Folie 0 - Moehwald Unternehmensberatung
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Leibniz<br />
Universität Hannover<br />
Logistische Beherrschung<br />
von Fertigungs- und Montageprozessen<br />
Wiebke Hartmann<br />
12. Industriearbeitskreis<br />
"Produktionslogistik für die variantenreiche Serienfertigung“<br />
Lauf an der Pegnitz, 22.09.2009<br />
Institut für<br />
Fabrikanlagen und Logistik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Nyhuis
Gliederung<br />
Rahmenbedingungen und Zielsetzungen heutiger Produktionssysteme<br />
Modellierung logistischer Zusammenhänge mit Durchlaufdiagramm und Kennlinien<br />
Praxisbeispiel<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik<br />
Bild 1
Gliederung<br />
Rahmenbedingungen und Zielsetzungen heutiger Produktionssysteme<br />
Modellierung logistischer Zusammenhänge mit Durchlaufdiagramm und Kennlinien<br />
Praxisbeispiel<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik<br />
Bild 2
Rahmenbedingungen heutiger Produktionssysteme<br />
Variantenanzahl<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik<br />
Zeit<br />
*Quellen: VDMA, Studie Strategien im Maschinen- und Anlagenbau, 2007, n = 236 Unternehmen<br />
M. Kennemann<br />
4,0 %<br />
+ 52,5 %<br />
4,9 %<br />
Zeit<br />
6,1 %<br />
< 80 % 80 - 95 % > 95 %<br />
Liefertreue*<br />
In der Kundenwahrnehmung spielt die logistische Leistungsfähigkeit eines<br />
Unternehmens eine herausragende Rolle.<br />
Umsatz<br />
Umsatzrendite<br />
F & E<br />
Wachtum<br />
Rückgang<br />
Bild 3
Zielsystem der Produktionslogistik<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik<br />
G4046SW_Wd<br />
hohe<br />
Termintreue<br />
Liefertreue<br />
P r o z e s s k o s t e n<br />
L o g i s t i k l e i s t u n g<br />
hohe<br />
Auslastung<br />
Wirtschaftlichkeit<br />
kurze<br />
Durchlaufzeit<br />
niedrige<br />
Bestände<br />
L o g i s t i k k o s t e n<br />
Lieferzeit<br />
Kapitalbindungskosten<br />
Bild 4
Gliederung<br />
Rahmenbedingungen und Zielsetzungen heutiger Produktionssysteme<br />
Modellierung logistischer Zusammenhänge mit Durchlaufdiagramm und Kennlinien<br />
Praxisbeispiel<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik<br />
Bild 5
Durchlaufzeitanteile und eindimensionales<br />
Durchlaufelement<br />
Fertigungsauftrag I<br />
Fertigungsauftrag II<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik<br />
Durchlaufzeit<br />
(Produktionsauftrag)<br />
Durchlaufzeit<br />
(Fertigungsauftrag)<br />
a) Durchlaufplan eines Produktionsauftrages<br />
TBEV<br />
AVG1 AVG2 AVG3 AVG4<br />
Liegen nach<br />
Bearbeitung<br />
Transport<br />
ZUE<br />
Liegen vor<br />
Bearbeitung<br />
ZDL<br />
TRA<br />
G1878NP<br />
Rüsten<br />
Bearbeiten<br />
AVG3<br />
ZDF<br />
b) arbeitsvorgangsbezogenes Durchlaufelement<br />
Montageauftrag<br />
TBE<br />
Zeit [BKT]<br />
TBEV : Bearbeitungsende Vorgänger<br />
TRA : Rüstanfang<br />
TBE : Bearbeitungsende<br />
ZDL = TBE – TBEV : Durchlaufzeit<br />
ZUE = TRA – TBEV : Übergangszeit<br />
ZDF = TBE – TRA : Durchführungszeit<br />
[BKT] : Betriebskalendertag<br />
Bild 6
Trichtermodell und Durchlaufdiagramm einer Arbeitsstation<br />
Abgang AS m<br />
= Zugang AS n<br />
Bestand<br />
(wartende<br />
Aufträge)<br />
Abgang AS n<br />
AS m<br />
AS n<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik G0476SW<br />
Zugang<br />
