Technische Universitt Dresden

Document Sample
Technische Universitt Dresden Powered By Docstoc
					                                                              Informationssysteme in der Logistik




Technische Universität Dresden
Fakultät Wirtschaftswissenschaften
Prof. Dr. Dr. h. c. Wolfgang Uhr


                               Electronic Business

                      Kurs am ZEDES - Germanicum
                Zentrum für Deutschland- und Europastudien
              St. Kliment-Ohridski-Universität Sofia/Bulgarien
                               Februar 2008

                                     Skript Teil 4

4. Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme

4.1. Funktionsübersicht
PPS - traditionelles Einsatzgebiet der Datenverarbeitung in industriellen Unternehmen
Merkmale:
 hohes Mengenvolumen der zu verarbeitenden Daten (Erzeugnisse und
   Erzeugnisbestandteile, Erzeugnisstrukturen, technologische Prozesse,
   Betriebsmittel/Arbeitsplätze, Aufträge,...)
 hohe Funktionskomplexität (Mengen-, Zeit- und Ressourcenplanung,
   organisatorische Steuerung der Produktion)

typische Prozesskette:
Primärbedarfsplanung: Bestimmung des Bedarfs an Endprodukten für einen
Planungszeitraum (Output)

(Sekundär-) Bedarfsplanung/Mengenplanung: Ermittlung des Bedarfs an
Erzeugnissen und Erzeugnisbestandteilen nach Menge und Bedarfsperiode; Bildung
von Produktions-/ Fertigungsaufträgen und Bestellanforderungen

Zeit- und Kapazitätsplanung: Zuordnung der Produktions-/ Fertigungsaufträge zu
Technologien und Betriebsmittel-/ Arbeitsplatzgruppen; Durchlaufterminierung,
Analyse der Kapazitätsbelastung, Kapazitätsabgleich

Verfügbarkeitskontrolle und Auftragsfreigabe: Übergang von der Planung zur
Steuerung der Produktion

Produktions-/ Fertigungsauftragssteuerung: Arbeitsplatzbelegung,
Reihenfolgebestimmung (technologische, organisatorische Reihenfolge),
Feinterminierung, Fortschrittskontrolle

Betriebsdatenerfassung: Erfassung von Daten über realisierte Mengen, Termine und
eingetretene Zustände (Ist-Daten zu Aufträgen, Material, Personal, Betriebsmittel)

Produktionscontrolling: funktionales MIS
                                                                                     Seite/Page 1
                                                              Informationssysteme in der Logistik




Bild 4.1: Prozesskette in PPS-Systemen
Quelle: Scheer

4.2. Grunddatenverwaltung

Wichtige Grunddaten in der Fertigungsindustrie:

Material: alle Gegenstände des Fertigungsprozesses; bereits in Kapitel 3 behandelt

Stücklisten: Struktur eines Erzeugnisses

                                                                                     Seite/Page 2
                                                              Informationssysteme in der Logistik




Bild 4.2: Erzeugnisstruktur (vereinfacht)
Quelle: SAP

zentrale Bedeutung der Erzeugnisstrukturdaten in integrierten Anwendungssystemen:
    Die Konstruktion (CAD) kann sich auf Stücklisten stützen. Andererseits kann in
        der Konstruktion mit einem CAD-Programm und einem CAD-Interface eine
        Stückliste im PPS-System angelegt werden.
    Die Materialbedarfsplanung löst Stücklisten auf, um Bestellanforderungen zu
        erzeugen.
    In der Arbeitsvorbereitung bilden Stücklisten eine Grundlage für die
        Vorgangsplanung.
    Die Fertigungsauftragssteuerung plant mittels Stücklisten die Bereitstellung von
        Teilen.
    Für die Erstellung eines Angebotes bildet die Stückliste eine Basis für die
        Kalkulation.
    .....

Arbeitspläne: Fertigungsprozess ( Arbeitsvorgänge) und die hierzu benötigten
Ressourcen

Ein Arbeitsplan legt die Reihenfolge der einzelnen Arbeitsvorgänge fest, die notwendig
sind, um schrittweise ein fertiges Erzeugnis herzustellen. Der Arbeitsplan ist
auftragsneutral und dient als Vorlage für den Fertigungsauftrag.

