEinfhrungvon

CONWIP

Brckenschlagprogramm

EmbeddedConwip

FFG

FHO

FakulttfrManagementCampusSteyr

Wehrgrabengasse13

A4400Steyr

Erstelltvon: Dipl.Ing.(FH)KlausAltendorfer

Dipl.IngMartinDickbauer

Dipl.Ing.(FH)AlexanderHbl

Prof.(FH)Dr.HerbertJodlbauer

Dr.SonjaReitner

Steyr,Juni2010

Inhaltsverzeichnis 2

Inhaltsverzeichnis

INHALTSVERZEICHNIS.................................................................................................................2

ABKRZUNGSVERZEICHNIS/GLOSSAR.......................................................................................3

1 ZIELUNDAUFBAUDESLEITFADENS.............................................................................4

2 DIEPRODUKTIONSPLANUNGSMETHODECONWIP.......................................................5

2.1 GrundideevonCONWIP..............................................................................................5

2.2 Funktionsweise...........................................................................................................5

2.3 Parameter...................................................................................................................6

2.4 AuftragslistezumEinsatzvonCONWIP........................................................................8

2.5 DurchlaufzeitundUmlaufbestandbeiCONWIP.........................................................10

2.6 StrkenvonCONWIP.................................................................................................12

2.7 SchwchenvonCONWIP...........................................................................................12

3 ANWENDBARKEITVONCONWIPINDERPRAXIS........................................................14

3.1 KriterienkatalogfrdenEinsatzvonCONWIP...........................................................14

3.2 IntegrationvonCONWIPineinMRPIIKonzept.........................................................16

3.3 IntegrationderBeschaffunginCONWIP....................................................................17

4 PARAMETEREINSTELLUNGFRCONWIP...................................................................19

4.1 Umlaufbestandsgrenze.............................................................................................19

4.2 Vorgriffshorizont.......................................................................................................20

4.3 Kapazittstrigger.......................................................................................................23

4.4 EinlastregelAbarbeitungsregel................................................................................27

5 ERGNZENDETHEMEN..............................................................................................29

5.1 MehrereCONWIPKreislufe.....................................................................................29

5.2 UmsetzungvonCONWIPinSAPR/3..........................................................................37

5.3 EinbindungvonFremdbearbeitung...........................................................................42

6 LITERATURVERZEICHNIS............................................................................................45

Abkrzungsverzeichnis/Glossar 3

Abkrzungsverzeichnis/Glossar

ATP Availabletopromise

CONWIP Constantworkinprocess

DLZ Durchlaufzeit

KE Kapazittseinheiten

KVP kontinuierlicherVerbesserungprozess

KW Kalenderwoche

MPS Masterproductionschedule

MRPII Manufacturingresourcesplanning

MRP Materialrequirementplanning

MTO Maketoorder(Kundenproduktion)

MTS Maketostock(Lagerproduktion)

WAW Workaheadwindow(Vorgriffshorizont)

WIP Workinprocess(Umlaufbestand)

ZE Zeiteinheiten

ZielundAufbaudesLeitfadens 4

1 ZielundAufbaudesLeitfadens

UmdieZiele,dieinderlogistischenPositionierungeinesUnternehmensgesetztwerden,zuerrei

chen,istesnotwendig,dieProduktionsplanungundSteuerungbestmglichzugestalten.DasWis

senum verschiedenePPSSystemeundderenParameter ist frdieseZielsetzungunabdingbar.

DeshalbwirdindiesemLeitfadendienochnichtsehrweitverbreiteteProduktionssteuerungslogik

CONWIPvorgestellt.NebendergrundstzlichenFunktionsweiseunddennotwendigenParame

ternvonCONWIPgehtesindiesemLeitfadenvorallemumdiepraktischeUmsetzungdieserPro

duktionsplanungsmethode im Unternehmen. D. h. es wird konkret auf die Bestimmung der

CONWIPParametereingegangenundeswerdenauchzustzlicheThemenwiedieEinbindungvon

FremdbearbeitungoderdieUmsetzunginSAPR/3behandelt.

DerAufbaudesLeitfadensistfolgendermaengestaltet:

ImKapitel2gehtesumdieThemen

WasistCONWIP? WelcheParametermssenbeidiesemSteuerungssystemeingestelltwerden? WelcheStrkenundSchwchenhatdiesesSteuerungssystem?

Kapitel3behandeltdieAnwendbarkeitvonCONWIPinderPraxis,esgibtdorteinenKriterienkata

logfrdenEinsatzvonCONWIPundeswirddargestelltwiesichCONWIP ineinMRP IIKonzept

integrierenlsst.Kapitel4beschftigtsichmitderParametereinstellungunddendazunotwendi

genMethoden.

ImKapitel5werdennochzustzlicheThemen,diesichbeiderUmsetzungergebenknnen,auf

gegriffen.HierwerdenhilfreicheAnalysemethodenvorgestelltundeswirddargestellt,inwelchen

FllenmehrereCONWIPKreisevorteilhaft seinknnen.WeiterswirdaufeinemglicheEinbin

dungvonFremdbearbeitungeingegangenunddieUmsetzungvonCONWIP inSAPR/3 themati

siert.

Dieser Leitfaden ist imRahmendes Forschungsprojektes EmbeddedConwipentstanden.Das

ProjektwurdeimRahmeneinesBrckenschlagprogrammsvomFFGgefrdert.

DieProduktionsplanungsmethodeCONWIP 5

2 DieProduktionsplanungsmethodeCONWIP

DiesegrundlegendeBeschreibungwurdeaus[8]teilweisebernommenundadaptiert.

2.1 GrundideevonCONWIP

CONWIP istdieKurzformvonConstantWork inProcess.DieseProduktionssteuerungslogikzielt

daraufab,denUmlaufbestand inderFertigung zubeschrnken.EsdarfnurneueArbeit indie

Fertigung eingelastetwerden,wenn ein fertigerAuftrag die Fertigung verlsst.DerUmlaufbe

stand inder Fertigungwirddaher fr CONWIPnichtmit demMaterialwert angesetzt sondern

beziehtsichaufdenArbeitsinhalt.VorteildieserVorgehensweiseisteinerseits,dasseineberlas

tungderFertigungdurchungebremstesEinlastenvonFertigungsauftrgenvermiedenwirdund

andererseits,dassdurcheinenbeschrnktenUmlaufbestandauchdieDurchlaufzeitbeschrnkt

ist.EswirdalsoversuchtdurcheineKomplexittsreduktion inderProduktionsplanungaufeinfa

chemWegegutePlanungsergebnissezuerzielen.

DieCONWIPProduktionssteuerungslogikistvonSpearman/Woodruff/Hopp[26]1990alsWeiter

entwicklungvonKanbanvorgestelltworden. ImeuropischenUmfeld istdieseArtderProdukti

onsplanung noch relativ unbekannt, obwohl sich deren Einsatz in vielenAnwendungsfllen als

vorteilhafterweisenkann.

In einer Untersuchung von Jodlbauer/Huber [20]wird beispielsweise aufgezeigt, dass in einer

FliefertigungdurchdenEinsatzvonCONWIPeinehhereLiefertreuebeieinemgeringerenBe

stand imVergleichzuKanbanerreichtwerdenkann.DieErgebnissedesvon Jodlbauer/Gmainer

[19]vorgestelltenPPSPlanspiels lassenebenfallsdaraufschlieen,dassCONWIPeineVerbesse

runggegenberMRPoderKanbanbringenkann. IndiesemPlanspielwirddurchdieTeilnehmer

eineFertigungsliniemit5Maschinenbedient,wobeizurFertigungssteuerungMRP,Kanbanund

CONWIPmglichsind.BezogenaufdasZiel100%LiefertreuebeimglichstgeringemBestandzu

erreichenzeigtsichandenErgebnissen,dassCONWIPdieseAnforderungambestenerfllt.

2.2 Funktionsweise

AusgangspunktderProduktionsplanungmitCONWIPstellteineFertigungsauftragslistedar.Diese

kannentwederdirektausKundenauftrgenoderausLagerauftrgenbestehen,wobeineueAuf

trgebereinMPSSystem(MasterProductionSchedule),dasunabhngigvonderProduktions

steuerungslogikarbeitet,hinzugefgtwerden.AusgehendvondieserListewirddieProduktions

freigabefrdieFertigungdurchgefhrt.HierbeiwirddasMaterialfrdenerstenFertigungsschritt

freigegeben (sieheauchAbbildung1).FrdieProduktionsfreigabesinddiedreiParameterUm

laufbestandsgrenze,VorgriffshorizontunddieEinlastregelentscheidend(EinegenauereBeschrei

bungderParameterfolgt inAbschnitt2.3).MaterialdarfnurdannfrdieFertigungfreigegeben


werden,wenn durch den neu eingelasteten Fertigungsauftrag dieUmlaufbestandsgrenze nicht

berschrittenwirdundder freizugebendeFertigungsauftrag seinenPlanungsfreigabeterminbe

reits berschritten hat. Der Planungsfreigabetermin errechnet sich aus Zielterminminus Vor

griffshorizontunddefiniertden Zeitpunkt, abwann einAuftrag frdie Planung zurVerfgung

steht. Isteineindeutiger Engpass identifizierbar,wird inderRegelderUmlaufbestand aufden

ArbeitsinhaltdesEngpassesbezogen; inallenanderenFllenwirddieSummederVorgabezeiten

entlangdesFertigungspfadesherangezogen.Eswirdalso immerwenneinFertigungsauftragdie

Fertigungverlsstberprft,obnunwiederMaterial freigegebenwerdendarf (sieheAbbildung

1).Weiterswerdendie frdiePlanung freigegebenen FertigungsauftrgenachderEinlastregel

priorisiert. InnerhalbderFertigungwerdendieFertigungsauftrgenachdemPushPrinzipweiter

geschoben.

Abbildung1:FunktionsweiseCONWIP

2.3 Parameter

BeieinerCONWIPSteuerungknnenfolgendeEinstellparametervariiertwerden:

Umlaufbestandsgrenze

Vorgriffshorizont

Kapazittstrigger

Einlastregel

Abarbeitungsregel

DieUmlaufbestandsgrenze ist der Arbeitsinhalt, der sichmaximal in einem CONWIPKreislauf

befindendarf.DieseGrenzedarfaufkeinenFallberschrittenwerden,auchnicht,wenndieerste

ArbeitsstationzumStehenkommt.DieserParameteristsozuwhlen,dassdieaktuelleEngpass


maschineimmermitMaterialversorgtist.EineReduktionderUmlaufbestandsgrenzeziehtauto

matischeineReduktiondesUmlaufbestandesundeineReduktionderProduktionsdurchlaufzeit

nach sich.WirddieUmlaufbestandsgrenze zuweit reduziert,werden sowohldieAusbringungs

mengealsauchdieLiefertreuenegativbeeinflusst. InAbbildung1kannderUmlaufbestandso

wohlausderAuftragslistealsauchausdenBestandlistenvordenArbeitstationenabgelesenwer

den.BeiEinfhrungeinesCONWIPSystemskanndieUmlaufbestandsgrenzeehergrozgigein

gestelltwerdenundimZugeeinerkontinuierlichenVerbesserungstndigreduziertwerden.

DerVorgriffshorizontgibtan,wieweit indieZukunftAuftrgezurPlanungfreigegebenwerden.

Er stellt sicher,dass ineiner lnger andauernden absatzschwachenPeriodenichtunntig viele

AuftrgeindieFertigungeingelastetwerden.FrjedenFertigungsauftraglsstsichausdemTerm

ZielterminminusVorgriffshorizontderPlanungsfreigabeterminerrechnen.DasCONWIPgesteuer

teProduktionssystemreduziertalsoineinerlangandauerndenabsatzschwachenPeriodeautoma

tischdenUmlaufbestand,unddamitdieAusbringungsmengeaufdasNiveau,dasderMarktnach

fragt.EinVorgriffshorizont,derzugroeingestelltist,vergeudetdasPotentialderBestandsreduk

tioninauftragsschwachenZeiten.ImGegenzugkanneinzuknappeingestellterVorgriffshorizont

eineschlechteLiefertreueverursachen.InAbbildung1istbeidenFertigungsauftrgenimletzten

TeilderAuftragslistederPlanungsfreigabeterminnochnichterreicht,dahermussauchnochnicht

fralldieseAuftrgeRohmaterialvorhandensein.