Anfangsbestand<br />
Arbeit [Vorgabestunden]<br />
Zugangskurve<br />
Abgangskurve<br />
mittlere<br />
Belastung<br />
mittlere<br />
Leistung<br />
Untersuchungszeitraum<br />
a) Trichtermodell b) Durchlaufdiagramm (AS n)<br />
AS n : Arbeitssystem n<br />
Endbestand<br />
Abgang<br />
Zeit [Betriebskalendertage]<br />
Bild 7
Bestand, Reichweite und Leistung im Durchlaufdiagramm<br />
Arbeit [Std]<br />
Trichterformel:<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik<br />
Rm<br />
B m<br />
R m<br />
: Bestandsfläche FB<br />
T 0<br />
:<br />
:<br />
Lm<br />
=<br />
Bm Lm mittlere Reichweite<br />
mittlerer Bestand<br />
G1383NP<br />
Zugang<br />
B(T)<br />
Zeit [BKT]<br />
Bezugszeitraum P<br />
L m<br />
AB<br />
:<br />
:<br />
B m<br />
Abgang<br />
Bestand<br />
mittlere Leistung<br />
Abgang im Bezugszeitraum<br />
[BKT] : Betriebskalendertag<br />
Rm<br />
T 1<br />
[Bechte, IFA]<br />
AB<br />
Bild 8
Ausgewählte Prinzipbeispiele für Durchlaufdiagramme<br />
Arbeit<br />
Zugang<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik<br />
Abgang<br />
a) Kontinuierlicher Zu- und Abgang<br />
Arbeit<br />
13.483SW<br />
Zeit<br />
Zeit<br />
P. Nyhuis<br />
Arbeit<br />
b) Stark streuende Arbeitsinhalte<br />
c) Starke Belastungsstreuung d) Hohe Kapazitätsflexibilität<br />
Arbeit<br />
Zeit<br />
Zeit<br />
Bild 9
Ableitung der Produktionskennlinien für<br />
Leistung und Reichweite einer Arbeitsstation<br />
I: geringes Bestandsniveau II: Übergangsbereich III: hohes Bestandsniveau<br />
Arbeit<br />
Zugang<br />
Abgang<br />
a) typische Betriebszustände<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik<br />
Zeit Zeit Zeit<br />
Leistung<br />
Reichweite<br />
Minimale<br />
Reichweite<br />
G0462NP<br />
Arbeit<br />
Bestandsniveau<br />
I II III<br />
Maximale Leistung<br />
Leistung<br />
Bestand<br />
b) Darstellung der Betriebszustände in Produktionskennlinien<br />
Reichweite<br />
Arbeit<br />
Bild 10
Modellierungsalternativen<br />
zur Erstellung von Produktionskennlinien<br />
Abbildungsgüte hoch<br />
niedrig<br />
Kennlinientheorie<br />
Warteschlangentheorie<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik G1811NP<br />
Simulation<br />
geforderte<br />
Mindestgüte<br />
maximal zulässiger<br />
Aufwand<br />
niedrig hoch<br />
Anwendungsaufwand<br />
Allgemeine Anforderungen an Modelle<br />
Bezug zur Realität<br />
Große Allgemeingültigkeit<br />
Klarheit und Verständlichkeit der Aussage<br />
Beschränkung auf das Wesentliche<br />
[Oertli-Cajacop, 1977]<br />
Die Kennlinientheorie ermöglicht mit geringem Aufwand schnelle und sichere<br />
Aussagen, wo in einer Fertigung die Ansatzpunkte zur Erschließung logistischer<br />
Rationalisierungs-potenziale zu finden sind und welche spezifischen Maßnahmen<br />
diese Potenziale ausschöpfen.<br />
Bild 11
Berechnete Leistungskennlinie und deren Parameter<br />
Ideale<br />
Leistungskennlinie<br />
Approximierte<br />
Leistungskennlinien<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik<br />
maximal mögliche<br />
Leistung<br />
idealer<br />
Mindestbestand<br />
Mittelwert und<br />
Streuung der<br />
Auftragszeiten<br />
Mindestübergangszeiten<br />
Überlappungsgrad<br />
Streckfaktor<br />
Parameter mit elementarer Bedeutung Parameter mit empirischer Bedeutung<br />
G0881SW<br />
P. Nyhuis<br />
Kapazität je Arbeitssystem<br />
