Poduktion 2.0 (Subject) / Integrative Ansätze (Lesson)

Integrative Ansätze

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• Planungstheoretische Grundlagen Unterscheidung nach dem Kriterium der -          Vorgehensweise o       Simultan Planung o       Sukzessiv Planung -          Planungsumfang o       Totalplanung o       Partialplanung
• Planungsumfang Totalplanung = Planung geht über … alle Funktionsbereich der Unternehmung und … die gesamte Lebensdauer der Unternehmung   Partialplanung = bezogen auf … einen Teilbereich der Unternehmung (Produktion, Absatz, Finanzen …) und … auf einen verkürzten zeitlichen Rahmen/ verkürzter Planungshorizont à nicht alle Interpendenzen (wechselseitige Beziehungen) zwischen den relevanten Bereichen erfassbar
• Vorgehensweise Simultanplanung konstitutives Merkmal = gleichzeitige Entscheidung über die Werte aller gestaltbarer Variablen des vorliegenden Planungsproblems à Umfassung aller Interdependenzen à d.h. legt im Prinzip in einem Akt die Werte aller gestaltbaren Variabeln fest à Vollständige Abstimmung à komplexitätsbedingt kann es evtl. nicht zu einer Ermittlung des optimalen Plans in angemessener Zeit kommen à Sukzessivplanung
• Vorgehensweise Sukzessivplanung = Zerlegung des Gesamtproblems in Teilprobleme, à separate Erstellung der jeweiligen optimalen Pläne à Festlegung zeitlich nacheinander à Teilweise Abstimmung à Aus Zusammenfassung von isoliert optimierten Teilplanungen resultiert i.d.R. kein optimaler Gesamtplanà zentraler Planungsansatz: Koordination der Teilplanungen zu einem zentralen Element
• Vorgehensweise Vergleichende Gegenüberstellung von simultaner und sukzessiver Planung   Silmultane Planung Sukzessive Planung Grundlage Ein Planungsmodell umfasst den gesamten Aufgabenkomplex der PPS. Es werden mehrere Planungsmodelle aufgestellt, die jeweils einen Teil des Aufgabenkomplexes der PPS umfassen. Vorgehensweise Gleichzeitige Festlegung aller Entscheidungsvariablen durch Lösung des Planungsmodells. Zeitlich aufeinander folgende Festlegung der Entscheidungsvariablen durch Lösung der Planungsmodelle und Koordination. Ergebnis Vollständige Abstimmung der Entscheidungsvariablen, da sämtliche Interdependenzen berücksichtigt werden. Teilweise Abstimmung der Entscheidungsvariablen, weil Interdependenzen durch die Aufgabenzerlegung zerschnitten werden. Praktikabilität Für reale Problemstellungen ungeeignet, weil eine zu hohe Modellkomplexität gegeben ist. Für reale Problemstellungen geeignet.
• Produktionsplanung und -steuerung = Partialplanung (1) Grundlage (2) Aufgabe (3) Entscheidungsvariablen (1) = vorliegende und/oder erwartete Aufträge   -          Produktionsablauf… o        Unter mengenmäßigen und zeitlichen Gesichtspunkten o        Unter Betrachtung der verfügbaren Kapazität … zu planen … zu veranlassen ... zu überwachen -          ergreifen von entsprechenden Maßnahmen bei Abweichungen à zur Erreichung der Zielsetzung   -          Primärbedarf -          Produktions- und Bestellaufträge sowie -          Auftrags- und Arbeitsgangtermine
• Produktionsplanung und -steuerung Ziel von PPS-Systemen = Minimierung der entscheidungsrelevanten Kosten (z.B. Produktions-, transport-, Rüst- und Lagerkosten) bei gegebener Lieferbereitschaft à zurückgreifen auf Ersatzziele (Zeit und Mengengröße als Substitute)   à Ersatzziele -          minimale Durchlaufzeiten -          hohe Termintreue -          niedrige Lagerbestände -          maximale Kapazitätsauslastung
• Hierarchischer Planungsansatz als theoretischer Ausgangspunkt = spezifische Ausgestaltungsform des sukzessiven Planungsansatzes Grundidee = das vorliegende Planungsproblem durch 1. Aggregation der Daten 2. Dekomposition in Teilprobleme in meh Hierarchische Anordnung à Koordination der Partialmodelle à Über-/Unterordnungsbeziehungen zwischen mindestens zwei Ebenen à Spezifika 1)     Vertikale Anordnung der Planungsebenen, 2)     übergeordnete Ebene gibt untergeordneten Ebene Vorgaben 3)     Erfolg der übergeordneten wird von den Ergebnissen der untergeordneten beeinflusst