AuchderVorgriffshorizontsolltezuBeginngrozgigausgelegtunddurchReduktion,wiebeim

Umlaufbestand,deroptimaleWertgefundenwerden.

DerKapazittstriggerhilftfrhzeitigzuerkennen,dassZusatzkapazitten inFormvonberstun

den,Zusatzschichten,LeasingarbeiternoderauchFremdbezugnotwendigsind,umweiterhineine

hoheLiefertreuesicherzustellen.DerKapazittstriggerbeschreibt jenenArbeitsinhalt,der inner

halb eines festgelegten Zeitraums (Kapazittsplanungshorizont) maximal abgearbeitet werden

kann.WirddieserWertberschritten,sosindZusatzkapazittenbereitzustellen.DerKapazitts

planungshorizont istunabhngigvomVorgriffshorizont zudefinierenundorientiert sichander

Vorlaufzeitdienotwendigist,umz.B.eingeeignetesSchichtmodellfestzulegen.

EinzukleineingestellterKapazittstriggerneigtzurBereitstellungvonZusatzkapazitten,obwohl

esnichtnotwendigwre.EinzugroeingestellterKapazittstriggerwirdzusptoderberhaupt

nichtdenBedarfanZusatzkapazittenmelden.AlsNherungfrdenKapazittstriggerkannder

durchschnittlicheDurchsatzmultipliziertmitdemKapazittsplanungshorizontangesetztwerden.

Zustzlich zurErkennungvondrohenderberlastungkannaucheinenahendeUnterauslastung

desPersonalsdurchdenKapazittstriggerermitteltwerden.LiegtalsodieSummederArbeitsin

halte innerhalb des Kapazittsplanungshorizonts, die noch nicht fertiggestellt sind,weit unter

demKapazittstrigger,sokannbeispielsweiseinbestimmtenBereicheneineArbeitsschichtentfal

len.


DieEinlastregelbestimmtdieFreigabereihenfolgederAuftrge,dienochnichtfrdieProduktion

freigegeben sind und deren Planungsfreigabetermin schon erreicht ist, fr die Fertigung. Die

StandardEinlastregelnachSpearman/Woodruff/Hopp[26]istdieLieferterminRegel.Hierbeiwird

immer jenerAuftrag als nchstes freigegeben der den frhesten Zieltermin hat. Fr Flieferti

gungssysteme ist dies eine sehr geeignete Regel. FrWerkstattfertigungen kann es vorteilhaft

seineineRegelzuverwenden,diedenArbeitsinhalt imVergleichzumZielterminbercksichtigt.

DieskannbeispielsweisedieSchlupfzeitregelsein.InAbbildung1wirdausdersortiertenAuftrags

listeimmerderobersteAuftragderbereitsfrdiePlanungfreigegebenistauchfrdieProduktion

freigegeben.

DieAbarbeitungsregelentscheidetinnerhalbderFertigungwelcherAuftragvoreinerbestimmten

Arbeitsstationalsnchsteszubearbeiten ist.StandardmigwirddieWartezeitregelverwendet.

Hierbeiwird immer jenerAuftragbevorzugt,derbereits am lngsten inder Fertigung ist, also

bereitsdiehchsteWartezeit imGesamtsystemhat.Diese fhrtbeiFliefertigungssystemenzu

sehrgutenErgebnissen.FreineWerkstattfertigungkannesvorteilhaftseinAbarbeitungsregeln,

diedenArbeitsinhaltunddenZielterminbeinhalten,zuverwenden.DasCONWIPSystem,einge

setzt inderKundenauftragsfertigung, istbesondersempfindlichaufAusschussoderNacharbeit,

wodurch diese immermit hchster Prioritt im Sinne derAbarbeitungsregel versehenwerden

muss.InAbbildung1sindalleAuftragslistenvordenArbeitsstationennachderAbarbeitungsregel

sortiert.DieseAuftragslistenwerdennichtimVorausgeplant,sondernergebensichausderPush

SystematikvonCONWIP.

2.4 AuftragslistezumEinsatzvonCONWIP

DasbereitsbeschriebeneCONWIP System kannber eine sehr einfach gestalteteAuftragsliste

sowohlfrdasProduktionsplanungspersonalalsauchfrdieMitarbeiterinderFertigungstruktu

riertumgesetztwerden. InAbbildung2 isteineListevonFertigungsauftrgendargestellt, inder

alleParametervonCONWIPeingetragensind.DieseentsprichtgenaujenerListe,dieauchinAb

bildung1verwendetwird.

DieersteSpaltegibtdieAuftragsnummerderFertigungsauftrgean.Die2.SpaltezeigtdenAr

beitsinhalt,der frden jeweiligenAuftrag inderFertigungbentigtwird. InderSpaltePrioritt

wirddiePriorittderAuftrgeanhandderangewendetenEinlastbzw.Abarbeitungsregeleinge

tragen. InderSpalteStatuswirdangegeben,wosichderAuftragbefindet.DieSpalteZieltermin

gibtan,wannderAuftragausgeliefertwerdenmuss.

DieAuftragslistegliedert sichgrundstzlich invierBereiche,diedurchdenStatusderAuftrge

bestimmtwerden.AuftrgemitdemStatusimFertigteilelager,alsobersterBereichmarkiert,

werdenfrdieSteuerungderFertigungnichtmehrbercksichtigt.


DieSummederArbeitsinhalteallerAuftrgemitdemStatusinProduktion,alszweiterBereich

vonobenmarkiert,darfdieUmlaufbestandsgrenzenichtberschreiten.IndiesemBeispielwurde

einGrenzwertvon115hfestgelegt,dernichtberschrittenwerdendarf.Derzeitbefindetsichein

Arbeitsinhaltvon113hinderProduktion.DasergibteinefreieKapazittvon2h.Dadernchste

nochnichtzurProduktion freigegebeneAuftragmitderNummerAB7hbentigt,darfernoch

nicht indieProduktion.ErstwennderAuftragF,miteinemArbeitsinhaltvon5h,fertiggestellt

wurde, sindwieder7han freierKapazittvorhandenundderAuftragABkann zurProduktion

freigegebenwerden.

InnerhalballerAuftrgemitdemStatusinProduktionwerdendieAuftrgefrdieBearbeitung

nachderAbarbeitungsregelsortiertundentsprechendePriorittenvergeben.

AlleAuftrge,derenPlanungsfreigabeterminschonerreichtist,dieaberaufgrundderUmlaufbe

standsgrenzenichtaufdenStatusinProduktiongesetztwerdenknnen,erhaltendenStatus

nichtfreigegebenfrProduktionundsindalsvorletzterBereichmarkiert.DerPlanungsfreigabe

termin ist der ZielterminminusVorgriffshorizont. In dem angefhrten Beispielwurde einVor

griffshorizontvon24Tagengewhlt.D.h.beieinemaktuellenDatum12.9.knnenalleAuftrge,

derenZielterminkleinerodergleichdem6.10.ist,zurPlanungfreigegebenwerden.

InnerhalbdiesesvorletztenBereicheswerdendieAuftrgenachderEinlastregelsortiertundent

sprechendePriorittenvergeben.IndiesemBeispielwurdedieLieferterminregelverwendet.Das

bedeutet,dassdieAuftrgehherpriorisiertwerden,dieeinenfrherenLieferterminhaben.

Jene Auftrge, deren Planungsfreigabetermin noch nicht erreicht ist, werdenmit dem Status

nichtfreigegebenfrPlanungversehenundsindalsuntersterBereichmarkiert.

berschreitetdieSummederArbeitsinhalteallerAuftrge innerhalbdesUmlaufbestandesund

jenerdie frdie Planung freigegeben sindden Kapazittstrigger, so sindberstunden, Zusatz

schichten oder Leasingarbeiter notwendig um nicht in Lieferverzug zu kommen. Der Kapazi

ttstriggerwurde in diesemBeispielmit 150 h angesetzt.Addiertman dieArbeitsinhalte aller

AuftrgeimVorgriffshorizont,dienochnichtfertiggestelltsind,soerhltman158h.Dasbedeu

tet,dassfrdie8h,diedarberhinausgehen,zustzlicheKapazittenzurVerfgunggestelltwer

denmssen.

Dieseeinfache Liste vereint also alle frCONWIPnotwendigenParameterund kanndirekt zur

SteuerungderFertigungverwendetwerden.


Abbildung2:AuftragslisteCONWIP

2.5 DurchlaufzeitundUmlaufbestandbeiCONWIP

Hierwirdder Zusammenhang zwischenDurchlaufzeit,UmlaufbestandundAusbringungsmenge

beieinerCONWIPSteuerungbeschrieben.

UnterderDurchlaufzeit (DLZ) wirddieZeitabderAuftragsfreigabebiszurAuslieferunganden

Kundenverstanden,d.h.nebenderProduktionsdurchlaufzeit istauchdieLiegezeit imFertigwa

renlagerinkludiert.GemessenwirddieDurchlaufzeitinZeiteinheiten(ZE),alsoz.B.inTagen.

Auftrag Arbeitsinhalt Prioritt Status ZielterminE 3 h im Fertigteilelager 13.SepC 7 h im Fertigteilelager 14.SepB 5 h im Fertigteilelager 15.SepA 3 h im Fertigteilelager 16.SepG 7 h im Fertigteilelager 17.SepF 5 h in Produktion 18.SepD 9 h in Produktion 18.SepI 3 h in Produktion 19.SepK 7 h in Produktion 20.SepJ 5 h in Produktion 21.SepH 9 h in Produktion 21.SepM 3 h in Produktion 22.SepO 7 h in Produktion 23.SepN 5 h in Produktion 24.SepL 9 h in Produktion 24.SepQ 3 h in Produktion 25.SepS 7 h in Produktion 26.SepR 5 h in Produktion 27.SepP 9 h in Produktion 27.SepU 3 h in Produktion 28.SepW 7 h in Produktion 29.SepV 5 h in Produktion 30.SepT 9 h in Produktion 30.SepY 3 h in Produktion 01.Okt

Summe 113 hAB 7 h n. f. fr Produktion 02.OktZ 5 h n. F. fr Produktion 03.OktX 9 h n. F. fr Produktion 03.Okt

AD 3 h n. F. fr Produktion 04.OktAF 7 h n. F. fr Produktion 05.OktAE 5 h n. F. fr Produktion 06.OktAC 9 h n. f. fr Produktion 06.Okt

Summe 158 h

AH 3 h n. f. fr Planung 07.OktAK 7 h n. f. fr Planung 08.OktAJ 5 h n. f. fr Planung 09.OktAG 9 h n. f. fr Planung 09.OktAL 9 h n. f. fr Planung 12.Okt

Aktuelles Datum: 12. September n. f. .. nicht freigegeben

CONWIP Auftragsliste

Um

lauf

best

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Max

imum

= 1

15 h

Aba

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-

AbarbeitungsregelAuftragsreihung

innerhalb der Produktion nach Wartezeitregel.

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h f

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EinlastregelAuftragsreihung vor der Produktion nach Liefertermin-Regel.

KapazittstriggerArbeitsinhalt innerhalb

Vorgriffshorizont =158h > 150 h daher sind berstunden

notwendig

UmlaufbestandsgrenzeArbeitsinhalt in Fertigung = 113 h

muss kleiner Umlaufbestandsgrenze = 115h sein

Vorg

riffs

horiz

ont =

24

Tage

VorgriffshorizontAlle Auftrge deren

Zieltermin minus Vorgriffshorizont

grer als das aktuelle Datum ist, werden fr

die Planung freigegeben.


DerUmlaufbestand(WIP)wirdinKapazittseinheitengemessen,dienichtnotwendigerweisemit

denZeiteinheitenderDurchlaufzeitbereinstimmenmssen.

