PPS / Betriebslehre / Fertigungssteuerung Prof. Dr. Wolfgang Schwalbe Neuere Ansätze zur...

PPS / Betriebslehre / FertigungssteuerungProf. Dr. Wolfgang Schwalbe

Neuere Ansätze zur Fertigungsorganisation

Eine kritische Betrachtung

NP


Neuere Ansätze zur Fertigungsorganisation

JIT = Just in Time

ELL = Eingangssystem Lieferantenlager

KANBAN = Karte

Vergleich Kalkulationsarten

MRPII = Management Resources Planning

Fortschrittszahlenkonzept

BOA = Belastungsorientierte Auftragsfreigabe

OPT = Optimized Production Technolgie

Leitstand

Lean Production

Fraktale Fabrik


Just in Time (JIT)

• Entwickelt von Toyota, Anfang der 70er Jahre• Bereitstellung der Rohstoffe und Teile

– in der (genau) benötigten Menge– zum (genau) richtigen Zeitpunkt– an der (genau) richtigen Stelle

• JIT befasst sich mit den Zeiten, in denen das Produkt keine Wertsteigerung erfährt und versucht diese zu minimieren

• Produktionssynchrone Beschaffung der Werkstoffe• Fertigung auf Abruf• Ersetzen großer Lagerbestände und Materialpuffer durch

Information• Heute wird produziert, was morgen benötigt wird• Lager auf der Autobahn?


Just in Time (JIT)

NP


Just in Time (JIT)

– Fehler in der Fertigung verringern

– Lagerbestände reduzieren

– Produktideen schnell in die Tat umsetzen

– Durchlaufzeiten verringern

– Produkte ohne Zeitverzögerung fertigen

– Kunden schnell beliefern

– Produktivität steigern

Ziele


Eingangssystem Lieferantenlager

Lieferer

Betrieb

vorher

Lieferer

Spedition

Betrieb

AnlieferungAbruf

danach ELL → Eigentumsübergang an Betrieb erstdurch Entnahme der Fertigung



• Grundsätze:

– Gemeinsame Entwicklung von Betrieb und Spediteur (und Zulieferern)

– Prinzip der freiwilligen Teilnahme der Zulieferer– Rohstoffe / Teile bleiben bis zum Abruf des Betreibers Eigentum

des Zulieferers (!)– Spediteur ist neutraler Dritter; er muss das Vertrauen von

Betrieb und Zulieferern haben– Wird neuerdings auch Konsignationslager genannt bwz. „Cross

Docking“



• Hauptaspekte:

– Ein einziges Lager für Betrieb und Zulieferer– Aus der Sicht des Betreibers: JIT-Anlieferung möglich– Spediteur (als Lagerist) verursacht (höhere) Kosten

→ Wer bezahlt das Lager?

→ Einsparungen bei Betrieb / Zulieferer?

⇒ exakte Kosten-Nutzen-Analyse nötig



• Vorteile Betrieb:

– Weniger Handling– Kleinere Lagerfläche– Vermindertes Personalobligo– Höhere Transparenz– Reduzierte Anlieferfrequenz– Höhere Flexibilität– Höhere Teileverfügbarkeit– Geringerer Rohstofflagerbestand



• Vorteile Zulieferer:

– Produktion in optimaler (größerer) Losmenge– Kleineres eigenes Lager– Weniger Handling– Geringere Transportkosten– Einfachere Fakturierung– Höhere Transparenz → Einsicht in die Dringlichkeit des Bedarfs– Reduziertes Lieferungsrisiko (Streik, Witterung)– Für Ausländer: Ausgleich der JIT-Nachteile



• Nachteile / Risiken:

– Fakturierung nach Verbrauch– Sonderfahrten vom Lagerist– Komplizierte QS-Abwicklung– Höherer organisatorischer Aufwand– Höhere Qualifikation der Mitarbeiter– Abhängigkeit vom Lageristen

• Bekannte Anwender: Bosch, VW


KANBAN (= Karte (Informationsträger))

• Prinzip: 1 Arbeitskiste und 1 volle Kiste. Wird die Arbeitskste leer, dann wir die volle Kiste zur Arbeitskiste und die leere Kiste neu aufgefüllt (durch neue Produktion).