Aufbau:
 Arbeitsplankopf  Material
 Arbeitsplanpositionen  Arbeitsvorgänge




                                                                                     Seite/Page 3
                                                             Informationssysteme in der Logistik




Bild 4.3: Aufbau eines Arbeitsplanes
Quelle: SAP

Arbeitsplätze: Orte, an denen Arbeitsvorgänge durchgeführt werden

Ein Arbeitsplatz ist ein räumlicher Bereich innerhalb eines betrieblichen
Arbeitssystems. An ihm wird ein Vorgang ausgeführt. Bei einem Arbeitsplatz kann es
sich sowohl um eine Maschine oder eine Gruppe von Maschinen. um
Montagearbeitsplätze, Fertigungsstraßen als auch um eine Person oder eine Gruppe von
Personen handeln.

Hauptfunktionen:
 bestimmen Ort für die Durchführung eines Vorganges
 enthalten Vorschlagswerte, die beim Anlegen von Arbeitsplänen in die
   Arbeitsvorgänge übernommen werden können
 enthalten Kalkulationsdaten, welche die Kalkulation von Arbeitsvorgängen
   ermöglichen
 enthalten Terminierungs- und Kapazitätsdaten, die für die Zeit- und
   Kapazitätsplanung benötigt werden




                                                                                    Seite/Page 4
                                                            Informationssysteme in der Logistik




Bild 4.4: Daten zum Arbeitsplatz
Quelle: SAP

Fertigungshilfsmittel: Werkzeuge, Vorrichtungen, Mess- und Prüfmittel u.a.

Prüfpläne: Durchführung von Qualitätsprüfungen


4.3. Bedarfsplanung/Mengenplanung

4.3.1. Einordnung in PPS und Beschaffung
   1. Der Vertrieb nimmt den Bedarf als konkreten Kundenbedarf vom Markt
      entgegen.
   2. Die Produktionsprogrammplanung plant den Absatz über eine Absatzprognose
      vor.
      Das Ergebnis ist der Primärbedarf, d.h. der Bedarf an Fertigerzeugnissen,
      verkaufsfähigen Baugruppen, Handelswaren und Ersatzteilen. Dieser gibt den
      Anstoß für die Bedarfsplanung.
   3. Zur Bedarfsdeckung werden von der Bedarfsplanung die Beschaffungsmengen
      und Termine ermittelt sowie entsprechende Beschaffungselemente eingeplant.
      Das Beschaffungselement der Bedarfsplanung ist der Planauftrag bzw. für
      Fremdbeschaffung die Bestellanforderung. Beide Beschaffungselemente sind
      interne planerische Elemente, die jederzeit verändert, umterminiert oder
      gelöscht werden können.
   4. Für eigengefertigte Gegenstände wird über die Stücklistenauflösung der
      Sekundärbedarf, d.h. die Menge von Komponenten ermittelt, die zur
      Herstellung des Enderzeugnisses oder der Baugruppe notwendig sind. Auf jeder
      Stücklistenstufe werden Planaufträge zur Bedarfsdeckung erzeugt, wenn eine
      Unterdeckung vorliegt (Brutto-Netto-Planung).

                                                                                   Seite/Page 5
                                                            Informationssysteme in der Logistik




   5. Diese planerischen Beschaffungselemente werden anschließend umgesetzt in
      exakte Beschaffungselemente: für die Produktion ist das der
      Fertigungsauftrag, für die Fremdbeschaffung die Bestellung.
   6. Für eigengefertigte Gegenstände wird der Auftragsfortschritt mit Hilfe des
      Fertigungsauftrags gesteuert. Der Fertigungsauftrag beinhaltet eine eigene
      Terminierung, Kapazitätsplanung und Statusverwaltung. Ebenso erfolgt die
      Kostenrechnung pro Fertigungsauftrag.
   7. Für fremd beschaffte Gegenstände wird der Bestellvorgang eingeleitet. Hier
      müssen geeignete Lieferanten ausgewählt bzw. Rahmenverträge geschlossen
      werden.
   8. Die von der Produktion oder durch externe Beschaffung bereitgestellten
      Mengen werden durch die Bestandsführung verwaltet.