DieAusbringungsmenge soll inStckproZeiteinheitangegebenwerden,also z.B. inStckpro

Tag.

Dann kann aus Littles Law folgender Zusammenhang zwischen diesen drei Gren abgeleitet

werden:

UmlaufbestandDurchlaufzeit

Ausbringungsmenge c

DerFaktorcdientderUmrechnungvonKEaufStckundgibtan,wievielKEfrdieHerstellung

voneinemStckbentigtwerden.

IstbeieinerCONWIPSteuerungdieAusbringungsmenge relativgering,dann stimmtdieDurch

laufzeitmitdemVorgriffshorizont(WAW)berein.IndiesemBereichmitkonstanterDurchlaufzeit

steigtlautLittlesLawderUmlaufbestandlinearmitderAusbringungsmengean(sieheAbbildung

3).ErreichtderUmlaufbestanddieUmlaufbestandsgrenze(WIPCap),sokannderUmlaufbestand

nichtmehrweiteransteigen,sondernbleibtkonstant.BeikonstantemUmlaufbestand folgtaus

Littles Law ein indirekt proportionaler Zusammenhang zwischen Durchlaufzeit und Ausbrin

gungsmenge.D.h.eineVerdoppelungderAusbringungsmengereduziertdieDurchlaufzeitaufdie

Hlfte.

DieseZusammenhngesindalle inder folgendenGrafikveranschaulicht.Es istdortklarersicht

lich,dassbeieinerCONWIPSteuerungsowohlderUmlaufbestandalsauchdieDurchlaufzeitbe

schrnktsind.

Abbildung3:Durchlaufzeit(DLZ)undUmlaufbestand(WIP)beiCONWIP


2.6 StrkenvonCONWIP

CONWIPvereintdieVorteilederFertigungssteuerungberBestndevonKanbanmitdemPush

AnsatzvonMRP,wodurchdasMaterial innerhalbderFertigungeinfachweitergeschobenwird.

Diemgliche Kundenorientierung vonMRP (Es knnen beiMRP entweder Lagerauftrge oder

Kundenauftrge indieFertigungeingelastetwerden.)wurdeebenfalls indieCONWIPLogikmit

einbezogen.DiesbringtmehrerewesentlicheVorteilefrdieFertigung:

Einfachere Einfhrung als bei Kanban, da nurwenige Parameter notwendig sind. Aus

schlaggebenddafr ist,dassbeiCONWIPderSteuerungskreisaufeinengesamtenFerti

gungsbereichbezogenundnichtwiebeiKanbanaufeineArbeitsstation.Weiterswirdder

BestandproFertigungsbereichgesteuertundnichtwiebeiKanbanproMaterialundAr

beitsstation.

ImUnterschiedzuKanbanwerdendieKundenbzw.PlanauftrgeindiePlanungmiteinbezogenundnichtdieaktuellabgerufenenProduktenachproduziert.

EskannauchbeieinerhohenVariantenvielfaltkundenauftragsbezogengefertigtwerden.

Durchlaufzeitwird ber die Bestandssteuerung beschrnkt. Dadurchwerden Lieferter

minzusageneinfacher.

JenachderzeitigemProduktspektrumsammeltsichderBestandimmervordemaktuellen

Engpass,dieseristalsodurchgehendmitMaterialversorgt.

DasFertigungspersonalkannaufetwaige technischorganisatorischeRestriktionen inei

nemzudefinierendenAusmaflexibelreagieren.ZumBeispielkann ineinemLackierbe

triebdieAbarbeitungsreihenfolgeverlaufendvonhellenzudunklenProduktenangepasst

werden.

2.7 SchwchenvonCONWIP

ObwohldieStrkenvonCONWIPimmerwiederhervorgehobenwerden,hatdiesesProduktions

steuerungssystemauchseineSchwachstellen.EinigedavonwerdenimFolgendenaufgezeigt:

Trotz vieler Untersuchungen ist noch keine einheitliche Regelung zur Bestimmung der

Umlaufbestandsgrenzedefiniert.

CONWIP reagiert empfindlich aufAusschussundNacharbeit vor allem gegen Endedes

Fertigungspfades,danurdannneueAuftrgeeingelastetwerdenknnen,wennandere

Auftrgefertiggestelltwerden.DieLieferfhigkeitkanngewhrleistetwerden,wennman

dieFertigungsmengenerhhtoderSicherheitsbestndeanFertigteilenanlegt.


WenneinerdererstenArbeitspltzedesCONWIPKreislaufsdenEngpassdarstellt,wird

diesernicht immermitAuftrgenversorgt.EineMglichkeithierAbhilfezu schaffen ist

die Einfhrung von zwei CONWIPKreislufen, einer vom Rohmaterial bis zum Engpass

undder zweiteKreislauf vomArbeitsplatznachdemEngpassbishin zur Fertigstellung.

AnwendbarkeitvonCONWIPinderPraxis 14

3 AnwendbarkeitvonCONWIPinderPraxis

GrundstzlichwurdedasSteuerungsprinzipCONWIPvonSpearman/Woodruff/Hopp [26] frdie

Fliefertigungentwickelt.EsgibtallerdingswissenschaftlicheArbeiten,diezeigen,dassCONWIP

auchinderWerkstattfertigungeingesetztwerdenkann(siehe[14],[24],[25]).

CONWIP eignet sich vor allem fr dieUmsetzung einer Kundenauftragsfertigung,weil erstens

Kundenauftrge oder zusammengefasste Kundenauftrge direkt fr die Einlastung verwendet

werdenknnenundzweitensdieCONWIPSteuerungeinestarkeReduktiondesUmlauflagerbe

standes wie auch des Fertigteillagerbestandes und somit der Produktionsdurchlaufzeit sicher

stellt.Wegen der reduzierten Produktionsdurchlaufzeit ist es leichtermglich, sicherzustellen,

dassdieProduktionsdurchlaufzeitkleineristalsdievomMarktgeforderteLieferzeitwasjaeine

GrundvoraussetzungfreinekundenorientierteProduktiondarstellt.

DasGrundkonzeptvonCONWIPkann inverschiedeneRichtungenmodifiziertwerden.Framinan

[15]entwickelteineMethode,beidermehrereGrenzen frdenUmlaufbestandbezogenauf

verschiedene Produktgruppen verwendetwerden. In [17]wird vonHopp und Spearman ein

KonzeptmitmehrerenCONWIPKreislufen(MultiloopCONWIP)vorgestellt(sieheauchKapitel

5.1.3).Zuerstsollaberabgeklrtwerden,wannderEinsatzdiesesSteuerungssystemsberhaupt

sinnvollist.

3.1 KriterienkatalogfrdenEinsatzvonCONWIP

IndiesemAbschnittsollgeklrtwerden inwelchenSituationendieAuswahldesSteuerungssys

temsCONWIPVorteilegegenberanderengngigenVerfahrenwieMRPoderKANBANbringt.

ZuerstwerdendiedreigenanntenProduktionsplanungsundSteuerungsverfahrenaufgrundvon

verschiedenenEigenschaftenderProduktionsumgebungunddesNachfrageverhaltensverglichen

(siehe[22]).Tabelle1lieferteinebersicht,wobeidieseKlassifizierungverwendetwird:

++sehrgutgeeignet,+geeignet,weniggeeignet,nichtanwendbar.

EinweiteresEntscheidungskriteriumfrdenEinsatzeinesSteuerungssystems istderBeitrag,der

zurErreichungbestimmterZielvorgaben,erreichtwerdenkann.EinenberblickdazugibtTabelle

2.


MRP KANBAN CONWIP

naheMTO ++ + ++

naheMTS ++ ++ ++

ehersequentielleFertigungspfade ++ ++ ++

sehrkomplexeFertigungspfade ++ ++1

ehersequentielle Stcklisten ++ ++ ++

sehrkomplexeStcklisten ++ + +

vielVarianten ++ ++

eherFliefertigung ++ ++ ++

eherWerkstattfertigung ++ + +

eherEinzelfertigung ++ ++

eherMassenfertigung ++ ++ ++

gutausgetaktet + ++ ++

eindeutigerEngpass + +

starkschwankendeProzesszeiten + +

hoheRstzeiten + +

hoheNachfrageschwankungen + +

hoheAusschuss bzw.Nacharbeitsrate +

hufigeMaschinenstrungen + +

ATeil ++ ++ ++

CTeil +

Tabelle1:AuswahlkriterienfrProduktionsplanungundSteuerungsverfahren

MRP KANBAN CONWIP

ErhhungderLiefertreue + 2 + ++

ErhhungderAusbringungsmenge + 3 + ++

ReduktionBestandbzw.Durchlaufzeit + 4 + ++

ErhhungderTransparenz ++ +

UntersttzungKVP ++ +

hoheRobustheit + +

hoheStabilitt + +

hoheAntizipationsfhigkeit + +

geringerAufwandfrDatenwartung +

Tabelle2:BeitragzurErreichungvonZielsetzungendurchdieProduktionsplanungundSteuerungsverfahren

1beigeeignetenAbarbeitungsundEinlastregeln2Kapazittsplanung,ATPundEDDhnlicheAbarbeitungerforderlich3RstzeitminimierendeLosgrenregelbeiEngpassnotwendig4Kapazittsplanung,ATPundFIFOhnlicheAbarbeitungerforderlich


DiesebeidenTabellenknnewiefolgtverwendetwerden:

Fixierung,welcheKriterienbzw.ZielvorgabenfrdenzuplanendenProduktionsbereichbzw.diezuplanendenProdukterelevantsind.

StreichungallerVerfahren,dieweniggeeignet()bzw.nichtanwendbar()bezglichderrelevantenKriterienbzw.Zielvorgabensind.

AuswahlderVerfahrensmitderbestenBewertung(grteAnzahlan++)

FrdiezutreffendenKriterienundZielvorgabensolltennur++und+frdasausgewhlteVerfah

renzutreffen.GrundstzlichwirdmanunterschiedlicheProduktionsbereichebzw.unterschiedli

cheProduktedurchandereVerfahrenplanenbzw. steuern.FallskeinVerfahrenohnebzw.

brigbleibt, istder zuplanendeBereich in Teilbereiche zuunterteilen,wobeidie Teilbereiche

durchunterschiedlicheVerfahrenzuplanenundsteuernsind.

3.2 IntegrationvonCONWIPineinMRPIIKonzept

BeiderEinbindungvonCONWIPineinbestehendesMRPIIKonzeptbleibendieLangfristplanung

und dieMittelfristplanung bis zur Grobkapazittsplanung undMasterplanung unverndert. Es

wirdweiterhineinMRPLaufdurchgefhrt,derfrdieEndprodukteeineListemitProduktionsauf

trgenerzeugt,diesowohlLosgrealsaucheinenZielterminangibt.DieseListekanndannals

AuftragslistefrCONWIP(siehe2.4)verwendetwerden.VonderAuftragslistewerdendieAuftr

ge frdieerstenArbeitsschrittenachdemCONWIPVerfahren freigegeben.Alle anderen Ferti

gungsstufenwerdendurchdieAbarbeitungsregelgesteuert.


Abbildung4:IntegrationCONWIPinMRPII

3.3 IntegrationderBeschaffunginCONWIP

FrdieBeschaffungbeiderVerwendungvonCONWIPkommengrundstzlichzweiMethoden in

Frage,diejenachMaterialanzuwendensind:

1. VerbrauchsgesteuerteBeschaffung

EineverbrauchsgesteuerteBeschaffung istsinnvollfrwenigerwertvolleRohmaterialien(Bund

CTeile).BeiderverbrauchsgesteuertenBeschaffungwirdderBestandmiteinemvorgegebenen

Bestellpunktverglichen.Wirddieserunterschritten,sowirdeineBestellungausgelst.Zubeach

tenist,dassbeimBestandnichtnurderphysischvorhandeneLagerbestandverwendetwird,son

derndiebereitsbestelltenAuftrgeabzglichReservierungenmitgerechnetwerden.