• KANBAN = bedarfsorientierte Steuerung• Fertigung fest vorgegebener Produktionsmengen, hierbei

Ausrichtung an Transport-Behältern (KANBAN-Behälter)• Mindestbestandssystem• Letztes Teil in der Kiste löst den Nachfüllvorgang aus (Hol-Prinzip)• Führt zu organisatorischen Verbesserungen bei Umrüstvorgängen• Ist auch für Zulieferer anwendbar (Japan: Automobilindustrie),

Voraussetzung: Enge Verflechtung• In Deutschland nicht global einsetzbar (aber in Teilbereichen)

Frage: welche fest vorgegebene Produktionsmenge soll man wählen??


KANBAN (= Karte (Informationsträger))

Prinzip:

NP


Vergleich Kalkulationsarten

Nr. Kostenart A B

1 MEK 1350,- 255,-

2 MGK 15% 202,50 38,25

3 (1+2) MK 1552,50 293,25

4 FEK 2340,- 120,-

5 FGK 210% 4914,- 252,-

6 (4+5) FK 7254,- 372,-

7 (3+6) HK 8806,50 665,25

8 VwGK 18% 1585,17 119,75

9 VtGK 21% 1849,37 139,70

10 (7+8+9) SK 12241,04

924,70

Nr. Kostenart A B

1 MEK 1350,- 255,-

2 TKBS 148,50 5,10

3 LKEL 94,50 6,38

4 MGK 5% 67,50 12,75

5 (1+4) MK 1660,50 279,23

6 FEK 2340,- 120,-

7 TKIT 362,70 11,16

8 LKZL 198,90 6,60

9 FGK 190% 4446,- 228,-

10 (6+9) FK 7347,60 365,76

11 (5+10) HK 9008,10 644,99

12 VwGK 18% 1621,46 116,10

13 TKAB 747,67 29,02

14 LKVL 540,48 25,80

15 VtGK 8% 720,65 51,60

16 (11+15) SK 12638,36 867,51

TransportkostenBeschaffung

LagerkostenEingangslager

TransportkostenInnerbetriebl. Trans.

LagerkostenZwischenlager

TransportkostenAbsatz

LagerkostenVersandlager

Erweiterte elektive Zuschlagskalkulationmit Ausweis von Logistikkosten als Einzelkosten

Herkömmliche elektive Zuschlagskalkulation

MEK: MaterialeinzelkostenMK: MaterialkostenFEK: FertigungseinzelkostenFK: FertigungskostenHK: HerstellkostenSK: SelbstkostenMGK: MaterialgemeinkostenFGK: FertigungsgemeinkostenVwGK: VerwaltungsgemeinkostenVtGK: Vertriebsgemeinkosten


Entwicklung des MRP-Konzepts

MRP(50-60er Jahre)

MRP I(60-80 Jahre)

MRP II(ab 80er Jahre)

• Berücksichtigung der Produktionskapazität (Personal, Betriebsmittel)• Hierarchische Planung• Betriebswirtschaftliche Aspekte• Simulation (Variantenüberprüfung)• Einbettung in logistisches Gesamtkonzept

Material Requirements Planning• Als Produktionsplanungssystem konzipiert• Bedarfsgesteuerte Disposition• Keine integrierte Produktions- u. Programmplanung• Ungenügende planerische Unterstützung

Manufacturing Resources Planning• Als integriertes Ressourcenplanungs- u. –steuerungs- system konzipiert• Planung der Produktionsfaktoren• Programmplanungsmodul als zentrale Schnittstelle• Simulationsfähigkeit und „Closed-Loop-Prinzip“

Wirtschaftsplanung

Absatzplanung

Entwicklungsplanung

Werkstattsteuerung

Produktionsprogrammplanung

Material Requirements Planning

Kapazitätsbedarfsplanung

MRP I (Manufacturing Resources Planning)