• Hierarchischer Planungsansatz Grundstruktur à wechselseitiger Informationsaustausch   1)       die obere Planungsebene legt „Top down“ mit Hilfe von Vorgaben den Planungsrahmen fest ) Ausgangspunkt der unteren Planungsebeneà Plan der unteren Ebene = Konkretisierung des Plans der oberen Ebene 2)       von der unteren Ebene erfolgt ein Bottom-up-Informationsfluß o        Feedforward: Erfassung der Gegebenheiten des Planungsobjektes und des Modells der untergeordneten Planungsebene zum Planungszeitpunkt o        Feedback: Bereitstellung von Informationen über die Wirkung einer konkreten Maßnahme einer Planungsebene auf die untergeordnete Ebene und das das Planungsobjektà Anhaltspunkt für zukünftige Maßnahmen der betrachteten Planungsebene
• Hierarchischer Planungsansatz Gestaltungsparameter Strukturierung à Ausrichtung an der Unternehmungshierarchie, um so -          bestehende Informationskanäle weiterhin nutzen zu können -          keine neuen Zuständigkeiten zu schaffen -          die Akzeptanz der Planung dadurch zu erhöhen, dass das Wissen der Planer auf den jeweiligen Ebenen adäquat einbezogen wird.   à hierarchische Planung = Synthese von Total- und Partialplanung   Segmentierung (aus der Organisationstheorie) Homogene Segmentierung nach innen Heterogene Segmentierung nach außen
• Hierarchischer Planungsansatz Probleme 1. Aggregationsgrad? Aggregation = zweckmäßige Gruppierung von Daten/ Entscheidungsvariablen à Problemvereinfachung   Inhaltliche AggregationAnsatz an den Parametern (Produkte à Produktfamilien à Produktgruppen) und Restriktionen   Zeitliche AggregationBildung unterschiedlicher Zeiträume in denen bestimmte Zustandsänderungen entscheidungsrelevant werdenà geht mit Ungenauigkeiten einher   à keine Isolierte Durchführung beider Formen, sondern Abstimmung ð      Ideal: perfekte AggregationLösung des aggregierten Modells führt zu dem selben Modell wie die Lösung auf der detaillierten Ausgangsmodells Aber in der Realität meist nicht möglich ð      eine Konsistente Aggregation reicht ausd.h. Aggregation darf die Zulässigkeit der Lösung nicht beeinflussen aber schwierig die Entfernung zwischen Optimum und aggregierter Lösung zu finden, da keine optimale Lösung ermittelbarà Heuristiken
• Hierarchischer Planungsansatz Probleme 2. Abstimmung der Teilpläne? Horizontale Interdependenzen à aggregierte Einbeziehung der Teilpläne einer Planungsebene in das Planungsproblem der übergeordneten Ebene.à Berücksichtigung der Interdependenzen auf einem höheren Aggregationsniveau à Erteilung entsprechend Vorgaben
• Hierarchischer Planungsansatz Probleme 2. Abstimmung der Teilpläne? Vertikale Interdependenzen Gegenstromprinzip Gegenstromprinzip à mehrere Planungsiterationend.h. Basis = Vorgabe der übergeordneten Ebene à Detailplan durch untere Ebene à wird oberer Ebene durch Feedforward zur Verfügung gestellt à bei unzulässigen Abweichungen, Revision der Rahmenpläne à Vorgabe für die untere Ebeneà höherer Abstimmungsgrad verglichen zu einseitiger Abstimmung (top down)à positive Wirkung auf die Akzeptanz von Plänen auf nachgeordneter Ebene
• Hierarchischer Planungsansatz Probleme 2. Abstimmung der Teilpläne? Vertikale Interdependenzen Roulierende Planung Roulierende PlanungMerkmale: o        Planungszeitraum wird in mehrere Planungsperioden zerlegt o        Der Plan hat für die erste Periode einen verbindlichen Charakter für alle anderen einen vorläufigen Charakter o        Am Ende einer Planungsperiode werden aktuelle Informationen in den nächsten Planungslauf einbezogen, dessen Planungshorizont um eine Periode in die Zukunft verschoben ist o        Wenn die vorbei ist wieder so wie einen Schritt vorher à dient der periodischen Anpassung der Pläne an den aktuellen Informationsstand, wodurch der Unsicherheit Rechnung getragen werden kann
• Hierarchischer Planungsansatz Das Modell von Hax & Meal Basis = Fallstudie eines Reifenherstellers, d.h. Es ist ein Großserienproduktion mit ausgeprägter Saisonabhängigkeit der Nachfrage gegeben (Sommer- und Winterreifen)   à Ansatzpunkt für eine hierarchische Strukturierung = bestehende Verwandtschaftsbeziehungen zwischen den Produkten à Gruppierung -          Einzelprodukte -          Produktfamilie (Endprodukte, die sich nur geringfügig voneinander unterscheiden) -          Produktgruppe (Produktfamilien, die sich in für die Produktionsplanung relevanten Größen gleichen)   à schrittweise Aggregation von den Endprodukten mit gemeinsamen Rüstvorgängen über Produktfamilien bis hin zu Produktgruppen