2. PlangesteuerteBeschaffung

FrATeile,dieeinenschwankendenBedarfaufweisen, isteineplangesteuerteBeschaffungam

bestengeeignet.AlsbergangszeitvomFertigproduktzumZukaufteilsolldabeiderVorgriffshori

zontgewhltwerden.

ParametereinstellungfrCONWIP 19

4 ParametereinstellungfrCONWIP

IndiesemKapitelwirdaufdiekonkreteUmsetzungvonCONWIP inHinblickaufdie5einzustel

lendenParametergenauereingegangen.

4.1 Umlaufbestandsgrenze

BevorberdiedenoptimalenWertderUmlaufbestandsgrenzeAussagengemachtwerden, soll

zunchstgeklrtwerden,wiederUmlaufbestandberhauptgemessenwerdenkann.Grundstz

lichwirdderUmlaufbestand alsArbeitsinhalt angegeben,d.h. inKapazittseinheitenwie z.B.

Stundengemessen.WelcheKapazitt frdieMessungdesUmlaufbestandsbercksichtigtwer

densoll,klrtfolgendeEntscheidungsregel:

1. BeieinemklardefiniertenEngpass,solldieKapazittimmeralsVorgabezeitdesEngpassesangegebenwerden.

2. IstderEngpassnichtbekanntodernichteindeutig,dannwirdalsKapazittdieGesamtbearbeitungszeitverwendet.

SinddieBearbeitungszeitenderverschiedenenProdukterelativhnlich,dannkannderUmlaufbe

standauchinStckgemessenwerden.

WenndieBerechnungderKapazittberdieVorgabezeitenproblematischist,daz.B.dieVorga

bezeitensehrstarkvondentatschlichenBearbeitungszeitenabweichen,dannsindauchandere

GrenfrdieMessungdesUmlaufbestandsdenkbar.JenachProduktionknntederUmlaufbe

stand z.B. inTonnen, in Zhnenbei Zahnrdernoder anderenpassendenEinheiten gemessen

werden.

InderKooperationmitdenPartnerunternehmenhatsichdieinderLiteraturvorgeschlageneEin

stellungderUmlaufbestandsgrenzealspraxistauglicherwiesen.Eswirdempfohlenmiteinerrela

tivhohenUmlaufbestandsgrenze zu startenunddiesedann schrittweise zu reduzieren.Beider

Reduktionistimmerzuberprfen,wiegutdieZielvorgabenandenDurchsatzundandieLiefer

zeitnocheingehaltenwerden.AlsguterStartwertknnen80%desdurchschnittlichenUmlaufbe

standesvorCONWIPEinfhrunggewhltwerden.

In[21]wurdeunteranderemeintheoretischerAnsatzzurBerechnungderUmlaufbestandsgrenze

entwickelt, die auf der kontinuierlichen Formulierung von Littles Law basiert. Die Umlaufbe

standsgrenzekannalsdasProduktderdurchschnittlichenProduktionsdurchlaufzeitmitderben

tigtenProduktionsratebestimmtwerden.


4.2 Vorgriffshorizont

EinAnsatzzurBestimmungdesVorgriffshorizontswurdein[21]entwickelt.DieserAnsatzbasiert

aufderVerwendungderMaschinenOperationscharakteristik,diebeidenAnalysemethoden in

Abschnitt5.1.2genauererklrtwird.DieGrundideezurErmittlungdesVorgriffshorizonts Planungh istinfolgenderAbbildungdargestellt.

Abbildung5:MaschinenOperationscharakteristik

DieminimalerforderlicheDurchlaufzeit mint istdieSummeallernotwendigenLosbearbeitungs,

Rstund Transportzeitenbis zur Fertigstellungdes Fertigproduktes. Liegezeitenwerdendabei

nichtbercksichtigt.DieBestimmungdeskapazittsorientiertenVorgriffshorizont Kapazitth unddes

Planungsvorgriffshorizont Planungh wirdindenbeidenfolgendenAbschnittengenauererlutert.

4.2.1 KapazittsorientierterVorgriffshorizont

Kapazitth istderkapazittsorientierteVorgriffshorizontundstelltdenkleinstmglichenVorgriffsho

rizontdar. Kapazitth entsprichtderAnzahlanPerioden(z.B.Wochen)berdiederzuknftigeBe

darfgemitteltwerdenmuss,damitdiebentigteKapazittzumindestin95%derFllegeringerist,

als die zurVerfgung stehende Kapazitt. (Natrlich kann an Stelle von 95% jeder andere ge

wnschteWertverwendetwerden.)

ImerstenSchrittmussdazudiezeitlicheEntwicklungdeszuknftigenKapazittsbedarfsanalysiert

werden.DazustelltmanambestengrafischdenzuknftigenbekanntenKapazittsbedarf(z.B.in

Stunden)frdienachfolgendenKalenderwochen(siehegraueLinieinAbbildung6)unddiemaxi

malverfgbareKapazittdar(siehestrichlierteLinieinAbbildung6).Dannwhltmanverschiede

nerealistischeWertefrdenkapazittsorientiertenVorgriffshorizont(inderAbbildungkurzmith

bezeichnet)undmitteltdenKapazittsbedarfsjeweilsberhPerioden.IndemdargestelltenBei


spielwurdenfrhdieWerte4,8und12KWgewhlt.Jegrerh,destomehrwirdderKapazi

ttsbedarfgeglttet.

Abbildung6:GemittelteKapazittsbedarfefrverschiedeneVorgriffshorizonte

ImnchstenSchrittmussdieVerteilungdesgemitteltenKapazittsbedarfsermitteltwerden.Das

funktioniertameinfachsten,wennmanausdenbekanntenDatendenMittelwertunddieStan

dardabweichungdesgemitteltenKapazittsbedarfsschtztunddieNormalverteilungverwendet.

Aus der Verteilungsfunktion kann dann bestimmtwerden,mitwelcherWahrscheinlichkeit die

verfgbareKapazittzurDeckungderbentigtenKapazittausreicht.InderfolgendenAbbildung

wurdendieVerteilungsdichtenfrh=4,8und12dargestellt.DahiereineverfgbareKapazitt

von40StundenproWocheangenommenwurde,gibtdieFlcheunterderVerteilungsdichtebis

zumWert40aufderxAchsediegesuchteWahrscheinlichkeitan.D.h.wennmandieKapazitt

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30

Kapazitt[h]

Zeit[KW]

Kapazittsbedarf

gemittelterKapazittsbedarf(h=4)

max.Kap.

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30

Kapazitt[h]

Zeit[KW]

Kapazittsbedarf


max.Kap.

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30

Kapazitt[h]

Zeit[KW]

Kapazittsbedarf


max.Kap.


jeweilsber4Wochenmittelt,dannreichtdievorhandeneKapazittin65,8%derFlleaus.Beih

=8sindesbereits81,4%understbeih=12wirddergeforderteWertvon95%erstmalsber

schritten.HieristalsoderkapazittsorientierteVorgriffshorizontmit12KWanzusetzen.

Abbildung7:VerteilungdergemitteltenKapazittsbedarfefrverschiedeneVorgriffshorizonte

4.2.2 Planungsvorgriffshorizont

DerPlanungsvorgriffshorizont Planungh ergibt sichnundurchAdditionderminimalerforderlichen

Durchlaufzeit,deskapazittsorientiertenVorgriffshorizonts Kapazitth undderZusatzzeitaufGrund

deroffenenBestellungenwhrenddeskapazittsorientiertenVorgriffshorizonts.DieZusatzzeit Bt

ergibtsichausderForderung,dassdienochoffene,aberzuerwarteteKapazittsnachfragewh

renddesZeitintervalls min min, Kapazittt t h durchbereitsbekannteKapazittsnachfragemitLiefer

zeitgrerals min Kapazittt h kompensiertwird.AnschaulichkanndieZusatzzeitdurchdieBedin

gung,dassdieschraffierteFlcheoffeneBestellungengleichderFlchebereitsbekannteBe

stellungenmitlngererLieferzeitseinmuss,bestimmtwerden.

DerPlanungsvorgriffshorizont stellt jeneZeitperiodedar,die inderPlanungundSteuerungder

Maschinebercksichtigtwerdenmuss,umunterBercksichtigungderAbsatzschwankungenund

derverfgbarenMaschinenkapazitteineLiefertreuevon95% ineinemkundenauftragsbezoge

nenFertigsystemzuermglichen.

Frdie einzelnenMaschinenwerden sichunterschiedlichePlanungsvorgriffshorizonte ergeben.

DieMaschinemitdemlngstenPlanungsvorgriffshorizontstelltinBezug,wieweitindieZukunft

derPlanungshorizontgewhltwerdenmuss,damitdieerwartetenAbsatzhochsabgefedertwer

denknnen,denEngpassdar.

BeiderKooperationmitdenUnternehmenhatessichalsvorteilhaftherausgestellt,verschiedene

Vorgriffshorizonte frverschiedeneProduktguppen (Einteilungz.B.aufgrundvonunterschiedli

chen externen Bearbeitungszeiten) zu definieren.Wegen der bersichtlichkeit und einfachen

Handhabung solltennicht zuvieleverschiedeneVorgriffshorizonteverwendetwerden,aber fr

h=4

65,8%

h=8

81,4%

h=12

95,1%


Produkte,derenDurchlaufzeitenstarkvoneinanderabweichen,kanneineAufteilungsinnvollsein.

DahersolltezuBeginneineAnalysederDurchlaufzeitenstehen.Esknnendabeidiebergangs

zeiteninMRPbzw.realeWerteverwendetwerden.DannknnendieProduktenachihrerDurch

laufzeitklassifiziertwerdenunddiegewnschteAnzahlanVorgriffshorizontenfestgelegtwerden.

4.3 Kapazittstrigger

Der Kapazittstrigger beschreibt jenenArbeitsinhalt, der innerhalb des Kapazittsplanungshori

zontsmaximalabgearbeitetwerdenkannundsolldazudienenrechtzeitigdieNotwendigkeitvon

Zusatzkapazitten zuerkennen. Inder Literatur (siehe [26])wird standardmigeinkonstanter

Wertvorgeschlagen.Dasknntez.B.derdurchschnittlicheDurchsatzmultipliziertmitdemKapa

zittsplanungshorizontsein.DerKapazittsplanungshorizontorientiertsichanderVorlaufzeit,die

notwendig ist,umZusatzkapazittenbereitstellenoderKapazitten reduzierenzuknnen.D.h.

beispielsweisewenndasSchichtmodelleineWoche imVorausfestgelegtwerdenmuss,dann ist

alsKapazittsplanungshorizontzumindesteineWochezuwhlen.

In[4],[5],[7],[9]und[18]wurdenverschiedeneMethodenentwickelt,dieeinedynamischeFest

legungdesKapazittstriggersermglichen.D.h.dieBestimmungderbentigtenKapazittsollin

periodischenAbstnden,diedemKapazittsplanungshorizontentsprechen,erfolgen.Eswirdalso

z.B.einmalwchentlichdiebereitzustellendeKapazittbestimmt.

DieverwendetenMethodenbasierenalleaufderBetrachtungdeskumuliertenKapazittsbedarfs,

derweiteruntennochgenauerbeschriebenwird.DieMethodenunterscheidensichdarin,wiedie

bentigteKapazittaneinerMaschineberechnetwirdundwiedaraufbasierenddiebereitgestell

teKapazittermitteltwird.VondenentwickeltenMethodenwerdenhiernur jenebeschrieben,

diesich inSimulationsstudienalsbesondersgutbezglichLiefertreueundVersptungerwiesen

haben.

DievorgestelltenMethodenknnensowohlfreine,alsauchfrmehrereMaschinen inbeliebi

gerAnordnungangewandtwerden.WennesmehrereMaschinengibt,istesnotwendigdenvom

KundengefordertenLieferterminaufeinenmaschinenbezogenenFertigstellungsterminzurckzu

rechnen.Das geschieht, indemman vondemKunden geforderten Liefertermin allebentigten

Bearbeitungszeiten(Planwerte)derMaschinen,dienachderbetrachtetenMaschinekommenund

diedazwischennotwendigenTransportzeitenabzieht.

