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Verfahren der Fertigungssteuerung

Grundlagen, Beschreibung, Konfiguration

AutorHermann Lödding
VerlagSpringer-Verlag
Erscheinungsjahr2006
Seitenanzahl542 Seiten
ISBN9783540267591
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis86,99 EUR
Unternehmen mit kurzen Lieferzeiten, hoher Liefertreue und niedrigen Beständen wachsen schneller als der Wettbewerb und erzielen höhere Gewinne. Das Buch zeigt auf Basis aktueller Forschungsergebnisse des Instituts für Fabrikanlagen und Logistik der Universität Hannover auf, wie Unternehmen diese logistischen Ziele systematisch erreichen können. Praktiker finden eine Fülle konkreter Anregungen für die Fertigungssteuerung. Studenten erhalten einen umfassenden Überblick über die Aufgaben und Verfahren der Fertigungssteuerung. Wissenschaftlern erschließen sich neue Erkenntnisse durch die methodische Bewertung und Erweiterung etablierter und neuer Ansätze zur Fertigungssteuerung.

Dr.-Ing. Hermann Lödding, Jahrgang 1971, Studium des Wirtschaftsingenieurwesens an der Universität Kaiserslautern. Promotion bei Prof. Wiendahl am Institut für Fabrikanlagen und Logistik der Universität Hannover. Forschungsstipendiat der Deutschen Forschungsgemeinschaft an der ETH Zürich, der Universidade de São Paulo, der Hong Kong University of Science & Technology und der Universität Hannover. Ausgezeichnet mit dem Dr.-Jürgen-Ulderup-Preis für Produktionstechnik und dem Deutschen Wissenschaftspreis Logistik. Beratungsprojekte im Bereich der Fertigungssteuerung mit Unternehmen aus den Branchen Elektronik, Maschinenbau, Luftfahrttechnik, Fahrzeugbau und Bekleidung. Seit 2004 Mitarbeiter der Robert Bosch GmbH in Stuttgart.

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Leseprobe

7 Grundlagen der Auftragserzeugung (S.128)

Die Auftragserzeugung generiert aus Kundenaufträgen, Materialentnahmen oder einem Produktionsprogramm Fertigungsaufträge. Sie bestimmt damit Plan-Zugang und Plan-Abgang der Fertigung sowie die Plan-Reihenfolge, in der die Aufträge fertig gestellt werden sollen. Gleichzeitig legt sie die Planwerte für die betriebsinternen Zielgrößen Bestand, Durchlaufzeit und Auslastung fest.

Bild 7.1 zeigt, wie sich die Auftragserzeugung in das Modell der Fertigungssteuerung einordnet. Dazu sind die Aufgabe sowie die zugehörigen Stellgrößen fett umrandet dargestellt. Die Realisierbarkeit von Plan-Abgang und Plan-Reihenfolge entscheidet über die Termintreue mit. Insgesamt ist die Auftragserzeugung damit eine sehr wichtige Planungsaufgabe. Sie wird zum Teil jedoch in der Fertigung durchgeführt, weshalb sie – wenngleich nicht so vollständig wie die Auftragsfreigabe – im zweiten Buchteil ausführlich beschrieben wird. Betrachtet werden dabei ausschließlich Verfahren der Lagerfertigung.

Die Auftragserzeugung in der Auftragsfertigung ist eindeutig der Produktionsplanung zuzuordnen und wird daher nicht weiter behandelt. Es lassen sich drei Klassifizierungsmerkmale für die Auftragserzeugung unterscheiden:

• Die Auslösungsart der Auftragserzeugung unterscheidet zwischen der Auftragsfertigung und der Lagerfertigung (Abschn. 7.1). In der Auftragsfertigung löst ein Kundenauftrag die Erzeugung eines oder mehrerer Fertigungsaufträge aus, die den Bedarf des Kundenauftrags decken. In der Lagerfertigung wird der Bedarf eines Kundenauftrags durch einen Fertigungsauftrag gedeckt, der schon vor Eingang des Kundenauftrags erzeugt wurde.

• Der Erzeugungsumfang der Auftragserzeugung richtet sich danach, ob ein Verfahren Aufträge für eine oder mehrere Stufen der Stückliste eines Produkts gleichzeitig erzeugen kann (Abschn. 7.2).