• Entwicklungslinie der EDV-gestützen Produktionsplanung und -steuerung Notwendigkeit der Differenzierung (d.h. der Zweiteilung in Planung und Steuerung) Zeitliche Hinsicht = Zeitpunkt an dem die Gestaltungsentscheidung getroffen wird Dispositionsebene -          Planungà Gestaltung der Produktionsprozesse auf der dispositiven Ebene vor der Ausführungà ex ante -          Steuerungà Gestaltung während des Vollzugsà ex nunc
• Entwicklungslinie der Notwendigkeit der Differenzierung (d.h. der Zweiteilung in Planung und Steuerung) Unsicherheit -          Auftreten von Störungen (evtl. Gegenmaßnahmen)= Resultat unvorhergesehener Ereignisse -          Unvollständigkeit o       Ex ante unbekannte Detailaspekte über konkrete Ausprägungen, d.h. zu Beginn der Planung evtl. noch nicht alle Informationen, o       Planung mit Hoffung auf fehlende Informationen zur Ergänzungà Schließung durch Produktionssteuerung   ð     Trennung resultiert aus der Unsicherheit des Produktionsvollzugs:“ Ohne die Unvollständigkeit der Produktionsplanung und die Unsicherheit des Produktionsvollzugs entfiele die „Existenzberechtigung“ einer eigenständigen Produktionssteuerung, die erst während der Prozessausführung in die Gestaltung von Produktionsprozessen eingreift“
• EDV-gestütze Produktionsplanung und -steuerung Grundsätzliche Struktur einer PPS- Systems Primärbedarfsplanung -          Produktionsprogrammplanung (Produktarten, -mengen, Planungszeitraum -          Grundlage: Absatzprognosen oder entsprechende Kundenaufträge   Sekundärbedarfsplanung -          Beschaffung welcher Rohstoffe, Einzelteile& Baugruppen in welchen Mengen& Zeiten à Stücklistenauflösung (ABC-Analyse) -          Terminierte Nettobedarfsermittlungà Bestandsführung   Termin- und Kapazitätsplanung -          Durchlaufzeitterminierung & Kapazitätsterminierung (Start- und Endtermine)   Auftragsfreigabe -          Kurzfristige Freigabe von Aufträge aus terminlichen Gründen -          Verfügbarkeitskontrolle, d.h.Sicherstellung der Bereitstellung der zum Einsatz gelangenden Produktionsfaktoren -          Terminfeinplanung für freigegebene Aufträge (àMaschinenbelegungspläne)   Auftragsdurchführung und –überwachung -          Auftragsdurchführung= Erfassung von Planwerten für Qualität, Mengen und Zeiten -          Abweichungsanalyse = Soll-Ist-Vergleichà Einleitung von Korrekturen
• EDV-gestütze Produktionsplanung und -steuerung Kritik  Stufenkonzept -          keine Rückkopplung, d.h. linearer Verlaufà keine Revision der Rahmendaten einer übergeordneten Planungsstufe, wenn sich zeigt, dass diese Daten für die nächste Stufe unrealistisch sindà Negierung von Interdependenzen der einzelnen Planungsstufenà Leistungsfähigkeit abhängig von der Richtigkeit der AnnahmeSchwachstelle: o        Verwendung mittlerer Durchlaufzeiten o        Außerachtlassung von Engpässen -          Abstimmung des Produktionsprogramms mit den Kapazitäten erfolgt nur sehr grob, d.h. Verlagerung auf die spätere Stufe der Kapazitätsterminierungà keine Berücksichtigung der Kapazitätssituation bei Bedarfsermittlung und Terminvergabeà Inkonsistenz inder PLanung -          Verwendung mittlerer Durchlaufzeiten, d.h. belastungsunabhängigà Früherer Freigabe von Aufträgen als nötig aus Sicherheitsgründenà Gefahr des Auftretens des sog. Durchlaufzeitensyndroms, aufstauen von DLZ durch Eilaufträge
• EDV-gestütze Produktionsplanung und -steuerung Kritik Durchlaufzeitensyndroms Bilden die Durchlaufzeiten die Grundlage der Kapazitätsterminierungà Ergebnis problematisch, da -          Durchlaufzeiten enthalten einen hohen Anteil an Liegezeiten, die nur unzureichend geschätzt werden -          Treten zusätzlich noch Eilaufträge in das System, wird die Unsicherheit weiter erhöhtà geplante DLZ werden noch unzulässiger -          Somit sicherheitshalber frühere Freigabe als notwenigà Erhöhung der Werkstattbeständeà Zunahme der Durchlaufzeiten
• EDV-gestütze Produktionsplanung und -steuerung Erweiterung des Aufgabenumfangs - Betriebswirtschaftlich (!!) - Technisch Betriebswirtschaftlich MRP II (Manufacturing Resource Planning) -          Für Branchen mit konvergierende Produktionsstrukturen -          Nachfolger des klassischen MRP (Material Requirements Planning) Konzeptes à Mittelpunkt = Materialbedarfsplanung -          setzt nicht bei Primärbedarfsplanung (=Produktionsprogrammplanung), wie klassisches PPS, an, sondern eine Ebene drüberà oberste Management-Ebene, -          dort geht es um eine ganzheitlich markt- und ressourcenorientierte Planung à hinsichtlich Produktions- und Bestands-, Absatzmengen à    Ausgangspunkt = Geschäftsplan