4.3.1 KumulierterKapazittsbedarf

UmeinenvorgegebenenKundenbedarfzubefriedigen,istesnotwendigausreichendKapazitten

frdieFertigungdergewnschtenProduktezurVerfgungzuhaben.DiesezurDeckungdesKun

denbedarfsbentigteKapazittkannsehrvorteilhaftauseinerkumuliertenBetrachtungermittelt


werden.UmdasGrundprinzipdeskumuliertenKapazittsbedarfszuerlutern,wirdnureineMa

schinebetrachtetundallevorkommendenGrenalsdeterministischbetrachtet.

ZuerstmussdiebentigteKapazittfreinenZeitpunkttbestimmtwerden.Manerhltsiedurch

AddierenallernotwendigenKapazittenderAuftrgemitFertigstellungstermint.Darauskannder

kumulierteKapazittsbedarfdurchschrittweisesAufsummierenermitteltwerden.Diekumulierte

bentigteKapazittisteinemonotonanwachsendeFunktion,diebeschreibt,wievielKapazittan

derMaschinebiszueinemZeitpunkttvorhandenseinmuss,umdieKundenwnschezeitgerecht

zuerfllen.Anschaulich lsst sichdiese Funktionals Stufenfunktiondarstellen. FolgendeAbbil

dungzeigtdieseFunktionfreineMaschineund5Kundenauftrge.InderSpaltediistfrjeden

AuftragderFertigstellungstermineingetragen,inderSpalteaidiedazunotwendigeKapazitt.

Abbildung8:KumulierterbentigterKapazittsbedarf

DiesekumuliertebentigteKapazittmussnunmitdertatschlichvorhandenenKapazittvergli

chenwerden.Nimmtmanan,dasszujedemZeitpunktdiegleicheKapazittzurVerfgungsteht,

dannistdiekumulierteverfgbareKapazitteinelineareFunktion.

InderfolgendenAbbildungwurdeangenommen,dasszu jedemZeitpunkt2Kapazittseinheiten

zurVerfgung stehenunddie kumuliertebentigteKapazittmitder kumulierten verfgbaren

Kapazittgegenbergestellt:

Abbildung9:KumulierterbentigterundvorhandenerKapazittsbedarf


AusdieserDarstellungwirdklarersichtlich,dass zudenZeitpunkten3,5und6diekumulierte

bentigteKapazittdievorhandenebersteigt.DashatzurFolge,dassohneBereitstellungvon

ZusatzkapazittendieAuftrgeC,DundEversptetfertiggestelltwerden.

4.3.2 MethodezurBestimmungderbentigtenKapazitt

UmdieineinembestimmtenZeitraumbentigtekumulierteKapazittzubestimmenwreesam

einfachsten,alleBearbeitungszeitenalsdeterministischanzunehmenunddieBerechnungsowie

in4.3.1durchzufhren.ManerhltallerdingsbessereErgebnisse,wennmaneinerseitsStreuun

genderBearbeitungszeitenbercksichtigtundandererseitszuknftigeundbereitsbekannteBe

darfevorproduziert,umdieLiefertreuezuverbessern.

DieBercksichtigungderStreuungvonBearbeitungszeitenerreichtmandurchdieVerwendung

einer stochastischenVerteilungundderVorgabeeinerWahrscheinlichkeit,mitderderKapazi

ttsbedarferflltwerden soll.FrdieEntscheidungwieviele zuknftigebekannteBedarfevor

produziert werden sollen, wird die MaschinenOperationscharakteristik herangezogen, die in

5.1.2beschriebenwird.WeitereDetailsundalleFormelnzurUmsetzungsindin[5]beschrieben.

Die folgendeGrafikzeigtdenqualitativenUnterschiedzwischenderstochastischenMethodeAS

undderdeterministischenMethodeAD. VerglichenmitderdeterministischenMethode,bewirkt

dieBercksichtigungeinerstochastischenVerteilungderBearbeitungszeiteneinehherebentig

te Kapazitt (vertikaleVerschiebung der Kurve nach oben). Produziertman bekannteAuftrge

schonimVoraus,sowirddieKapazittfrherbentigt(horizontaleVerschiebungderKurvenach

links).DabeideAspektebercksichtigtwerden,wirddieKurvefrdiebentigtekumulierteKapa

zittsowohlnachlinksalsauchnachobenverschoben.

Abbildung10:MethodenzurBestimmungderbentigtenKapazitt

0

4

8

12

16

20

24

0 2 4 6 8 10

Kapa

zit

t

Zeit (t)

AS(t) AD(t)


4.3.3 MethodenzurBestimmungderbereitgestelltenKapazitt

Die verfgbare Kapazitt ist durch einen vorgegebenenMinimal und einenMaximalwert be

schrnkt.DieseWertedrfennichtunterbzw.berschrittenwerden.DieseSchrankenentspre

chendemKapazittsbereich,derdurchdieFlexibilittderArbeitszeit,ermglichtwird.

DiedurchschnittlicheKapazitt ineinemdefiniertemZeitraum (z.B.1 Jahr)darfebenfallseinen

vorgegebenenMaximalwertnichtberschreiten.

Basierend auf der kumulierten bentigten Kapazitt kann nun die bereitzustellende Kapazitt,

innerhalbderobenbeschriebenenGrenzen,bestimmtwerden.Dabei sind zweiMethodenvor

teilhaft:

MethodeCmax:BestimmungderKapazittaufBasisdesmaximalenAnstiegs

AusgehendvommaximalenAnstiegderbentigtenKapazittwirddiebereitzustellendeKapazittsofestgelegt,dassalleAuftrgeindembetrachtetenZeitraumzeitgerechtbearbeitetwerdenknnen.GrafischistdieseMethodeinderfolgendenAbbildungdargestellt:

Abbildung11:MethodeCmaxzurBestimmungderbereitgestelltenKapazitt

MethodeC3:BestimmungderKapazittaufBasiseinervorgegebenenLiefertreue

BeidieserMethodewirddiebereitzustellendeKapazittsobestimmt,dassineinemdefiniertenZeitfenstereinevorgegebeneLiefertreueerreichtwird.GrafischistdieseMethodeinderfolgendenAbbildungdargestellt:

02468

101214161820

0 2 4 6 8 10

Kapa

zit

t

Zeit (t)

A(t)Cmax(t)


Abbildung12:MethodeCLzurBestimmungderbereitgestelltenKapazitt

4.3.4 KombinationderMethoden

DiestochastischeMethodezurBerechnungderbentigtenKapazittkannentwedermitderMe

thodeCmaxoderCLzurBestimmungderbereitgestelltenKapazittkombiniertwerden.BeideKom

binationenliefernguteErgebnissebeiderAuslastung,resultierenineinerhohenLiefertreueund

reduzierendieVersptung.

4.4 EinlastregelAbarbeitungsregel

DiewichtigstenPriorittsregelnmitkurzenErklrungen,diesowohlfrdieEinlastalsauchfrdie

Abarbeitungsregelnverwendetwerdenknnen,sindinTabelle3aufgelistet.

JenachZielsetzungkannmaneinegeeigneteRegelauswhlen (siehe [22]).WillmandieLiefer

treueverbessernunddieVersptungreduzieren,soeignensichdazudieRegelnEDD,MEDD,ECD,

LSK,CR, LSK/RO,CTPund SPT. LiegtdasHauptaugenmerk aufderReduktionderDurchlaufzeit

bzw.des Lagerbestandes, sobieten sichFIFO,FISFOundSRPTan.UmeinGleichverteilungder

AnlagenAuslastungzuuntersttzenkanndieRegelLFJverwendetwerden.FrdieReduktiondes

RstaufwandeseignetsichLSUT.

AnhandvonSimulationsstudien (siehe [11])konntegezeigtwerden,dassdasSteuerungssystem

CONWIPkeinenEinflusshataufdieGrundeigenschafteneinerPriorittsregel.D.h.dieinderLite

raturbeschriebenenEigenschaftenvonPriorittsregelnzurErreichungvonverschiedenenZielset

zungenknnenfrCONWIPdirektverwendetwerden.

InderLiteratur(siehe[26])wirdfrdieEinlastungdieLieferterminregel(EDD)empfohlenundfr

dieAbarbeitungdieWartezeitregel(FISFO).

02468

101214161820

0 2 4 6 8 10

Kapa

zit

t

Zeit (t)

CL(t)A(t)


Beschreibu

ng

DerAuftrag,deralserstesvoreine

rMaschineankommt(d.h.die

lngsteWartezeithat)wirdpriorisiert.

DerAuftrag,deralserstesim

Produ

ktionsbe

reichankommt(d.h.die

lngsteWartezeithat)wirdpriorisiert.

DerAuftraginderW

arteschlangem

itde

rkrzesten

Bearbeitungszeit

anderjeweiligen

Maschinewirdpriorisiert.

DerAuftragm

itde

rkrzestenRe

stbe

arbe

itungszeitw

irdpriorisiert.

DerAuftragm

itde

mfrh

estenLieferterm

inwirdpriorisiert.

DerAuftragm

itde

mfrh

estenPlaneinlastterminaneine

rMaschine

wirdpriorisiert.

DerAuftragm

itde

rkleinstenZeitspann

ebiszumPlane

inlastterm

in

amEngpasswirdpriorisiert.

DerAuftragm

itde

rgeringstenDifferen

zzw

ischen

Lieferterminund

Re

stbe

arbe

itungszeit(=Schlup

f)wirdpriorisiert.

DerAuftragm

itde

rkleine

sten

Schlupfzeitprono

chauszufhren

de

Arbeitsvorgngewirdpriorisiert.

DerAuftrag,deramwen

igsten

flexibelist(an

den

wen

igsten

Anlagen

gefertigtw

erde

nkann

)wirdpriorisiert.

DerAuftragm

itminim

alerRstzeita

nde

rMaschine(in

Abh

ngigkeit

desAuftrages,dergeradebe

arbe

itetw

ird)w

irdpriorisiert.

Bene

nnun

g

englisch

firstin

firsto

ut

firstcom

efirstserve

firstin

systemfirsto

ut

shortestprocessingtim

e

shortestrem

aining

processing

time

earliestdue

date

mod

ified

earliestdue

date

earliestcon

straintd

ate

leastslack

leastslackperre

maining

ope

ration

leastflexiblejob

leastsetuptim

e

deutsch

frh

esteAnkun

ftszeit

Wartezeitregel

krzesteOpe

ratio

nszeit

krzesteFertig

ungszeit

krzesteRestbearbeitungszeit

frh

esterLieferterm

in

Lieferterm

inregel

Schlup

fzeitregel

Schlup

fzeitp

roauszufhren

de

Arbeitsgnge

Kurz

bezeich

nun g

FIFO

FCFS

FISFO

SPT

KOZ,KFZ

SRPT

KR

B

EDD

FLT

MED

D

ECD

LSK

SZ

LSK/RO

SZ/AA

LFJ

LSUT

Tabelle3:Priorittsregeln

ErgnzendeThemen 29

5 ErgnzendeThemen

5.1 MehrereCONWIPKreislufe

IndiesemAbschnittgehtesdarum,festzulegenwievieleKreislufebeiderCONWIPEinfhrung

notwendigsindundwelcheAbschnitteinderFertigungsinnvollzueinemKreislaufzusammenge

fasstwerdenknnen.DazuwerdenunteranderenzweiAnalysemethodenverwendet,diezuerst

beschriebenwerden.Das istzumeinendieMaterialflussanalyse,diedieMaterialflssezwischen

MaschinenundLagern inderFertigungveranschaulichtundzumanderendieKundenbestellana

lyse,diezustzlichauchfrdieBestimmungdesKapazittstriggersangewendetwerdenkann.

5.1.1 Materialflussanalyse

DieMaterialflussanalysebeinhalteteinigeadaptierteIdeedesWertstromdesignsundhatzumZiel

alleMaschinen,LagerunddieMaterialflssedazwischenzuerfassen.Einebeispielhafteschemati

scheDarstellung ist inAbbildung13ersichtlich.DiePfeilesollendabeidenMaterialflussdarstel

len,wobeimanberdieDickederPfeiledieMengedesMaterialstroms(gemesseninStckoder

Kapazittseinheiten)ausdrckenkann.