• Die Auslösungslogik der Auftragserzeugung bestimmt die Logik, nach der die Aufträge erzeugt werden (Abschn. 7.3). Über die Erzeugung neuer Aufträge kann entweder zu bestimmten Zeitpunkten (periodische Auftragserzeugung) oder nach definierten Ereignissen entschieden werden (ereignisorientierte Auftragserzeugung).

Abschnitt 7.4 erläutert weitere Klassifizierungskriterien der Auftragserzeugung und stellt die behandelten Verfahren im Überblick dar. Abschnitt 7.5 erläutert Probleme, die aus der Verwendung fester Losgrößen entstehen können. Abschnitt 7.6 skizziert, wie begrenzte Kapazitäten bei der Auftragserzeugung berücksichtigt werden können.

7.1 Auslösungsart

Die Art der Auftragsauslösung ist das wichtigste Merkmal zur Klassifizierung der Auftragserzeugung. Es wird zwischen der Auftragsfertigung (Abschn. 7.1.1) und der Lagerfertigung (Abschn. 7.1.2) unterschieden.

7.1.1 Auftragsfertigung
In der Auftragsfertigung löst ein Kundenauftrag die Erzeugung eines Fertigungsauftrags aus. Der Fertigungsauftrag dient der Erfüllung des auslösenden Kundenauftrags. Im einfachsten Fall eines einstufigen Produkts wird der Kundenauftrag unmittelbar in einen Fertigungsauftrag umgesetzt (Bild 7.2 a). Dies ist insbesondere bei kundenspezifischen Produkten der Fall.

Ein Beispiel hierfür ist etwa die Leiterplattenfertigung. Bei kundenneutralen Produkten fassen Unternehmen Aufträge bisweilen zusammen, um Rüstkosten zu sparen (Bild 7.2 b). Meist handelt es sich dabei um kapitalintensive Güter, bei denen eine Lagerfertigung zu teuer oder zu riskant wäre. Es ist umgekehrt auch möglich, aus einem Kundenauftrag mehrere Fertigungsaufträge zu erzeugen (Bild 7.2 c, [Wien-02]).

Dies kann insbesondere sinnvoll sein, wenn der Kunde unterschiedliche Liefertermine für Teilmengen der georderten Gesamtmenge wünscht (z. B. bei Rahmenverträgen) oder die Bestellmenge sehr groß ist und dadurch hohe Auftragszeiten verursachen würde.