• EDV-gestütze Produktionsplanung und -steuerung Erweiterung des Aufgabenumfangs Betriebswirtschaftlich MRP II (Manufacturing Resource Planning) 1) Ziel: 2) Voraussetzung zur Anwendung 3) Charakteristische Aspekte (1) Integration des Produktions-, Vertriebs- und Erfolgsplanes à Abstimmung der Pläne der Funktionsbereiche Beschaffung, Produktion, Verkauf, Finanzen   -          konvergierende Produktionsstrukturen -          Bedarf muss mindestens auf der Ebene der Produktgruppen prognostiziert sein -          Planungsparameter sind gut prognostizierbar (verfügbare Kapazität, Bearbeitungszeit, Durchlaufzeiten der Aufträge) -          Engpässe müssen durch Kapazitätsanpassungsmaßnahmen überwunden werden können à am ehesten bei Großserien- und Massenproduktionen à unmittelbare Ableitung des Einsatzbereiches dieser Systeme   -          Hierarchisches Planungskonzept -          Integration -          Flexibilität (Reaktion auf Veränderungen ohne Zeitverzug)
• EDV-gestütze Produktionsplanung und -steuerung Erweiterung des Aufgabenumfangs Betriebswirtschaftlich MRP II (Manufacturing Resource Planning) Klassischer Aufbau Hierarchisches Vorgehen, Grund: Zerlegung der Gesamtplanungsaufgabe in einzelne Teilaufgaben und deren Anwendung erfolgt so, -          dass der Detaillierungsgrad der Entscheidungen mit fortschreitendem Planungsprozess zunimmt, -          während die zeitliche Reichweite abnimmt à Grundstruktur S. 562 à Planungsebenen mit dem Aggregationsgrad der Information   à „Top down“ Kopplung der Teilaufgaben, d.h. Ergebnisse der übergeordneten Ebene = Vorgaben für die untergeordnete à Rückkopplungen für den Fall vorgesehen sind, dass Ressourcenangebot und –nachfrage nicht aufeinander abgestimmt werden à umfassender System, in dem es Durchführbarkeitsüberprüfungen gibt
• EDV-gestütze Produktionsplanung und -steuerung Erweiterung des Aufgabenumfangs Betriebswirtschaftlich MRP II (Manufacturing Resource Planning) Negative Effekte/ Kernproblem -          Bestimmung der Durchlaufzeit (Zeitspanne zwischen dem Beginn des ersten Arbeitsvorganges und dem Abschluss des letzen Arbeitsvorganges)à im voraus bestimmen (ex ante) à Schätzen mit diesen eine Steuerung durchführen -          Kapazitätsunabhängige Losgrößen(Bezug auf bestimmte Erzeugnisstufe à keine Berücksichtigung der Kapazitätsauslastung)
• EDV-gestütze Produktionsplanung und -steuerung Erweiterung des Aufgabenumfangs Betriebswirtschaftlich ERP-System (Enterprise Resource Planning) à Planung, Steuerung, Kontrolle der Gesamtheit der Geschäftsprozesse à Einbeziehung aller relevanten Bereiche der Unternehmung in die Überlegung à integriertes Anwendungspaket à bestehnd aus mehreren Komponenten à Umfassende Unterstützung mehrerer betrieblicher Funktionsbereiche   Merkmal (=Vorteil) Aufbau der einzelnen Module auf einer gemeinsamen Datenbasisà Unterstützung der Integration durch zentrale Datenbankà Vermeidung von Redundanzen à Potential zur Verwirklichung einer überschneidungsfreien Einsatzplanung von Unternehmungsressourcen à Sicherstellung, dass alle Unternehmungsbereiche mit einheitlichen Daten arbeiten Möglichkeiten der… … funktionsübergreifenden Abbildung von Geschäftsabläufen … funktionale Verbesserung von Geschäftsprozessen … Förderung eines organisatorischen Wandels   à Positive Wirkung auf -          Prozesseffizienz -          Ressourceneffizienz
• EDV-gestütze Produktionsplanung und -steuerung Erweiterung des Aufgabenumfangs Betriebswirtschaftlich APS (Advanced Planning Systems) à Supply-Chain-Management-Softwaresysteme Charakteristika Betonung des Integrationsgedanken Durchgängige Ausrichtung an den Bedürfnissen der Endkunden Merkmale/ Kernelemente -          Ausgangspunkt: Bedarf der Endkunden, am sog. Point-of-Sale (Kasse) -          Geschäftsprozessorientiert -          Ziel: optimale Gestaltung der Gesamtprozesse (unternehmungsübergreifend) -          Kooperative Zusammenarbeit à Sukzessiver Ansatz, denn -          Zerlegung in mehrere Teilaufgaben, die zunächst weitgehend unabhängig voneinander ausgeführt werden -          notwendige Abstimmungen zwischen den erstellten Teilplänen   Vorteil/ Verbesserungspotentiale -          Unternehmensübergreifende Zusammenarbeit o        zentraler Gedanke: Zentrale Datenbasis für alle Supply-Chain-Partner o        Grobe Abstimmung der dezentralen Teilpläne -          Transparenzà Abbau von unnötigen Sicherheitsbeständenà Beschleunigung von Datenflüssen und der Steuerung