Abbildung13:Materialfluss

ZurdetaillierterenErfassung vonMaschinen, LagerundMaterialstromwurden imRahmendes

ProjektsVorlagenfrTabellenentwickelt.VonjederMaschinesollenfolgendeDaten(soweitver

fgbar)eingetragenwerden (sieheTabelle4):Losgre,Rstzeit,Bearbeitungszeit,Personalzeit

frRsten,PersonalzeitfrdieBearbeitung,Ausschuss in%,Nacharbeit in%,Stillstndewegen

fehlendemMaterial.VondiesenGren sollen jeweilsMinimum,MaximumundDurchschnitts

werteangegebenwerden.WobeidieExtremwertevonAusreiernbereinigtwerdensollen.D.h.

dieunterenundoberen5%derAusgangsdatensollenweggeschnittenwerden.Weitersknnen

derSchichtkalenderfrProduktionundRsten,Maschinenverfgbarkeit in%undderDurchsatz

vonPrototypen,dienichtausdemAbsatzprogrammersichtlichsind,eingetragenwerden.

ZurErfassungderLagerdientTabelle5alsVorlage.DortsollenderLagerstandeinmalinStckund

einmal inKapazittseinheiten(z.B.Minuten),dieLagerreichweite,derSchwundunddieVersp

ErgnzendeThemen 30

tungzumKundenangefhrtwerden.VonallenWerten istdieAngabevonMinimum,Maximum

undDurchschnitt(sowiebeidenMaschinen)wnschenswert.

Maschine1 Anz. [Einh] von bis Avg.Losgre [Stk] Rstzeit [Min/Los] Bearbeitungszeit [Min/Stk] PersonalzeitRsten [Min/Los] PersonalzeitBearbeiten [Min/Stk] Ausschuss [%] Nacharbeit [%] Stillstnde/Materialfehlt [Anz/Wo] Schichtkal.ProduktionSchichtkal.RstenVerfgbarkeit [%] DurchsatznichtinAbsatz [%]

Tabelle4:MaterialflussanalyseMaschine

Lager1 Lagerkapa.[Stk] [Einh] von bis Avg.Lagerbestand [Stk] Lagerbestand [Min] Lagerreichweite [Tag] Schwund [Stk/Wo] VersptungzumKunden [Tag]

Tabelle5:MaterialflussanalyseLager

DerMaterialstrom selbst kannmit Tabelle6beschriebenwerden. Hier sollderMaterialstrom

sowohl inStckalsauch inKapazittseinheitenerfasstwerdenunddasVerhltnisvonProdukti

onslosgrezurTransportlosgre.VondiesenWertenknnenwiederMinimum,Maximumund

Durchschnittangegebenwerden.ZuletztwirdnochderTransportrhythmus (z.B.wchentlich

Freitag)indieTabelleeingetragen.

[Einh] von bis Avg.Materialstrom [Stk/Tag] Materialstrom [Min/Tag] Prod.Losgr./Transp.Losgr.

[Stk/Stk]

Transportrythm. Tabelle6:MaterialflussanalyseMaterialstrom

ErgnzendeThemen 31

BeiallenGren,dieinKapazittseinheitengemessenwerdenbietensichzweiMglichkeitenan.

IstderEngpassinderProduktioneindeutigundbekannt,sosolldieKapazittimmeraufdenEng

passbezogenangegebenwerden(VorgabezeitdesEngpasses).KenntmandenEngpassnochnicht

oderesgibtkeineneindeutigenEngpass,sowirdbeiderKapazittdieGesamtkapazittherange

zogen.

5.1.2 Kundenbestellanalyse

DieGrundideederKundenbestellanalyseistdieUntersuchung,wievielZeitvordemvomKunden

gefordertenLieferterminderKundenauftrag fixiertwird (siehe [10], [21], [22]). Dazu lsstsich

folgendegrafischeDarstellungverwenden,diealsBestellcharakteristikbezeichnetwird.

Abbildung14:BestellcharakteristikeinesFertigprodukts

Die xAchse derBestellcharakteristik ist die Lieferzeit, also die Zeitdifferenz zwischen demmit

demKundenvereinbartenLieferterminabzglichdesBestelldatums.DieyAchsegibtan,wieviel

MengeneinheitendesbetrachtetenFertigproduktsprozentuelldurchKundenbestellungenbereits

fixiertsind.DieBestellcharakteristikgibtan,wievieleBestellungenwie langevordemLieferter

minmitdemKundenvereinbart sind.DerMarktwirdversuchen,dieBestellcharakteristiknach

linkszudrcken,indemerkrzereLieferzeitenfordert.

DieBestellcharakteristik kann inder Praxis ausVergangenheitsdaten konstruiertwerden.Dazu

musseineAuftragslistemitMengen (z.B. inStck),BestelldatumundvomKundengefordertes

Lieferdatumvorhandensein.DannwirdalserstesausderDifferenzvonLieferdatumundBestell

datumdievomKundengeforderteLieferzeitbestimmtwerden.AlsnchsterSchrittmussdieVer

teilungderAuftrgenachLieferzeitbestimmtwerden.DazukanndieLieferzeitinpassendeKlas

seneingeteiltwerden.InderfolgendenTabelleistdazueinZahlenbeispielangegeben.Inderers

tenSpalteistdieLieferzeitinTageneingetragenundinderzweitenSpaltekannmanablesenwie

vieleStckmitder jeweiligenLieferzeitbestelltwordensind.DieweiterenSpaltenknnendann

basierendaufdiesenZahlenberechnetwerden.ZunchstsollendieAuftrgenicht inStck,son

dern in%ausgedrcktwerden, indemmaneinfachdieStckzahlausder2.Spaltedurchdiege

Lieferzeit

100%

t

Bestellcharakteristik

AnteilbereitsfixierterBestellungen

tTagevorLiefertermin

AnteilnochoffenerabernocherwarteterBestellungentTagevorLiefertermin

Marktforderung

ErgnzendeThemen 32

samteStckzahl(hierSumme=7500)dividiert.D.h.3%derAuftrgehabeneineLieferzeitzwi

schen0und3 Tagen.DieprozentuelleVerteilung kann auch in einem Sulendiagramm veran

schaulichtwerden(siehe

Abbildung15).

DievierteSpaltegibtdenkumuliertenProzentsatzderAuftrgeanundkanndurchschrittweises

AufsummierenderdrittenSpalteberechnetwerden.DerEintrag54%bedeutetz.B.,dass54%der

AuftrgeeineLieferzeitvonhchstens12Tagenhaben.

DieBestellcharakteristikerhltmannuneinfach,indemmandenAnteilderkumuliertenAuftrge

von100%subtrahiert.23%beiderBestellcharakteristikgebendannan,dasszwischen12und15

TagenvordergewnschtenAuslieferungerst23%derAuftrge fixiertsind.DiesoausdenVer

gangenheitsdatenermittelteBestellcharakteristikkannmitHilfeeinerStufenfunktiondargestellt

werden(siehe

Abbildung16).SchtztmanausdenVergangenheitsdatenauchnochMittelwertundStandardab

weichungdermitdemBestellumfanggewichtetenLieferzeit,sokannmandieBestellcharakteris

tikauchmitderVerteilungsfunktionderNormalverteilungannhern.

Lieferzeit Auftrge(Stck) Auftrge(%) kum.Auftrge(%) Bestellcharakteristik

03 226 3% 3% 97%

36 823 11% 14% 86%

69 1251 17% 31% 69%

912 1764 24% 54% 46%

1215 1681 22% 77% 23%

1518 852 11% 88% 12%

1821 539 7% 95% 5%

2124 210 3% 98% 2%

2427 154 2% 100% 0%

Summe 7500 100%

Tabelle7:TabellezurBestimmungderBestellcharakteristik

3%

11%

17%

24% 22%

11%

7%

3% 2%

0%

5%

10%

15%

20%

25%

AnteilanAuftrgen

geforderteLieferzeit[Tage]

ErgnzendeThemen 33

Abbildung15:VerteilungdergefordertenLieferzeit

Abbildung16:BestellcharakteristikausVergangenheitsdaten

WennfralleFertigproduktedieBestellcharakteristikvorliegt,kannmitHilfederStcklistenstruk

tur,derFertigungsplne,DerBearbeitungsundRstzeiten sowieder LosgrenpolitikdieMa

schinenOperationscharakteristikerstelltwerden.Siegibtan,wievielZeitvordemLiefertermin,

wievielKapazittderbetrachtetenMaschinedurchKundenbestellungenbereitsfixiertist.

Abbildung17:MaschinenOperationscharakteristik

DieGrafik inAbbildung17zeigt,dass tZeitperiodenvordemLiefertermindurchschnittlich90%

derMaschinenkapazittdurchKundenbestellungen festgelegt ist.Alle Formeln zurBerechnung

derMaschinenOperationscharakteristiksindin[22]zufinden.

DieseMaschinenOperationscharakteristik kann fr die Bestimmung des Vorgriffshorizont (Ab

schnitt4.2),desKapazittstriggers (Abschnitt4.3)und zurBestimmungderMTOFhigkeit (Ab

schnitt5.1.3)verwendetwerden.

0%

25%

50%

75%

100%

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27

geforderteLieferzeit[Tagen]

Bestellcharakteristik

Lieferzeit

100%

t

90%

ErgnzendeThemen 34

5.1.3 FestlegungderCONWIPKreislufe

Fr die Festlegung von CONWIPKreislufen sind folgende Kriterien entscheidend, die auf den

GrundlagernderFertigungssegmentierungbasieren:

InnerhalbeinesKreislaufsmssenalleMaterialieneinenhnlichenFertigungspfadbesit

zen.

InnerhalbeinesKreislaufsmusseinedurchgehendeLosgreverwendetwerden.

ZwischenverschiedenenKreislufensollesmglichstwenigInteraktiongeben.

AusderMaterialflussanalyse(siehe5.1.1)lassensicheinigeSzenarienableiten,diezurAufteilung

inmehrereCONWIPKreislufefhren:

1. EngpassinderderFertigung

EinGrund frdieAufteilung inmehrereCONWIPKreislufe isteinEngpassbeieinerderersten

Maschinen nach dem Rohmaterial.Die CONWIP Steuerung fhrt bei einem einzigen CONWIP

Kreislaufdazu,dassderEngpassnicht immermitArbeitsauftrgenversorgt ist.Definiertmanal

lerdingszweiKreise:einenvomRohmaterialbiszumEngpassunddenzweitenKreisvonderMa

schinenachdemEngpassbiszurFertigstellung,dannkannmandiesesProblemumgehen.

Abbildung18:AufteilunginCONWIPKreislufeBeispiel1

2. unterschiedlicheLosgren

InnerhalbeinesCONWIPKreislaufessolleineeinheitlicheLosgreverwendetwerden.Istdasin

dergesamtenFertigungnichtmglich,da ineinemBereichwegenhohemRstaufwandgrere

Losesinnvollsind,sosindmehrereCONWIPKreislufezudefinieren.

ErgnzendeThemen 35


3. paralleleFertigungslinien

WennsichderMaterialflusszumindestannherndinparalleleLinienaufspaltenlsst,dannistes

sinnvollmehrereparalleleCONWIPKreislufeanzulegen.


4. WerkstattfertigungundSerienfertigung

EineandereMglichkeitwreesmehrereCONWIPKreislufesequentiellaneinanderzu reihen,

wennzuersteinBereichmitWerkstattfertigungvorliegtunddanneinBereich,deralsreineFlie

fertigungorganisiertist.