Inhaltsverzeichnis
Geleitwort5
Vorwort7
Inhaltsverzeichnis9
Verzeichnis der im Text verwendeten Abkürzungen und Formelzeichen19
1 Einleitung26
1.1 Einführung26
1.2 Ein Modell der Fertigungssteuerung30
1.3 Aufbau des Buches35
Teil A Grundlagen der Fertigungssteuerung42
2 Logistische Zielgrößen44
2.1 Logistikleistung45
2.1.1 Lieferzeit45
2.1.2 Lieferterminabweichung und Liefertreue49
2.1.3 Servicegrad52
2.1.4 Durchlaufzeit54
2.1.5 Terminabweichung und Termintreue54
2.2 Logistikkosten57
2.2.1 Bestand57
2.2.2 Leistung und Auslastung60
2.2.3 Verzugskosten62
3 Modellierung der logistischen Zielgrößen64
3.1 Modellierung der externen logistischen Zielgrößen65
3.1.1 Lieferzeit65
3.1.2 Lieferterminabweichung und Liefertreue68
3.1.3 Servicegrad71
3.2 Modellierung der internen logistischen Zielgrößen75
3.2.1 Trichtermodell und Durchlaufdiagramm75
3.2.2 Produktionskennlinien84
3.3 Folgerungen aus der Modellierung100
3.3.1 Wirkzusammenhänge zwischen den logistischen Zielgrößen100
3.3.2 Leitsätze für die Gestaltung von Fertigungssteuerungsverfahren103
4 Aufgaben der Produktionsplanung106
4.1 Kernaufgaben der Produktionsplanung106
4.1.1 Produktionsprogrammplanung106
4.1.2 Produktionsbedarfsplanung108
4.1.3 Eigenfertigungsplanung113
4.2 Querschnittsaufgaben der Produktionsplanung und - steuerung117
4.2.1 Auftragskoordination117
4.2.2 Lagerwesen117
4.2.3 PPS-Controlling118
5 Steuerungsrelevante Fertigungsmerkmale120
5.1 Fertigungsprinzipien120
5.2 Fertigungsarten122
5.3 Teilefluss123
5.3.1 Losweiser Transport123
5.3.2 One-piece-flow124
5.3.3 Überlappte Fertigung126
5.3.4 Chargenfertigung127
5.4 Variantenanzahl128
5.5 Materialflusskomplexität129
5.6 Schwankungen des Kunden- und Kapazitätsbedarfs130
6 Supply Chain Management (SCM)132
6.1 Definition132
6.2 Bullwhip-Effekt134
6.2.1 Darstellung und Folgen134
6.2.2 Ursachen135
6.2.3 Gegenmaßnahmen143
6.3 Methoden150
6.3.1 Grundprinzipien150
6.3.2 Vendor Managed Inventories153
6.3.3 Collaborative Planning Forecasting Replenishment154
Teil B Verfahren der Auftragserzeugung157
7 Grundlagen der Auftragserzeugung158
7.1 Auslösungsart159
7.1.1 Auftragsfertigung159
7.1.2 Lagerfertigung161
7.2 Erzeugungsumfang162
7.2.1 Einstufige Auftragserzeugung162
7.2.2 Mehrstufige Auftragserzeugung163
7.3 Auslösungslogik166
7.3.1 Periodische Auftragserzeugung166
7.3.2 Ereignisorientierte Auftragserzeugung166
7.4 Klassifizierung von Auftragserzeugungsverfahren167
7.5 Berücksichtigung von Losgrößen169
7.6 Berücksichtigung von Kapazitätsrestriktionen170
8 Bestellbestandsverfahren172
8.1 Verfahrensbeschreibung172
8.1.1 Grundverfahren173
8.1.2 Bestellrhythmusverfahren177
8.1.3 Bestellbestandsverfahren:mit variabler Bestelllosgröße178
8.1.4 Bestellbestandsverfahren mit reservierten Beständen179
8.2 Diskussion der Verfahrensregeln180
8.3 Festlegung der Verfahrensparameter183
8.3.1 Sicherheitsbestand183
8.3.2 Wiederbeschaffungszeit189
8.3.3 Abgangslosgrößenabhängiger Parameter190
8.3.4 Bestelllosgröße191
8.3.5 Verfahrensparameter des Bestellrhythmusverfahrens193
8.3.6 Dynamische Anpassung der Verfahrensparameter194
8.4 Unternehmensübergreifender Einsatz195
8.5 Anwendung197
8.5.1 Fallbeispiel: Anwendung des Bestellbestandsverfahrens bei einem Maschinenbauunternehmen197
8.5.2 EDV-unabhängige Umsetzung des Bestellbestandsverfahrens199
9 Kanban202
9.1 Verfahrensbeschreibung202
9.1.2 Zwei-Karten-Kanban207
9.1.3 Sicht-Kanban208
9.1.5 Minimal Blocking211
9.2 Vergleich der Kanban-Steuerung mit dem Bestellbestandsverfahren215
9.3 Diskussion der Verfahrensregeln216