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Erweiterung des Aufgabenumfangs Betriebswirtschaftlich CIM (Computer Integrated Manufacturing) (technisch orientiert) Integrated = Datenintegration à gemeinsame Datenbasis à einheitliche, anwendungsunabhängige Datenorganisation, àredundazenfrei   = Vorgangsintegration à Reintegration von Teilfunktionen zu größeren Funktionen     In der BWL  verbreitetes Y-Modell
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS (1) Aufgabe (2) Strukturierung der Steuerungskonzepte (1)        à Termin- und Kapazitätsplanung à Auftragsfreigabe                              in PPs-Systemen   (2)        bestands- ó engpassorientiert             Pull- ó Push-Konzepte à keine trennscharfe Einteilung àRückgriff auf Lans/Gaalman Reine Formen -          Inputorientierung o        Belastungsorientierte Auftragsfreigabe (Bechtel) o        Retrogerade Terminierung o        Optimiced Production Technologie -          Outputorientierung o        Kanban Mischformen o        Conwip o        Kostenorientierte Input-/Output-Controll Metakonzepte (sind umfassender) o        Opportunistische Koordinierung (auch Programmoptimierung) o        Wasakot PACSystem mit dem man über Parametereinstellungen jeweils konkrete Einzelmodelle konstruieren kann
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS Belastungsorientierte Auftragsfreigabe ( Reine Formen Inputorientierte Ansätze) (originär) (1) Grundgedanke (2) Ziel (3) Ze (1) Die Bestände zu bearbeitender Aufträge an den jeweiligen Bearbeitungsstationen haben einen entscheidenden Einfluss auf die Durchlaufzeit   (2) Regelung des Zugangs von Aufträgen (Input) à Dimensionierung des Auftragsbestand vor den einzelnen Bearbeitungsstationen auf einem günstigen Niveau à Verringerung der Durchlaufzeit à Verbesserte Einhaltung der Fertigstellungstermineà möglichst gute Ausnutzung der Kapazität   (3) = Auftragsbestand (Entscheidungsparameter) = Kapazitätsnachfrager, abhängig von … … mittlere Leistung … Mittlere Durchlaufzeit (= Zielgröße)
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS Belastungsorientierte Auftragsfreigabe Idee = Trichtermodell  Arbeitsinhalt-Zeit- Funktionen Erfassung von -          Zugang (ankommende Aufträge) -          Bestand (noch nicht fertig bearbeitete Aufträge) -          Abgang (fertig bearbeitete Aufträge)   Idealisierung der Treppenfunktionen des tatsächlichen Belastungs- und Leistungsverlauf als Geraden auf der Grundlage einer Durchschnittsbildung à Linearisierung   Diff.quotient aus dem Zugang pro Zeiteinheit = tan β = mittlerer Bestand/ mittlere Durchlaufzeit à Belastung des Bearbeitungssystems   Diff.quotient des Abgangs pro Zeiteinheit = tan α à Leistung des Bearbeitungssystems (konstant)   Bei Anstrebung eines bestimmten Bestandsniveau à Zugang pro Zeiteinheit = Abgang, d.h. à Anstieg des idealisierten Belastungsverlaufs = Anstieg des idealisierten Leistungsverlaufs   ð       tan α = tan β ð       Mittlere Durchlaufzeit = mittlerer Bestand / mittlere LeistungML = MB/MZ ð     Aufgrund der konstant der mittleren Leistung ist mittlere Durchlaufzeit von dem durchschnittlichen Bestand an Aufträgen vor den jeweiligen Bearbeitungsstationen abhängig
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS Belastungsorientierte Auftragsfreigabe Beeinflussung des Ergebnisses durch Festlegung folgender Parameter Terminschranke bzw. des Vorgriffshorizontes -          Fixierung des Zeitlichen Kriteriumsà Unterscheidung zwischen o        dringlichen Aufträgen, die in die Planung der aktuellen Periode einzubeziehen sind (wenn sein spätester Starttermin in den Vorgriffshorizont fällt), und o        nicht dringliche Aufträge, die in der aktuellen Planperiode nicht berücksichtigt werden -          Terminschranke= spätester Startzeitpunkt an dem Auftrag gerade noch dringlich ist -          Vorgriffshorizont= Zeitraum zwischen Planungszeitpunkt und Terminschranke -          Wahl so, dass ein größeres Arbeitsvolumen vorgeschlagen wird, als in der betrachteten Periode abgearbeitet werden kann (Verschiebung der nicht abgearbeitete Auftragsbestand in die nächste Planungsperiode) -          Verhinderung das Auftragsverspätungen von Anfang an eingeplant sindà Vorgriffshorizont = mind. Länge der Planperiode (~ 2–3 Planperioden)