Maschine1

Maschine2

Lager

Maschine5

Maschine6

Maschine3

Maschine4

Lager

Maschine7

Maschine8

WIP1

WIP2

ErgnzendeThemen 36


5. Ressource,aufdiemehrereLinienzugreifen

GibteseineMaschine(MaschineAinAbbildung22),aufdiemehrereProduktionslinienzugreifen,

soistessinnvolleinenCONWIPKreislaufbiszudieserMaschinezudefinierenundeinenzweiten

Kreislauf,deralleProduktionsliniennachdieserMaschinezusammenfasst.Dabeiistzubeachten,

dassdieEinlastungbeidenerstenbeiden Linien sichandemProdukt,dasMaschineA gerade

verlassenhat,orientiert.Wirdz.B.inLinie1dasProdukt1bearbeitetundinLinie2dasProdukt

2,dannistbeiFertigstellungvoneinemProdukt1beiMaschineAimCONWIPKreislaufWIP1als

nchsteswiedereinProdukt1inLinie1einzulasten.


Aus der Kundenbestellanalyse lsst sich ein weiteres Kriterium zur Definition von CONWIP

Kreislufenableiten:

ErgnzendeThemen 37

6. MaketoOrderFhigkeit

AusderMaschinenoperationscharakteristik(siehe4.2und5.1.2)undderBestimmungdeskapazi

ttsorientierten Vorgriffshorizont (siehe 4.2.1) lsst sich ein Kriterium fr dieMake to Order

Fhigkeit(MTOFhigkeit)ableiten(sieheauch[22]).

WenndieSummeausderminimalerforderlichenDurchlaufzeitunddeskapazittsorien

tierten Vorgriffshorizont kleiner oder gleich wie die mittlere MaschinenLieferzeit ist,

dannistdiebetrachteteMaschineMTOfhig.

WenndieSummeausderminimalerforderlichenDurchlaufzeitunddeskapazittsorien

tiertenVorgriffshorizontgreralsdiemittlereMaschinenLieferzeit ist,dann istdiebe

trachteteMaschinenichtMTOfhig.

MitdieserEntscheidungsregellsstsichfrjedeMaschinedieMTOFhigkeitfeststellen.Die

Aufteilung inCONWIPKreislufehatnun so zu erfolgen,dass vom Kunden ausgehend alle

Maschinen,dieMTOfhig sind, zueinemKreislauf zusammengefasstwerden.Der restliche

Bereichmuss als Produktion auf Lager (MTS) organisiertwerden und stellt einen eigenen

CONWIPKreislaufdar.


Fr alle definierten CONWIPKreislufe sind dann die Parameter Umlaufbestandsgrenze, Vor

griffshorizont,KapazittstriggerundPriorittsregelnfestzulegen.

5.2 UmsetzungvonCONWIPinSAPR/3

Frdie IntegrationvonCONWIP inSAPR/3mussdieUmsetzungder fnfEinstellparameter si

chergestelltwerden.EsgehtindiesemAbschnittnichtumdieMethodenzurErmittlungdernti

genParameterfrCONWIP(siehedazuKapitel3.3),sondernumdietechnischenMglichkeiten,

diesichdurchdieUmsetzungdieserMethodeinVerbindungmitSAPR/3ergeben.ZumAbschluss

Maschine1

Maschine2

Maschine3

WIP1 WIP2

Maschine4

Maschine5

Maschine6

Maschine7

MTS MTO

ErgnzendeThemen 38

wirdnocheineMglichkeitwieKomponentenoderBeschaffungsteileindasSystemeingebunden

werdenknnen,beschrieben.

GrundstzlichwirdeinCONWIPKreislaufalseigenerArbeitsplatz inSAPR/3dargestellt.Sind im

CONWIPKreislaufmehrere planungsrelevante Arbeitspltze enthalten, sollte versucht werden

den CONWIPrelevanten Arbeitsinhalt als einzelnen DummyArbeitsvorgang darzustellen.Da

durchkanndiegrtmglicheUnabhngigkeitvondenAnforderungenderFertigungssteuerungen

erreichtwerden.

DenAusgangspunkt frdiePlanungstelltderMPS (MasterProductionSchedule)dar,dadieser

nochunabhngigvonderverwendetenPlanungsmethode ist.Dieserwirdwiebisher inSAPR/3

erstellt,wobeiinderLosgrenbildungbereitsdaraufeingegangenwird,dassdieLosgreinner

halbderCONWIPKreislufenachderMaterialfreigabedurchgehendeingehaltenwird.

SeitensderParametererfordertdieAbbildungderCONWIPLogikkeinegrundlegendneuenEin

stellungenimSAPR/3,dagrundstzlichallefnfnotwendigenParameterinirgendeinerFormim

SAPR/3abbildbarsind.DieSchwierigkeitbestehtnunvielmehrdarin,ineinevollkommenunter

schiedlichePlanungsphilosophiedasMRPIIKonzeptCONWIPzuimplementieren.Planerbzw.

AVMitarbeiter versuchen im SAP R/3mitHilfe von oft sehrmchtigenWerkzeugen,meist in

Form von Plantafeln, das Ergebnis des Planungslaufs (auch alsMRPLauf bzw.Dispositionslauf

bezeichnet)aufdiefinitenProduktionsressourcenabzustimmen.

DazubedientsichdasPlanungssystemderimERPSystemhinterlegtenStammdaten,wieArbeits

plnenundKapazittsprofilen.

5.2.1 Kapazittstrigger

DerKapazittstrigger,welchersicherstellensoll,dassgenugKapazittfrdieAuftrgevorhanden

ist,wirdinSAPR/3mitHilfederKapazittsauswertungjeArbeitsplatzumgesetzt.DurchdenMRP

LaufwerdendiePlanauftrgedurchdiehinterlegtenArbeitsplneaufgelst.DieKapazittsaus

wertung,wie inAbbildung24dargestellt,erlaubtesdieKapazittenzukumulieren. Indergrafi

schenDarstellungderKapazittsauswertung istessomitmglichdaskumulierteKapazittsange

botunddenkumuliertenKapazittsbedarf jeArbeitsplatzvisualisierenzu lassen.Ziel istesnun,

dassderkumulierteKapazittsbedarfkleinerodergleichdemkumuliertenKapazittsangebotist.

WenndasnichtderFallist,ergibtsichdarausdielogischeKonsequenz,dassdieAuftrge,dieber

demKapazittsangebot liegen,nichtzumgewnschtenZeitpunkt fertiggestelltwerdenknnen.

Sokann imRahmenderMglichkeiten (variableZeitmodelle,AuslagerungderProduktion,etc.)

versuchtwerdendasKapazittsangebotanzupassen.Besondersgeeignetistdazueinekumulative

Kapazittsvorschau,wiesieinAbschnitt4.3und4.3.1bereitsbeschriebenwurde.

ErgnzendeThemen 39

Abbildung24:Kapazittstrigger

5.2.2 Umlaufbestandsgrenze

Allgemeingilt,dassderArbeitsplatzdeserstenArbeitsvorgangsfrdieMaterialfreigabeundda

mitfrdieEinhaltungderUmlaufbestandsgrenzeverantwortlichist.ImSAPR/3wirdbeimEinlas

tenderPlanauftrgegegendiemaximalverfgbareKapazitt jeArbeitsplatzunterBercksichti

gungeinesNutzungsgradesgebucht.UmCONWIPeinsetzen zu knnen,musshieranstelleder

maximalverfgbarenKapazittjeArbeitsplatzdieUmlaufbestandsgrenzeeingetragenwerden.

DieUmsetzungderUmlaufbestandsgrenze,welchedasKernelementvonCONWIPdarstellt,wird

nun inderFreigabelogikvonPlanauftragzuFertigungsauftrag integriert.Dazuwirddietabellari

schePlantafel,siehe inAbbildung25,verwendet.HiersindnunallePlanauftrge jeArbeitsplatz

dargestellt, die im Vorgriffshorizont liegen. In Abbildung 25 sind diese einplanbaren Auftrge

durchdieAuftragslisteinderRubrikAnsichtPlanauftrgefreigabefhigdargestellt.AlleAuftr

ge,dienichtinnerhalbdesVorgriffshorizontsliegen,sindinderRubrikAnsichtPlanauftrgenicht

freigabefhigaufgelistet.

5.2.3 Einlastregel

DieEinlastregelkannfrdenCONWIPArbeitsplatzindertabellarischenPlantafeleingestelltwer

den.DazuistesnotwendigimStrategieprofilunterEinplanreihenfolgediesezudefinierenundals

KapazittsangebotdiezuvorbeschriebeneCONWIPVariantezuverwenden.DiePlantafel,darge

stelltAbbildung25,wirdautomatischnachderEinlastregelsortiert,wobeinurPlanauftrgeent

halten sind.Wenn Einlastregeln gewnschtwerden, die SAP nicht abbilden kann,muss in der

PlantafeleinezustzlicheSpalteangefgtwerden,inderdieBerechnungendurchgefhrtwerden.

InderEinplanreihenfolgewirddanndieseSpaltezurSortierungherangezogen.DieEinplanungs

reihenfolgekommtallerdingsnurdannzurAnwendung,wennmehralszweiAuftrgealsFerti

gungsauftrge eingelastetwerden sollen.Wird nur ein Planauftrag zu einem Fertigungsauftrag

umgesetztalso indieFertigungeingelastet isteinemanuelleEinlastungunabhngigderEin

lastregeldurchdenPlanerjederzeitmglich.

Kapazittsangebot

Kapazittsbedarf

ErgnzendeThemen 40

Abbildung25:TabellarischePlantafel

5.2.4 Abarbeitungsregel

Bei derAbarbeitungsregelwerden in der Plantafel nurmehr Fertigungsauftrge angezeigt, die

noch nicht an demArbeitsplatz inBearbeitung sind.Allerdings kann dieAbarbeitungsregel fr

komplexereRegelnwiez.B.Leastslackperremainingoperationsnurdannsinnvollumgesetzt

werden,wennbeiderUmsetzungvonPlanauftragzuFertigungsauftragdieVorgngenichtpau

schalfreigegebenwerden,dasonstnureinmalzuBeginndieArbeitspapieregedrucktwerdenund

somitdieAusfhrungderAbarbeitungsregel inderFertigungnichtmehr inSAPR/3abgebildet.

WenndieVorgngebeiderUmsetzungnichtfreigegebenwordensind,muss jederVorgangein

zelnumgesetztwerden.DabeiwerdenfrjedenVorgangdienotwendigenArbeitspapiereerstellt.

BeieinfachenAbarbeitungsregelnwiez.B.FCFS,EDD,SPT istesmglichdieVorgngepauschal

umzusetzen,dahierdieAuftrgenurdurchdieFertigunggeschobenwerdenunddasErkennen

derPriorisierungfrdenMaschinenbedienersehreinfachist.

5.2.5 Vorgriffshorizont

InderCONWIPLogikwird lediglichderArbeitsvorratderPlanauftrgeaktuellgehalten,dieend

gltigeFixierungeinesProduktionsauftragserfolgtzumsptestmglichenZeitpunkt,nmlicherst

dann, wenn im jeweiligen Produktionsbereich Kapazitt freigeworden ist, also die Umlaufbe

standsgrenzeunterschrittenwurde.DabeiwirdderzudiesemZeitpunktverfgbareInformations

stand bercksichtigt, somitwerden Termin undMengenverschiebungen von der Bedarfsseite

(Kundenauftrge,Abrufe,etc.),alsauch interneOutputrelevanteGegebenheiten,wie z.B.Ma

schinenprobleme,indiePlanungeingebunden.