Bild 4.5: Bedarfsplanung in der logistischen Kette
Quelle: SAP

4.3.2. Absatz- und Produktionsgrobplanung/Produktionsprogrammplanung
 (Lang-) und mittelfristige Festlegung der Absatz- und Produktionsmengen
  (Primärbedarf)

Ablauf der Absatz- und Produktionsgrobplanung:
    Grobplanung des Absatzes durch Aggregation der bekannten Kundennachfrage
       und Ergänzung durch Prognosen und Ergebnisse von Optimierungsrechnungen
       - für Enderzeugnisse
       - für Produktgruppen
    Generierung eines absatzsynchronen Produktionsgrobplanes
    Variierbarkeit, z.B. durch Vorgabe von Zielreichweiten und –lagerbeständen
    Grobplanung der Ressourcen; grobe Abschätzung der Realisierbarkeit der Pläne
    Aufbereitung für Management Support (MIS)
    automatische Aufteilung (Disaggregation) mittels Anteilsfaktoren
    Übergabe an Produktionsprogrammplanung als Vorschlagswerte für
       Planprimärbedarf



                                                                                   Seite/Page 6
                                                              Informationssysteme in der Logistik




Bild 4.6: Planungstableau
Quelle: SAP

Ablauf der Produktionsprogrammplanung:
    Festlegung von Bedarfsmengen und Lieferterminen für Enderzeugnisse und
       wichtige Baugruppen
    Ergebnis der Programmplanung ist das Produktionsprogramm entsprechend
       Primärbedarf (Planprimärbedarf und Kundenprimärbedarf)

4.3.3. (Sekundär-) Bedarfsplanung
Aufgabe: Sicherstellung der Verfügbarkeit von Erzeugniskomponenten nach Menge
und Termin  Disposition

Primärbedarf, d.h. der Bedarf an Fertigerzeugnissen, verkaufsfähigen Baugruppen,
Handelswaren und Ersatzteilen, gibt den Anstoß für die Bedarfsplanung

Festlegung des Dispositionsverfahrens

   verbrauchsgesteuert  Bestellpunktdisposition, stochastische Disposition,
    rhythmische Disposition (vgl. Kapitel 3)

   bedarfsgesteuert (plangesteuert)  Bedarfsauflösung
      Stücklistenauflösung (Fertigungsindustrie)
              Bruttoplanung (ohne Lagerabgleich); mit Losgrößenrechnung
              Brutto-Netto-Planung; mit Losgrößenrechnung
              Kundeneinzelauftragsplanung; ohne Losgrößenrechnung
              Projektplanung; ohne Losgrößenrechnung

Ergebnis: Planaufträge (Menge, Grob-Termin)

                                                                                     Seite/Page 7
                                                              Informationssysteme in der Logistik




Umsetzen der Planaufträge in Fertigungsaufträge oder Bestellanforderungen

Brutto-Netto-Planung

Prinzip:
 Innerhalb der Bedarfsauflösung wird der Sekundärbedarf aus den jeweils 1
   Dispositionsstufe höheren Fertigungsaufträgen abgeleitet (mehrstufiger
   Dispositionszusammenhang).
 Aus den Bruttobedarfen werden durch Abzug von Lagerbeständen Nettobedarfe
   errechnet, grob terminiert und zu Aufträgen (Losen) zusammengefasst.
 Reservierungen und geplante Zugänge werden berücksichtigt (dynamische
   Verfügbarkeitsprüfung).

Beispiel:
(nach Scheer)
ME = Mengeneinheit
ZE = Zeiteinheit

 Ein Unternehmen produziert die Endprodukte P1 und P2.
 P1 besteht aus 1 ME der Baugruppe B1, P2 aus 2 ME der Baugruppe B2 und 2 ME
  von B1.
 Das Einzelteil E1 geht mit 1 ME in B1 und mit 3 ME in B2 ein.