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS Belastungsorientierte Auftragsfreigabe Beeinflussung des Ergebnisses durch Festlegung folgender Parameter Belastungsschranke (BS) = höchstmögliche Belastung eines Bearbeitungssystems, darf nur beim ersten Mal überschritten werden à Vermeidung, dass alle Aufträge, die der gleichen Dringlichkeitsstufe zugeordnet sind, gleichzeitig eingelastet werden à Festlegung als ein prozentuales Vielfaches (Einlastungsprozentsatz EPS) der Kapazität in der jeweiligen Planperiode PK (BS = EPS * PK)
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS Belastungsorientierte Auftragsfreigabe Voraussetzung -          Arbeitsumfang muss nach Maß und Termin mit den Periodenkapazitäten grob abgestimmt sein -          Gewünschte Endtermine der zu bearbeitenden Aufträge stehen in der Form von Grobterminen weitgehend fest -          Materialien, Werkzeuge und Vorrichtungen zur Auftragsbearbeitung stehen zur Verfügung (Verfügbarkeitsprüfung) -          Maschinen- und Personalkapazitäten der zu planenden Periode sind bekannt -          Arbeitspläne und Losgrößen der Aufträge sind gegeben und liegen fest
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS Belastungsorientierte Auftragsfreigabe  Planungsheuristik in 3 Arbeitsschritte (1) Ermittlung dringlicher Aufträge -          Grundlage = Rückwärtsterminierungà Ermittlung eines zeitlichen Verzugs oder Puffers -          Ausdruck der Dringlichkeit = Höhe des Verzugsà der Auftrag mit dem geringsten Verzug oder mit dem höchsten Zeitpuffer erhält die niedrigste Dringlichkeit und wird folglich als letzter für die Freigabe zur Produktion vorgeschlagen -          Vermeidung das die Aufträge zu früh freigegeben werden à Terminschranke bzw. der Vorgriffshorizontà Bestimmung der Menge der dringlichen Aufträgeà Regel:Auftrag = dringlich, wenn sein spätester Starttermin in den Vorgriffshorizont fällt
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS Belastungsorientierte Auftragsfreigabe  Planungsheuristik in 3 Arbeitsschritte (2) Abwertung von Auftragsstunden/der Belastung -          mithilfe eines Gewichtungsfaktors (GF)= Produkt der reziproken Werte der Einlastungsprozentsätze -          GF = 100% / EPS= Wahrscheinlichkeit, mit der eine Belastung an der Bearbeitungsstation in der Planperiode entstehtà d.h. je später ein Auftrags in der Reihenfolge liegt, je stärker wird er abgewertet
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS Belastungsorientierte Auftragsfreigabe  Planungsheuristik in 3 Arbeitsschritte (1) Bestimmung einzulastender/ freizugebender Aufträge -          Freigabe der realisierbaren Aufträge -          Addition der bereits existierenden Belastungen an der ersten Bearbeitungsstation die durch den freizugebenden Auftrag entstehenden zusätzlichen Belastungenà für sämtliche Bearbeitungsstationenà Prüfung der dringlichen Aufträge in der Reihenfolge ihrer Dringlichkeit auf die Möglichkeit der Freigabe -          Freigabe, wenn dadurch an den jeweils für die Bearbeitung notwendigen Bearbeitungsstationen die festgelegten Belastungsschranken nicht/ erstmalig überschritten werden
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS Belastungsorientierte Auftragsfreigabe Zusammenfassung des Vorgehens Gegeben: -          Ausgangssituation der Aufträge, mit o        spätestem Starttermin o        Kapazitätsnachfrage an Bearbeitungsstationen o        Bearbeitungsreihenfolge -          Ausgangssituation der Bearbeitungsstationen, mit o        Belastungsschranke o        Einlastungsprozentsatz o        Periodenkapazität   Ermittle weiter: -          Reihenfolge nach der Dringlichkeit der Aufträge auf der Grundlage der spätesten Starttermine -          Gewichtungsfaktoren -          abgewertete Belastungen (GF * Kapazitätsnachfrage) à Überprüfung der Nachfrage an den Arbeitsstationen unter Beachtung der Freigabereihenfolge und der Belastungsschranken   Gültiger Einlastungsplan, mit -          Kumulierter Belastung -          Belastungsschranke überschritten? -          Einlastung des Auftrags?