Produktnummer Durchschnittlicher Verbrauch [Stk/Tag]

FW-Lager [Stk] Reichweite FW-Lager [Arbeitstagen]

Summe freigebenene Fertigungsauftrge [Stk]

Reichweite FW Lager + Umlaufbestand [Arbeitstagen]

Durchschnitt 1364 8000 6,8 18727 22,3Fertigungs-auftragsnummer

Produktnummer geplante Stck [Stk]

Summe Arbeitsinhalte an allen Anlagen (Rsten + Bearbeiten) [min]

sptester Liefertermin an FW Lager

Summe 206000 82400,0Fertigungs-auftragsnummer




Summe 213500 85400,0Fertigungs-auftragsnummer




Summe 213500 85400,0

Ansi

cht P

lana

uftr

ge

Frei

gabe

fhi

gAn

sich

t Pla

nauf

trge

nic

ht F

reig

abef

hig

- Be

darfs

vors

chau

Ansicht FW-Bestand Produktbezogen

CONWIP Auftragsliste

Ansi

cht F

W-B

esta

nd P

rodu

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zoge

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sich

t Um

lauf

best

and

Ferti

gung

sauf

trge

- Be

reic

hsbe

zoge

n

Ansicht Planauftrge Freigabefhig

Ansicht Umlaufbestand Fertigungsauftrge -

Bereichsbezogen

Ansicht Planauftrge nicht Freigabefhig -

Bedarfsvorschau

ErgnzendeThemen 41

DieRobustheitderPlanung,die indiesemZusammenhangalsMafrdieReaktionsmglichkeit

aufdieVariabilittderProduktiongesehenwerdenkann,sollteindenmeistenProduktionsszena

riendurchdenEinsatzvonCONWIPpositivbeeinflusstwerden.

Abbildung26:Vorgriffshorizont

DieUmsetzungdesVorgriffshorizontserfolgt imSAPbereinSelektionsprofil, indemmandefi

nieren kann, frwelchen ZeitraumAuftrge selektiertwerden knnen. InAbbildung26 ist ein

Selektionsprofil dargestellt.Der Selektionszeitraum spiegelt denVorgriffshorizontwider,wobei

derStartterminnegativseinsollteumauchdenRckstandbercksichtigenzuknnen.DasEndda

tumistjenesDatum,welchesmanfrdieVorschauverwendenwillalsoderVorgriffshorizont.

5.2.6 Beschaffungsteile

ImSAPR/3werdenbeiderBeschaffungderKomponentendieEigenfertigungszeitdesgefertigten

Produktsbercksichtigt.DieseZeitenwerdenvomEckendterminabgezogen,umdenBedarfster

minfrdieKomponentenoderBeschaffungsteilezuermitteln.

DiemeistenAutorengehenvonPlanungsszenarienaus,beidenendieRohstoffekeinekritische

Gredarstellen.Daskanndadurchgegebensein,dassdieseKomponentenaufgrundihresgerin

genWertes immerausreichendvorhandensindoderwegeneinersehrkurzenBeschaffungszeit

nicht geplant werden mssen. Besonders geeignet in einem CONWIPSzenario ist aber die

verbrauchsgesteuerteDispositionderKomponenten.

Durch IntegrationdesklassischenMRP IIAnsatzesknnendieKomponentenbedarfeaberauch

beiCONWIPgesteuertenProduktionsbereichenzumindestmitgleicherGenauigkeitwiebeiher

kmmlichen Dispositionsverfahren geplant werden. Die Produktionssteuerungslogik CONWIP

funktioniertallerdingsanders.DieArbeitsschrittewerdenzumletztmglichenTermineingeplant,

sodassnurmehreine technischePufferzeitzwischendenArbeitsgngenvorhanden ist.DieZeit

zwischenEckendterminundEckstartterminbeschreibtdenVorgriffshorizontdargestellt inAbbil

dung27.DieZeitzwischenEckstartundterminiertemStarttermindeserstenArbeitsgangesistals

ErgnzendeThemen 42

PufferzeitfrdieBeschaffungderKomponentengedacht. InCONWIP istdieSicherheitszeitsehr

klein,dahiernurtechnischeRestriktionenbercksichtigtwerden.

Abbildung27:SAPTermine

WerdennundieKomponentenzuBeginndesVorgriffhorizontsalsodemEckstartterminbestellt,

istdasMaterialindenmeistenFllenzufrhda,dasichderVorgriffshorizontberdiegleitende

MittelwertsbildungausdenVergangenheitsdatenpluseinerKorrekturberdieBestellcharakteris

tik,wiein4.2beschrieben,errechnet.Umzuvermeiden,dassdasMaterialzufrhbestelltwird,

solltendieKomponenteneinzelnauf ihrenBedarfsterminuntersuchtwerden.DashatzurFolge,

dassmanMaterialienmit krzerer Eigenfertigungszeit ermitteln kann.Diese krzere Zeitwird

dannalsDispositionsparameterfrdieBeschaffungverwendet.

DaszeigtaberauchdieGrenzenvonCONWIPSystemenbzw.PullPlanungsmethodenimGenerel

lenauf,dabeiProduktionsbereichen,indenendieBedeutungderKomponentenbeschaffungund

lagerungdenwirtschaftlichenErfolgdeterminiert,dieseSteuerungsmethodennicht zumErfolg

fhrenmssen.

5.3 EinbindungvonFremdbearbeitung

ImRahmen vonUnternehmensprojektenergab sichdieNotwendigkeitModelle zurEinbindung

vonFremdbearbeitungzuuntersuchen(siehe[12],[23]).EsstelltesichdieFrage:WelcheAuswir

kunghateinFremdbearbeitungsschrittaufeinCONWIPSystemundwiesollerintegriertwerden?

KonkretwurdenzweimglicheModelleinBetrachtgezogen.

5.3.1 Modell1EinbindungmittelsPlansteuerung

DiesesModell istaufeinertraditionellenEinzelbestellungaufgebautund istfrCTeile,sowieB

TeilemitunregelmigemVerbrauchgeeignet.Esberuhtdarauf,denBedarfvonmehrerenPerio

denzueinerLosgrezusammenzufassenundaufeinmalabzuarbeiten.DerProzessablauffunkti

oniert dabei folgendermaen: Nachdem die internen Bearbeitungsschritte vor der geplanten

Fremdbearbeitungabgeschlossensind,kommtdieWareindasAusgangslagerdesoutsourcenden

Unternehmens.DortwirddieWaresolangegelagert,biseinevorherdefinierteTransportlosgre

erreichtwird.Diesewirddann zumFremdbearbeiter transportiertund indessenEingangslager

deponiert.JenachbentigterFertigteilmengeentnimmtnunderFremdbearbeiterdieMaterialen

ausdemEingangslagerundbeginntmitderBearbeitungderTeile.NachdemdieBearbeitungab

ErgnzendeThemen 43

geschlossen ist, legtderFremdbearbeiterdieBauteile inseinemAusgangslagerab,dievondort

wieder zum outsourcendenUnternehmen transportiertwerden. Anschlieend knnenweitere

Bearbeitungsschritte durch das outsourcende Unternehmen, neuerliche Fremdbearbeitungs

schritte,dieVerpackungundderVersandfolgen.

DerFremdbearbeitererhltbeiBedarfeineBestellungundzustzlichdiezubearbeitendenTeile.

nach demAblauf einer definiertenbergangszeitwird das bearbeiteteMaterialwieder abholt

undweiterbearbeitet.DiesebergangszeitbeimFremdbearbeiter istdernotwendigeeinzustel

lendeParameterbeidiesemModell.

5.3.2 Modell2KonstanterBestandbeimFremdbearbeiter

Anders alsbeimerstenModell liegthiereinRahmenvertragberdie jhrlich geplanteAbsatz

mengezuGrunde.LediglichdieAbrufabwicklungwirddurchdiesesModellbestimmt.DasModell

2 ist frATeilemit geringenAbrufschwankungen und hochfrequentierteBTeile geeignet und

beruhtaufeinemklassischenLieferantenKANBANSystem.

DerProzessablaufgestaltetsichhierfolgendermaen:NachdemdieinternenBearbeitungsschrit

tevordergeplantenFremdbearbeitungabgeschlossensind,kommtdieWare indasAusgangsla

gerdesoutsourcendenUnternehmens.DortwirddieWaresolangegelagert,biseinevorherdefi

nierteTransportlosgreerreichtwird.DiesewirddannzumFremdbearbeitertransportiertund

indessenEingangslagerdeponiert.DieseSchrittestimmennochmitModell1berein.DerUnter

schiedbestehtnundarin,dassbeimFremdbearbeiterbereitseindefinierter, fertigbearbeiteter

Bestandvorhandenist,derbeiderAnlieferungderneuenTeilemitgenommenwird.EinBearbei

tungsauftrag entsteht beim Fremdbearbeiter somit nichtmehr durch die Bestellung, sondern

durchdasAbholenundAnliefernderTeile.DerBestandmussnunbis zumnchstenTransport

wiedernachproduziertwerden.DerVerlaufnach demAbholenderbearbeiteten Teile verluft

wiederumgleichwiebeimModell1.DamitnundiesesModelleinsatzfhigist,mussbeimFremd

bearbeiterimmereingewisserBestandanfertigbearbeitetenMaterialenvorhandensein.

DerParameterBestandbeimFremdbearbeiter isteinSchlsselparameter frdasbeschriebene

Modell.Dabei istzuerwhnen,dasshauptschlichnurdie fertigbearbeitetenTeile (Fertigteile)

frdasModelleineRollespielen.DieRohmaterialanlieferungmussallerdingssoweitgewhrleis

tet sein,dassbeim Fremdbearbeiter immer genugRohmaterialen zurVerfgung stehen,damit

dieser den geforderten Fertigteilebestand aufrechterhalten kann. Der Fertigteilebestand beim

LieferantenmussnunzumeinendenKundenabrufbedienenunddarfzumanderennichtzuhoch

gewhltwerden,daansonstenunntigeBestandskostenentstehen.DerBestandbeimFremdbe

arbeitersollkonstantgewhltwerdenundimNachhineinnurmehrseltengendertwerden.

ErgnzendeThemen 44

Esmuss immergenaudieMengeangeliefertwerden,dieauchabgeholtwird.Dadurchwirdga

rantiert,dassimmerdiegleicheMengeanMaterialbeimFremdbearbeiterliegt.

DerzweitewichtigeParameter indiesemModell istdieWiederbeschaffungszeitderFertigteile

beimFremdbearbeiter,dieangibt,wie langederFremdbearbeiterbentigtbzw.bentigendarf,

umdendefiniertenFertigteilebestandnachzuproduzieren.EineentscheidendeRollespieltdabei

dieKapazittdesFremdbearbeiters.

5.3.3 EinbindungineinCONWIPSystem

FrdieEinbindungeinesFremdbearbeiterswirddasCONWIPSystemumeinenexternenArbeits

platz,derdieFremdbearbeitungdarstellen soll,ergnzt.Dabei ist zubercksichtigen,dass sich

derParameterUmlaufbestandsgrenze immeramEngpassausrichtensoll,welchernatrlichauch

dieFremdbearbeitung seinkann.UmdasCONWIPSystemnichtunntigauszulasten, solltedie

BearbeitungszeitdesFremdbearbeitersaufeinMinimumreduziertwerden,wodurchderBedarf

eineseffizientenEinbindungsmodellsanBedeutunggewinnt.

BeiVerwendungdesModells1trittdieProblematikauf,dassdieTeile,dieauerHausbearbeitet

werden, aus demUmlaufbestand genommenwerdenmssen. BeimModell 2wird immer die

gleiche Anzahl an unbearbeiteten Teilen zum Fremdbearbeiter geliefertwie bearbeitete Teile

abgeholtwerden,damitiststetsdiegleicheMengeanUmlaufbestandimUnternehmen.Weiters

sinktbeidiesemModelldiebergangszeitdesFremdbearbeitungsschrittesaufdieTransportzeit

bzw.denTransportrhythmus.DadasModell2ebensowieCONWIPeinselbststeuerndesSystem

ist, bietet es die besten Voraussetzungen fr die Implementierung innerhalb eines CONWIP

Systems.DasModell1hingegen istplangesteuert,d.h.esmusseinezustzlichePlanungvorge

nommenwerden,umdieAuftrgeeinzulasten.

BeiderSimulationbeiderModelleanhandvonrealenUnternehmensdatenzeigtesich,dassunter

idealenBedingungen (starkfrequentierteTeile,regelmigerBedarf)dasModell2einewesent

lichkrzereDurchlaufzeitgarantiert.Beigeringer,ungleichmigerNachfrage istallerdingsdas

Modell1vorzuziehen,daimModell2einehoheLiefertreuenurdurcheinenextremhohenLager

bestandbeimFremdbearbeitererkauftwerdenkann.

Literaturverzeichnis 45

6 Literaturverzeichnis

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