9.4 Holprinzip versus Bringprinzip219
9.5.2 Anzahl der Kanbans224
9.6 Unternehmensübergreifender Einsatz229
9.7 Anwendung234
10 Kapazitätsorientierte Materialbewirtschaftung236
10.1 Verfahrensbeschreibung236
10.2 Diskussion der Verfahrensregeln243
10.3 Festlegung der Verfahrensparameter245
10.4 Unternehmensübergreifender Einsatz246
10.5 Anwendung246
11 Synchro MRP248
11.1 Verfahrensbeschreibung248
11.2 Diskussion der Verfahrensregeln253
11.3 Festlegung der Verfahrensparameter255
11.4 Unternehmensübergreifender Einsatz256
11.5 Anwendung256
12 Hybride Kanban-Conwip-Steuerung258
12.1 Verfahrensbeschreibung259
12.2 Diskussion der Verfahrensregeln262
12.3 Festlegung der Verfahrensparameter267
12.3.1 Anzahl konventioneller Kanbans267
12.3.2 Anzahl der Fertigwarenkanbans268
12.4 Unternehmensübergreifender Einsatz270
13 Fortschrittszahlensteuerung274
13.1 Verfahrensbeschreibung275
13.1.1 Definition von Fortschrittszahlen275
13.1.2 Produktionsprogramm- und Materialbedarfsplanung277
13.1.3 Abschätzung des Kapazitätsbedarfs aus Plan- Fortschrittszahlen280
13.1.5 Beispiele283
13.2 Diskussion der Verfahrensregeln291
13.3 Festlegung der Verfahrensparameter293
13.4 Unternehmensübergreifender Einsatz296
13.5 Anwendung296
14 Basestock298
14.1 Verfahrensbeschreibung298
14.2 Diskussion der Verfahrensregeln302
14.3 Festlegung der Verfahrensparameter305
14.3.1 Plan-Bestände305
14.3.2 Basestocks307
14.4 Unternehmensübergreifender Einsatz310
14.5 Anwendung310
15 Production Authorization Cards312
15.1 Verfahrensbeschreibung312
Teil C Verfahren der Auftragsfreigabe320
16 Grundlagen der Auftragsfreigabe322
16.1 Kriterien322
16.1.1 Sofortige Auftragsfreigabe323
16.1.2 Auftragsfreigabe nach Termin323
16.1.3 Bestandsregelnde Auftragsfreigabe325
16.1.4 Auftragsfreigabe mit arbeitssystemspezifischem Belastungsabgleich329
16.2 Detaillierungsgrad331
16.3 Auslösungslogik334
16.4 Klassifizierung der Auftragsfreigabeverfahren336
17 Auftragsfreigabe nach Termin338
17.1 Verfahrensbeschreibung338
17.2 Diskussion der Verfahrensregeln341
17.3 Festlegung der Verfahrensparameter343
17.4 Anwendung343
17.4.1 Fertigungssteuerung in der Leiterplatten GmbH344
17.4.2 Analyse des Fallbeispiels347
17.4.3 Ableitung von Verbesserungsmaßnahmen349
18 Constant Work in Process352
18.1 Verfahrensbeschreibung352
18.2 Diskussion der Verfahrensregeln356
18.3 Festlegung der Verfahrensparameter358
18.3.1 Anzahl der Conwip-Karten (Festlegung im Betrieb)358
18.3.2 Anzahl der Conwip-Karten (Modellbasiertes Vorgehen)360
18.3.3 Vorgriffshorizont362
18.4 Unternehmensübergreifender Einsatz362
18.5 Anwendung363
19 Engpass-Steuerung364
19.1 Verfahrensbeschreibung364
19.1.1 Grundverfahren365
19.1.3 Starvation Avoidance367
19.2 Diskussion der Verfahrensregeln369
19.3 Festlegung der Verfahrensparameter372
19.3.1 Grundverfahren373
19.3.2 Starvation Avoidance374
19.4 Unternehmensübergreifender Einsatz375
19.5 Anwendung375
19.6 Exkurs: Theory of Constraints376
20 Workload Control380
20.1 Verfahrensbeschreibung380
20.1.1 Grundverfahren381
20.1.2 Verfahrensvarianten386
20.2 Diskussion der Verfahrensregeln388
20.3 Festlegung der Verfahrensparameter391
20.4 Unternehmensübergreifender Einsatz395
20.5 Anwendung395
21 Belastungsorientierte Auftragsfreigabe398
21.1 Verfahrensbeschreibung399
21.2 Diskussion der Verfahrensregeln403
21.3 Festlegung der Verfahrensparameter407
21.3.1 Vorgriffshorizont407
21.3.2 Abzinsungsfaktoren408
21.3.3 Bestandsgrenzen410
21.3.4 Festlegung der Abzinsungsfaktoren nach Bechte413