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS Belastungsorientierte Auftragsfreigabe Kritik -          statischer Ansatz, da nur eine Periode betrachtet wird -          Vereinfachung auf lineare Produktionsstrukturen -          Ansatz mittlerer Plandurchlaufzeiten, somit keine Berücksichtigung individueller Bearbeitungszeiten   Termin- und Belastungsschranke Müssen nicht voneinander unabhängig sein à Problem -          Wird Terminschranke zu gering gewählt, ist die W`keit hoch das die Belastungsschranke gar nicht erreicht wird und verliert damit ihre Funktion -          Wird Terminschranke zu groß gewählt,Belastungsschranke greift, und damit wird Terminschranke überflüssig
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS Retrogerade Terminierung (1) Zentrales Element (2) Einsatzbedingung (1) = Heuristisches Grobplanungssystem zur -          Kapazitäts- und Terminplanung -          Wesentliche Aspekte der Auftragsfreigabe und der Auftragsüberwachung   -          auftragsorientierte Produktion -          Organisation der Produktion nach dem Verrichtungsprinzip -          Aufträge mit unterschiedlichen Bearbeitungsfolgen -          Mehrstufige Produktionsaufträge sowie -          Diskontinuierlicher Materialfluss durch Aufträge mit unterschiedlichen Bearbeitungszeiten
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS Retrogerade Terminierung Ausgangspunkt =  Schwachstellen der klassischen PPS-Systeme isolierte Terminierung der Aufträge auf der Basis mittlerer Durchlaufzeiten Zu hoher Detaillierungsgrad der Planung  (minutengenaue Feinterminierung) Starke Zentralisierung des Planungs- und Steuerungsansatzes hierarchiscer Planungsansatz mit unzureichender Rückkopplung mangelnde Möglichkeiten der Berücksichtigung konkurrierender Zielsetzungen
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS Retrogerade Terminierung 1. Terminierung der Aufträge à ex ante eine Berücksichtigung von zeitlichen und kapazitätsbedingten Kopplungen zwischen den Aufträgen notwendig -          Grundlage: reine Bearbeitungszeiten (feste Übergangszeiten) (Transportmatrix) -          Durchlaufzeit ≠ Eingabedaten= Ergebnis der Planung
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS Retrogerade Terminierung 2. Detaillierungsgrad der Planung: -          zeitliche Vergröberung o        Zeitraster: 1/4 h bis 1 Tag o        Relativ kurzer Planungszeitraum/-horizont (= späteste Endtermin der vorliegenden Aufträge) -          Kapazitative Vergröberung -          Bildung von Steuereinheiten (Zusammenfassung von gleichen/ähnlichen Maschinen/Arbeitsplätze zusammen)à Abb S. 585 oben -          Inhaltliche Vergröberung -          Zusammenfassen von Arbeitsschritten zu Arbeitsgängen, die immer in einer Steuereinheit bearbeitet werden und keine Interdependenzen zur Arbeitsflüssen in anderen Steuereinheiten vorweisenà Abb. 585 unten
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS Retrogerade Terminierung 3. partiell zentrale Steuerung à Überwindung der Schwachstellen der PPS (auftrags- und kapazitätsbezogene Unsicherheiten)   Zentrale Grobplanung -          umfasst den gesamten Planungszeitraum -          Ermittelt grobterminierte Rahmenpläneà Ableitung auftragsbezogene und kapazitätsbezogene Vorgaben für die Steuereinheiten = Vorgabe für die erste Planperiode   Dezentrale Feinplanung à Konkretisierung der zentralen Vorgaben à Umsetzung der Vorgaben (und entsprechende Rückkopplung)
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS Retrogerade Terminierung 4. Überwindung der unzureichenden Rückkopplungen -          Rückkopplung des Planung- und Steuerungssystems mit den Ist-Daten der Produktion auf Grundlage der rollierende Planung -          simultane Termin- und Kapazitätsplanung auf Grundlage einer Planungsheuristikà nachträglicher Kapazitätsabgleich wird überflüssigà teilweise Aufhebung der Planungshierarchie
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS Retrogerade Terminierung Planungsheuristik 3 Stufen, wobei 2. und 3. iterativ durchlaufen werden Isolierte Rückwärtsterminierung (Wunschterminierung)Einplanung der Arbeitsgänge der Aufträge - Ausgehend vom Liefertermin (so spät wie möglich) - Beginnend mit dem letzten Auftrag - unter Berücksichtigung der Vorrangbeziehungen - keine Berücksichtigung der Kapazitätsrestriktionenà nicht zulässiger Belegungsplan, da die Einplanung ohne Berücksichtigung der Kapazitätsrestiktionen erfolgtà Ableitung von Prioritätszahlen für die Einplanung in Stufe 2