Durchlaufzeiten:
P1            1 ZE                 B1             1 ZE
P2            2 ZE                 B2             1 ZE

Vorlaufzeiten:
B1 - P2        1 ZE
B2 - P2        1 ZE
sonst          0 ZE

Kundenaufträge:
                       Periode 1   Periode 2      Periode 3
P1                     400 ME      300 ME         500 ME
P2                     100 ME      150 ME         200 ME

Prognostizierter Bedarf des Servicebereichs je Periode:
P1              50 ME               B1              380 ME
P2             100 ME               B2              110 ME

Es wird pauschal ein Zusatzbedarf von 10 % angesetzt (ungeplante Eilaufträge,
Ausschuss, etc.).

Lagerbestand zu Beginn der Periode 1:
P1            800 ME               B1             2000 ME
P2            500 ME               B2              800 ME

Sicherheitsbestand für Produkte und Baugruppen:
je 200 ME


                                                                                     Seite/Page 8
                                                             Informationssysteme in der Logistik




Von Produkt P1 werden 155 ME aus freigegebenen Aufträgen in Periode 2 verfügbar
sein, die entsprechende Reservierung für die in diese Menge eingehenden Baugruppen
B1 muss noch erfolgen.

Für die Losbildung werden die Nettobedarfe der Perioden 2 und 3 zusammengefasst,
ansonsten ist der Nettobedarf die Losgröße.

Schrittfolge pro Gegenstand und Periode:
1. Bruttobedarf
2. Verfügbarer Bestand
3. Nettobedarf
4. Losbildung
5. Terminierung der Sekundärbedarfe auf untergeordneter Dispositionsstufe

Berechnung s. Folgeseite

4.4. Zeit- und Kapazitätsplanung

4.4.1. Funktionen

       Auftragsdatenverwaltung
       Durchlaufterminierung der Fertigungsaufträge: Terminierung der
        Arbeitsvorgänge
       Ermittlung Kapazitätsbedarf
       Pflege der Kapazitätsangebote
       Analyse Kapazitätsbelastung
       Kapazitätsabgleich: Abstimmung zwischen Kapazitätsangebot und -bedarf
       Kapazitätsentlastung


4.4.2. Durchlaufterminierung
Aufbauend auf den Auftragseckterminen aus der Bedarfsplanung werden für jeden
Auftrag Anfangs- und Endtermine der einzelnen Arbeitsvorgänge ( Arbeitsplätze)
ermittelt.

Zeitarten:

-   Bearbeitungszeit
-   Rüstzeiten
-   Übergangszeiten (prozessbedingte Liege- und Transportzeiten sowie Wartezeiten)




                                                                                    Seite/Page 9
                                                                                                                                                  Informationssysteme in der Logistik




Brutto/Netto-Rechnung der terminierten
Bedarfsermittlung
                                                Dispositionsstufe 3                                 Dispositionsstufe2                          Dispositionsstufe1
           Produkt                       P1                        P2                          B1                            B2                         E1
Periode                           0 1    2         3     0    1      2       3      0      1        2       3        0      1   2       3         0     1    2 3
Primärbedarf                        400 300         500      100      150    200
+ Sekundärbedarf                                                                          1780          0       0          1050     0       0 2759 1562           0    0
+ verbrauchsgesteuerter
                                     50   50         50      100       100   100          380      380      380            110 110 110
Bedarf
+ Zusatzbedarf                       45 35          55        20        25    30           216      38       38             116 11 11
= Bruttobedarf                      495 385        605       220       275   330          2376     418      418            1276 121 121 2759 1562                 0    0
Lagerbestand                        800 305        200       500       280   200          2000     200      200             800 200 200
- Sicherheitsbestand                200 200        200       200       200   200           200     200      200             200 200 200
+ freigeg. Aufträge u. offene
                                          155
Bestellungen
= verfügbarer Bestand               600 260           0      300        80     0          1800          0       0          600      0       0
Reserviert für freigegebene
                                                                                          155
Aufträge
Nettobedarf                           0 125        605          0      195   330          731      418      418            676 121 121 2759 1562                  0    0
Losbildung                              730                            525                731      836                     676 242     2759 1562
                            B1            1                              2
Produktionskoeffizienten B2                                              2
                            E1                                                                 1        1                     3     3
terminierte                 B1      730                      1050
Sekundärbedarfe             B2                               1050
untergeordn. Produkte       E1                                                      731   836                       2028   726