21.3.5 Abbildung anderer Fertigungssteuerungsverfahren über die Parameterfestlegung413
21.4 Unternehmensübergreifender Einsatz415
21.5 Anwendung415
22 Auftragsfreigabe mit Linearer Programmierung416
22.1 Verfahrensbeschreibung416
22.2 Diskussion der Verfahrensregeln422
22.3 Festlegung der Verfahrensparameter425
22.3.1 Plan-Bestände der Arbeitssysteme425
22.3.2 Gewichtungsfaktoren für Unterlast und Überlast425
22.3.3 Definition der Terminfunktion426
22.3.4 Ober- und Untergrenzen für den freizugebenden Arbeitsinhalt für die Fertigung428
22.3.5 Obergrenze für den freizugebenden Arbeitsinhalt für einzelne Arbeitssysteme430
22.4 Unternehmensübergreifender Einsatz431
22.5 Anwendung431
23 Polca-Steuerung432
23.1 Verfahrensbeschreibung432
23.2 Diskussion der Verfahrensregeln437
23.3 Festlegung der Verfahrensparameter440
23.3.1 Anzahl der Polca-Karten440
23.3.2 Freigabezeitpunkte444
23.4 Unternehmensübergreifender Einsatz445
23.5 Anwendung445
24 Dezentrale Bestandsorientierte Fertigungsregelung448
24.1 Verfahrensbeschreibung448
24.1.1 Grundverfahren448
24.1.2 Bestandsgeregelte Durchfluss- Steuerung456
24.2 Diskussion der Verfahrensregeln456
24.3 Festlegung der Verfahrensparameter458
24.3.1 Bestandsgrenze459
24.3.2 Positionsnummern462
24.4 Unternehmensübergreifender Einsatz464
24.5 Anwendung465
Teil D Reihenfolgebildung466
25 Reihenfolgebildung468
25.1 Reihenfolgeregeln zur Erhöhung der Liefertreue470
25.1.1 First in - First out (FIFO)470
25.1.2 Frühester Plan- Starttermin (FPS)470
25.1.3 Frühester Plan- Endtermin (FPE)471
25.1.4 Geringster Restschlupf471
25.2 Reihenfolgeregel zur Erhöhung des Servicegrads472
25.3 Reihenfolgeregeln zur Erhöhung der Leistung474
25.3.1 Rüstzeitoptimierende Reihenfolgebildung474
25.3.2 Extended Work in Next Queue ( XWINQ)476
25.4 Kürzeste Operationszeit-Regel (KOZ)477
25.5 Reihenfolgedisziplin481
Teil E Kapazitätssteuerung484
26 Kapazitätssteuerung486
26.1 Einführung487
26.2 Rückstandsmessung488
26.2.1 Verfahrensunabhängige Grundlagen489
26.2.2 Verfahrensabhängige Rückstandsmessung490
26.3 Kapazitätsflexibilität495
26.3.1 Definitionen und Grundlagen495
26.3.2 Kapazitätsflexibilität der Betriebsmittel497
26.3.3 Kapazitätsflexibilität der Mitarbeiter498
26.3.4 Resultierende Kapazitätsflexibilität einer Fertigung501
26.4 Konfiguration der Rückstandsregelung503
26.4.1 Auslösungslogik503
26.4.2 Festlegung von Dauer und Höhe der Kapazitätsanpassung504
26.4.3 Ableitung von Maßnahmen zur Kapazitätsanpassung506
26.5 Grundsätze der Rückstandsregelung507
26.6 Anwendungsbeispiel einer Rückstandsregelung in der Luftfahrtindustrie509
26.7 Mitarbeiterdisposition511
26.7.1 Kriterien der Mitarbeiterdisposition511
26.7.2 Auslösungslogik512
26.7.3 Lokalität der Mitarbeiterdisposition512
Teil F Konfiguration der Fertigungssteuerung515
27 Konfiguration der Fertigungssteuerung516
27.1 Einführung517
27.2 Auswahl eines Auftragserzeugungsverfahrens518
27.3 Auswahl eines Auftragsfreigabeverfahrens521
27.3.1 Auswahl einer Verfahrensklasse521
27.3.2 Auswahl eines Verfahrens524
27.3.3 Kombination von Verfahren der Auftragsfreigabe526
27.4 Auswahl von Reihenfolgeregeln527
27.5 Gestaltung der Kapazitätssteuerung529
27.6 Fallbeispiele530
27.6.1 Fertigungssteuerung in einer Auftragsfertigung531
27.6.2 Fertigungssteuerung in einer Mischfertigung536
27.6.3 Fertigungssteuerung in einer hochvolumigen Lagerfertigung542
27.7 Durchsetzung einer Konfiguration546
Literatur552
Sachverzeichnis562

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