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS Retrogerade Terminierung Planungsheuristik Vorwärtsterminierung- Beachtung der auf Stufe 1 ermittelten Arbeitsgangprioritäten, der verfügbaren Kapazität und der Vorrangsbeziehungen- so früh wie möglich eingeplant- Arbeitsgangprioritäten gelangen nur zur Anwendung, wenn zu einem Zeitpunkt mehrere Arbeitsgänge alternativ auf einer Steuerungseinheit eingeplant werden à Ergebnis = erster zulässiger Belegungsplan i.d.R. gekennzeichnet durch geringe Stillstandszeiten, geringe Lieferterminüberschreitung, hohe Zwischenlager- und Endlagerzeiten
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS Retrogerade Terminierung Planungsheuristik partielle Rückwärtsterminierung (danach zurück zu 2.)à Entzerrung des Belegungsplans aus Stufe 2 -          Verschiebung/Rückwärtsterminierung der pünktlichen oder verfrühten Aufträge in umgekehrter zeitlicher Reihenfolge ihrer Beendigung, unter Berücksichtigung der verfügbaren Kapazitäten, Liefertermine und Vorrangsbeziehungen, an den spätesten möglichen Termin (Reduzierung der Endlagerzeit) -          Rückbuchung aller durch die verspäteten Aufträge verplante Kapazität = Rückbuchung der Arbeitsgänge verspäteter Aufträge und weiters Verschieben der Arbeitsgänge nicht verspäteter Aufträge in die Zukunft -          Einplanung der verspäteten Aufträge in die freie Belegungszeiten à Ergebnis = verbesserter Belegungsplan
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS OPT (Optimized Production Technology) (1) Grundlage (2) Fünf zentrale Module (Abb. S: 591) (3) Schwerpunkt (1) konsequente Fluss- und Engpassorientierung, d.h.die Engpässe werden in den Vordergrund gestellt   Modul BUILDNETStücklisten, Arbeitspläne, Betriebsmittel, Lagerbestände, Primärbedarf Modul OPT/SERVEProduktionssituation, Produktionsengpässe identifizieren Modul (Zwischenschritt)evtl. Entschärfung der Engpässe mit organisatorische Maßnahmen Modul SPLITTrennung des kritischen und nicht kritischen Aufträge Kritische Aufträge = Engpassaufträge OPT à Vorwärtsterminierung Nicht kritische Aufträge SERVE à Rückwärtsterminierung   à Ergebnis = Vollständiger Produktionsplan (Reports), enthält für die Planung und Steuerung notwindige Informationen (z.B. Losgrößen, Plantermine, Bearbeitungszeiten)   (3) Termin- und Kapazitätsplanung à Kapazitätsausgleich nur in den Engpässen
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS OPT (Optimized Production Technology) Fünf allgemeine Schritte (Anknüpfung an das von Gutenberg formulierte Ausgleichsgesetz der Planung) Schritt 1: Identifikation der Systembeschränkungen à Bestimmung des maximalen Output durch Engpässe, d.h. à Festlegung des Durchsatzes à Beeinflussung der Bestände und Durchlaufzeiten à möglichst gleichzeitige Berücksichtigung aller Restriktionen   Schritt 2: Festlegung über die effiziente Ausnutzung der Engpässe à Engpässe sind entscheidend für den Gesamtdurchsatz, à Festlegung des Material- und Warenfluss des gesamten Produktionssystems àErhöhung des Durchsatzes à unterschiedliche Losgrößen (Produktionslos, Transportlos) à überlappende Produktion à Reduktion der Auftragsdurchlaufzeiten à Sicherstellung einer hohen Auslastung bei den Engpässen, durch entsprechende Puffer   Schritt 3: Unterordnung aller übrigen Ressourcen unter die getroffenen Entscheidungen, d.h. à Vermeidung unnötiger Lagerbestände à keine Auslastung von Nicht-Engpässe bis zur Kapazitätsgrenze   Schritt 4. Lockerung von Engpässen im System à Reduzierung der Rüstzeiten an Engpassarbeitssystemen à Steigerung des Durchlaufsatzes   Schritt 5 Falls Beschränkung beseitigt werden konnte, gehe zurück zu Schritt 1à Abzielung auf permanente Verbesserung
• EDV-gestützte Produktionsplanung und -steuerung Lösungsansätze für ausgewählte Teilproblem der PPS OPT (Optimized Production Technology) Herleitung des Drum-Buffer-Rope-Ansatzes Ausgangspunkt = Erstellung eines Produktnetzesà Darstellung der Arbeitsschritte als eigenständige OperationenBasis = Primärbedarfsplanung   Erfassung von -          Zusammenwirken der Arbeitsgänge à Materialfluss / Struktur -          für jeden Arbeitsgang die Belastungssituation der zum Einsatz gelangenden Ressourcen   Zentrum = Engpassorientierung, d.h. -          Identifizierung der Engpässe im Produktnetz -          Terminierung der Arbeitsgänge (Drum-Aspekt) Rückwärtsterminierung kombiniert mit Kapazitätsbedarfsermittlung à Bestimmung der Kapazitätsengpässe (nicht veröffentlicher Algorithmus) à Ergebnis = Trennung des Netzes in einen nichtkritischen und kritischen Teil (= Engpassarbeitsgänge und die darauf folgenden Arbeitsgänge, d.h. Arbeitsgänge, die den Abschluss des Engpassarbeitsganges als Voraussetzung haben)

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