Sicherheitsbestand          200                 Durchlauf-          Vorlaufzeiten            Kundenaufträge
Zusatzbedarf               10%                    zeiten                                       Per1 Per2 Per3
                                                P1       1          B1-P2      1          P1    400 300 500
                                                P2       2          B2-P2      1          P2    100 150 200
                                                B1       1
                                                B2       2




                                                                                                                                                                       Seite/Page 10
                                                                   Informationssysteme in der Logistik




Bild 4.7: Zeitarten
Quelle: SAP

4.4.3. Analyse der Kapazitätsbelastung
Erstellung von (im Allgemeinen grafischen) Übersichten, die Kapazitätsbedarf und
Kapazitätsangebot pro Betriebsmittelgruppe und pro Periode gegenüberstellen

Wesentliche Elemente der Analyse der Kapazitätsbelastung
 Kapazitätsangebote aus Arbeitsplätzen
 Kapazitätsbedarfe der Vorgänge aus den Auftragsarbeitsplänen
 Termine für die Vorgänge aus der Terminierung der Aufträge

4.4.4. Kapazitätsabgleich
Abstimmung von Kapazitätsangeboten und -bedarfen

Anpassung des Kapazitätsangebotes an den Kapazitätsbedarf:
- zeitlich: Veränderung der Betriebszeit
- intensitätsmäßig: Erhöhung/Verringerung des Ausstoßes pro Periode
- quantitativ: Einsatz von mehr oder weniger Betriebsmitteln innerhalb der
   Betriebsmittelgruppen

Anpassung der Kapazitätsbelastung an das Kapazitätsangebot:
- zeitliche Verschiebung von Arbeitsgängen oder kompletten Aufträgen
- Lossplitting
- Nutzung von Alternativ-Arbeitsplänen (alternative Betriebsmittelzuordnung)
- Verringerung/Erhöhung von Losgrößen
- Fremdbezug/Lohnarbeit

Ergebnis:
- terminlich und kapazitätsmäßig zulässige Fertigungsaufträge




                                                                                        Seite/Page 11
                                                                     Informationssysteme in der Logistik




4.5. Verfügbarkeitskontrolle und Auftragsfreigabe

Schnittstelle zwischen Planung und Steuerung der Produktion

Teilfunktionen der Auftragsfreigabe:
     Überprüfung der Verfügbarkeit der benötigten Ressourcen
     Festlegung der für eine bestimmte Periode auszuführenden Fertigungsaufträge
     Reservierung der benötigten Ressourcen für diese Aufträge
     Aufteilung der Aufträge auf Organisationseinheiten (Fertigungsbereiche,
       Werkstätten,...)
     Übergabe der für die Fertigung benötigten Informationen an diese Bereiche
       (Schnittstelle zu MES bzw. Leitstand)

Methoden der Auftragsfreigabe:

1. Konventionelle Methoden

nach geplanten Terminen ( Festlegung eines Freigabehorizontes)

2. Belastungsorientierte Auftragsfreigabe (nach WIENDAHL)

   Freigabe von Fertigungsaufträgen in Abhängigkeit vom Werkstattbestand an Aufträgen
    („Trichtermodell“)
   Es werden nur so viele Aufträge (gemessen in Fertigungsstunden) in die Fertigung
    eingesteuert, wie von dieser unter Beachtung eines gewissen Auftragsbestandes bearbeitet
    werden können
   Auftragsfreigabe als Steuerungsinstrument




Bild 4.8: Prinzip der belastungsorientierten Auftragsfreigabe
Quelle: http://www.uni-karlsruhe.de/~map/nboa_b.html


                                                                                          Seite/Page 12
                                                                     Informationssysteme in der Logistik