MRP II (Management Resources Planning)

NP



Tage

Mengeneinheite

n

Vorlauf

Rück-stand

Vorlauf inMengen-einheiten

Vorlauf in Tagen

Gegenwart

Kumulierte geplanteProduktionsmenge =Soll-Fortschrittszahl

Kumulierte Ist-Produktionsmengen =Ist-Fortschrittszahl



NP


Smith, G.: OPT-System

• OPT = Optimized Production Technologie

• Ziel: Fertigungssteuerung optimieren

• Beschäftigt sich mit Engpasskapazitäten

• Trennung in kritische und unkritische Aufträge

• Kritische Aufträge: Vorwärtsterminierung → Priorität

Ausgangspunkt: aktueller Zeitpunkt (t1)

• Unkritische Aufträge: Rückwärtsterminierung und Anpassung an die kritischen Aufträge Ausgangspunkt: Liefertermin Erzeugnis (t2)

t1 t2 t

Vorwärts

Rückwärts


Belastungsorientierte Auftragsfreigabe

• Statistisch orientierte Auftragsablaufkontrolle innerhalb der Fertigungssteuerung

• BOA geeignet für Einzel- und Serienfertigung variantenreicher Produkte

• Grundlage: Trichtermodell:Annahme: Jede Kapazitätseinheit einer Fertigung wird durch die Größen „Zugang“, „Bestand“ und „Abgang“ in seinem Durchlaufverhalten vollständig beschrieben

– Ankommende und bereits vorliegende Lose sind die wartenden Aufträge

– Nach der Bearbeitung kommen sie aus dem Trichter– Trichteröffnung symbolisiert Leistung



NP


PPS und Leitstand - Systemhierarchie

PPS

Leitstand 1 Leitstand 2

Zähler

Drucker

BDE-Terminal

Impulsgeber

Plotter

Lagersystem

Qualitätskontrolle

Fertigungsinsel

Lagerbewegungen

Transportsteuerung

Auftragsabrechnung

Controlling

Betriebsdatenerfassung

NC

-Steuerung

HOST-Ebene:

Wo

rkstation

-E

ben

e:

Steu

eru

ngs-E

ben

e:

NP


PPS und Leitstand

Detaillierungsgra

d

Horizont

Leitstand

PPS

Freigabe Planungs-horizont

Heute

PPS und Leitstand haben einen unterschiedlichen Horizont und Detaillierungsgrad


Vergleich Handwerks- u. Massenfertigung in derMontagehalle: 1913 gegenüber 1914

Montagezeit in Minuten späte handwerkliche Fertigung Herbst 1913

Massen-produktion

Frühling 1914

Zeitersparnis in %

Motor 594 226 62

Magnetzünder 20 5 75

Achse 150 26,5 83

Zusammenbau größerer Aggregate zum Gesamtfahrzeugbau

750 93 88

Anmerkung: „Späte handwerkliche Fertigung“ enthielt viele Elemente der Massen- produktion, insbesondere konsistent austauschbare Teile und extreme Arbeitsteilung (Taylorismus). Die große Änderung von 1913 zu 1914 bestand im Übergang von der stationären Montage zum Fließband.


Lean Production = Lean Management

• Bestandteile der Lean Production

NP



• Ausgangspunkt: Toyota, Anfang der 60er Jahre„DAS UNTERNEHMEN ALS GEMEINSCHAFT“

• WIR Gefühl • Gruppenarbeit (Teams mit 3-5 Personen mit Teamgeist und

hohem Fachwissen)• Flexible Arbeitszuordnung• Aktives Eintreten für Unternehmerinteressen• Niedriger Krankenstand• Lohnsystem auf Basis Betriebszugehörigkeit• Bessere Produktqualität (neue Produktideen, mehr

Verbesserungsvorschläge)• Kaum Lagerbestände (Anpassung an Fertigungssituation)• Kürzere Lieferzyklen• Niedrigere Fertigungskosten (geringe Rüstzeiten, weniger