3. Integration der Auftragsfreigabe in Logistik-Konzepte

Beispiel:
KANBAN
ist ein Verfahren zur Produktions- und Materialflusssteuerung, basierend auf dem physischen
Materialbestand in der Fertigung. Regelmäßig benötigtes Material wird dabei ständig in
kleinen Mengen in der Produktion bereitgehalten. Der Nachschub bzw. die Fertigung eines
Materials wird mit KANBAN dann in die Wege geleitet, wenn eine bestimmte Menge des
Materials verbraucht worden ist. Dieser Nachschub wird unter Nutzung vorher gepflegter
Stammdaten direkt von der Fertigung angestoßen („Pull-Prinzip“). Dazu wird zwischen
Quelle und Verbraucher ein Regelkreis mit einer festgelegten Anzahl von KANBANs
angelegt. Jeder KANBAN steht für eine bestimmte Materialmenge und kann einem Behälter
entsprechen, dies ist jedoch nicht zwingend.
 Wenn die zu einem KANBAN gehörende Materialmenge verbraucht ist, wird der
     KANBAN mit dem Status "leer" versehen (KANBAN-Impuls). Das Leersetzen eines
     KANBANs erzeugt einen Mengenabruf bei der Quelle.
 Die Quelle produziert und dann dieses Material in der vorgeschriebenen Menge und liefert
     es an den Verbraucher.
 Der Verbraucher quittiert den Erhalt des Materials, indem der Status wieder auf "voll"
     gesetzt wird.
Eingaben in das System sind dabei auf ein Minimum beschränkt, zum Beispiel auf die
Eingabe eines Barcodes. Alle weiteren Aktionen im System laufen dann automatisch im
Hintergrund ab. Die so gesteuerten Materialien werden vom Bedarfsplanungslauf nicht
geplant. Effekt dieser Selbststeuerung ist die Verkürzung der Durchlaufzeit und die Reduktion
der Bestände.

Stammdaten:

Produktionsversorgungsbereiche:
KANBAN-Material wird in sogenannten Produktionsversorgungsbereichen (PVB) direkt in
der Produktion zur Verfügung gestellt. Ein PVB kann beispielsweise ein Regalbereich oder
ein anderer Lagerbereich sein. Aus einem PVB bedienen sich ein oder mehrere Arbeitsplätze.
Die PVBs werden für die Bestandsführung jeweils einem Lagerort zugeordnet. Während im
PVB nur die KANBANs verwaltet werden, wird das Material bestandsmäßig auf dem
zugeordneten Lagerort geführt.

Regelkreise:
Die Regelkreise legen die Beziehung zwischen Verbraucher und Quelle fest. Mit Hilfe des
Regelkreises werden Steuerungsdaten vorgegeben wie die Anzahl KANBANs und die Menge
pro KANBAN sowie die Nachschubstrategie (Eigenfertigung, Fremdbeschaffung,
Umlagerung).




                                                                                          Seite/Page 13
                                                                  Informationssysteme in der Logistik




Bild 4.9: Stammdaten KANBAN
Quelle: SAP


4.6. Produktionscontrolling
Überwachung aller Zielgrößen der Produktion durch ein Fertigungsinformationssystem
(im SAP-System R/3 Bestandteil des Logistik-Informationssystems)

Funktionen:
 Generierung beliebiger Sichten auf Informationen aus der Fertigung
 individuelle Bestimmung des Grades der Informationstiefe und von Analysepfaden
 Plan-Soll-Ist-Vergleiche

Arten von Analysen:
 Standardanalysen  basieren auf vordefinierten „Informationsstrukturen“, in denen
   wichtige Kennzahlen automatisch aus der operativen Anwendung fortgeschrieben werden
 flexible Analysen  basieren auf individuell definierten Auswertestrukturen

Datenbasis der Standardanalysen:
„Informationsstrukturen“ mit
 Zeitbezug  Periode
 Merkmale  Informationen, die sich zur Verdichtung eignen
 Kennzahlen  Informationen, die zu den Merkmalen periodisch erfasst werden

Standardanalysen:

   vordefinierter Analyserahmen; Analysen zu
              Arbeitsplatz
              Vorgang

                                                                                       Seite/Page 14
                                                                Informationssysteme in der Logistik



             Material
             Fertigungsauftrag
             Materialverbrauch
             Produktkosten

   unterschiedliche Verdichtungsebenen
   komfortable Selektionsmöglichkeiten
   Drill-Down-Funktion: Bei einem Aufriss nach Merkmal wird ein Merkmalswert wird im
    Hinblick auf ein Merkmal (z.B. Material, Kunde, Lieferant, Periode) detailliert:




                                                                                     Seite/Page 15

				
DOCUMENT INFO