Maschinenausfälle)• Wettbewerbsvorteile (Flexibilität gegenüber Kunden)



• PRINZIPIEN DER LEAN PRODUCTION:

• Kaizen-Prinzip (permanter Wandel, Kai=Wandel, zen=das Gute)

• TQM (Total-Quality-Manegement, absolute Fehlerfreiheit in der Produktion)

• JIT (Just-in-Time)



Beispiel: Lean Production bei der Porsche AG– Einführung 1994, da sich die Porsche AG in den roten Zahlen befand

– Einführung von vier großen Veränderungen:• Kaizen (ständige Verbesserung)• Änderung der gesamten Organisation der Fabrik zur Verbesserung des

Materialflusses• Mitarbeiter bekommen mehr Verantwortung• Änderung der Aufbauorganisation: Abbau von 15% des Managements,

Lenken der Aufgabenstellung durch Profit-Center

– Ergebnisse:• 22% weniger Fehler• 20% geringere Fertigungskosten• 50% weniger Vorräte• 1000 qm weniger benötigte Fläche

NP


Fraktale Fabrik

• Ausgangspunkt: Warneke (Präsident Frauenhofer-Gesellschaft und IPA), Anfang der 90er Jahre

• Fraktale in der Mathematik = Gebilde mit hohem Ordnungsgrad, entdeckt Anfang der 80er Jahre von Benoit Mandelbrot

• „Revolution in der Unternehmensstruktur“

• „Ich will zu neuem Denken aufrufen, denn die meisten Manager und Wissenschaftler rennen nur noch Konzepten hinterher, die aus Japan zu uns herüberschwappen.“

• Die Japaner werben in der westlichen Welt bewusst für Strategien, die aus ihrer Sicht bereits veraltet sind.


Fraktale Fabrik

„Ein Fraktal ist eine selbständig agierende Unternehmenseinheit, deren Ziele und Leistungen beschreibbar sind.“

• Selbstähnlichkeit– Unternehmen vollständig in einzelne Fraktale aufgeteilt; jedes

organisiert wie ein kleines Unternehmen– Alle ähnliche Ziele– Selbstorganisation der einzelnen Fraktale

• Selbstorganisation– Gruppieren sich selbständig– Globales Unternehmensziel als lokales Ziel– Hohe Flexibilität


Fraktale Fabrik

• Dynamik / Vitalität– Veränderbarkeit der Fraktale, Anpassen an Neuerungen

→ Zusammenarbeit mehrerer Fraktale– Auflösen der Fraktale nach erfüllter Aufgabe

• Zielorientierung– Quantifizierbar– Realistisch– Transparent, klar definiert

• Mitarbeiter– „DER MENSCH IM MITTELPUNKT“– Mensch, Individuum und Hoffnungsträger– Wohlfühlen → Ideen, Potentiale, Kreativität– Motivation: materielle Belohnung, Prämien, Anerkennung– Es zählt die Leistung des ganzen Fraktals, nicht einzelner MA


Fraktale Fabrik

NP


Fraktale Fabrik

• Wir sehen jetzt einen kleinen Film

NP


Rückkehr zum Taylorismus

NP



• Backnanger Zeitung vom 11.02.2010

• Mercedes Benz kehrt mehr und mehr zum Taylorismus zurück

• Der Mensch als Handlanger der Maschine• Stupide Handgriffe in kürzester Zeit• An deutschen Fließbändern fühlen sich Arbeiter

zunehmend wie moderne Sklaven• Ein Arbeitsschritt dauert 130 Sekunden

Ergebnis: Die Industrie kehrt zum Taylorismus zurück, wir sind in einem der wichtigsten Ansätze wieder auf dem Stand von 1914



NP


Schlussfolgerungen

• Konzepte kritisch für den eigenen Betrieb anschauen

• Eventuell Teillösungen realisieren• Freiräume belassen• Gesunden Menschenverstand einsetzen

• Es gibt keine absolute Wahrheit

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