kapazitätsmindernde Störungen<br />
Leistungsgrad<br />
Anzahl Arbeitssysteme<br />
Losgröße<br />
Einzelzeit<br />
Rüstzeit<br />
Transportzeit<br />
sonstige Mindestübergangszeiten<br />
Belastungsstreuung<br />
Kapazitätsflexibilität<br />
Flexibilität der Bestandszuordnung<br />
Bild 12
Anwendungsmöglichkeiten von Produktionskennlinien<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik<br />
Funktion Logistikorientierte Anwendungsmöglichkeiten<br />
Produktionsplanung<br />
Produktionssteuerung<br />
Produktionscontrolling<br />
Leistung<br />
Leistung<br />
Leistung<br />
G0735SW<br />
Plan (1) Plan (2)<br />
Soll<br />
Soll<br />
P. Nyhuis<br />
Ist<br />
Bestand<br />
Bestand<br />
Bestand<br />
Durchlaufzeit<br />
Durchlaufzeit<br />
Durchlaufzeit<br />
• Losgrößenbestimmung<br />
• Ermittlung des<br />
Kapazitätsbedarfs<br />
• Bewertung technischer<br />
Investitionen<br />
• Ermittlung von<br />
Steuerungsparametern<br />
(Soll-Durchlaufzeit,<br />
Soll-Bestand,<br />
Einlastungsprozentsatz)<br />
• Bewertung des<br />
Ist-Zustandes<br />
• Abschätzung von<br />
Rationalisierungspotenzialen<br />
Bild 13
Gliederung<br />
Rahmenbedingungen und Zielsetzungen heutiger Produktionssysteme<br />
Modellierung logistischer Zusammenhänge mit Durchlaufdiagramm und Kennlinien<br />
Praxisbeispiel<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik<br />
Bild 14
Durchlaufzeit- und Bestandsanalyse in der Praxis<br />
Materialflussanalyse<br />
DurchlaufzeitundBestandsanalyse<br />
Potenzialbeurteilung<br />
Arbeit<br />
Arbeitzeit<br />
nach...<br />
von...<br />
Zugang<br />
mittlere<br />
Reichweite<br />
Kapazität<br />
mittlere Leistung<br />
Leistung<br />
mittlerer<br />
Bestand<br />
Abgang<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik C0340NP_Lp<br />
Zeit<br />
Bestand<br />
Lm TAm<br />
Bm ZDLm<br />
Lm<br />
Bm<br />
Engpassorientierte<br />
Logistikanalyse<br />
Leistung<br />
Bestand<br />
Lm TAm<br />
Bm ZDLm<br />
Lm TAm<br />
Bm ZDLm<br />
Lm TAm<br />
Bm ZDLm<br />
ZDLm Durchlaufzeit<br />
TAm Terminabweichung<br />
Bild 15
Darstellung logistischer Spitzenkennzahlen im Materialfluss<br />
Braunoxid/Cu-<br />
Passivierung<br />
Trocknen/<br />
Tempern (1)<br />
Pressen<br />
Qualitätssonderprüfung<br />
Handgalvanik<br />
Ni / Au<br />
Alkalisch<br />
Ätzen (2)<br />
Trocknen/<br />
Tempern (2)<br />
Start<br />
Zuschnitt<br />
Bohrerei<br />
Entgraten<br />
DK-Linie<br />
Resistbeschichtung<br />
Resiststrukturierung<br />
Leiterbildgrundaufbau<br />
Alkalisch<br />
Ätzen (1)<br />
Zwischenprüfung<br />
Beschichten<br />
Stopplack<br />
Hot-Air<br />
Leveling<br />
Beschichten/<br />
Drucken<br />
Mechanik/<br />
Konturfräsen<br />
elektrische<br />
Prüfung<br />
Endprüfung<br />
Verpacken<br />
Ende<br />
Kundenteildaten<br />
DK-Fräsen<br />
Mehrlagenvorbehandlung<br />
Innenlagenätze<br />
Mechanik/<br />
Kerbfräsen<br />
AOI<br />
Innenlagen<br />
Handgalvanik<br />
chem. Gold<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik<br />
Mechanik/<br />
Schneiden<br />
Mechanik/<br />
Stanzen<br />
Materialflussintensität<br />
(Auswertungszeitraum: 5 Monate) Monate<br />
Anzahl Aufträge > 3000<br />
Anzahl Aufträge > 2000<br />
Anzahl Aufträge > 1000<br />
Anzahl Aufträge > 500<br />
Anzahl Aufträge > 100<br />
Anzahl Aufträge < 100<br />
Resistbeschichtung IST<br />
ZDL m = 1,9 BKT<br />
B Bm = 26,5 Std<br />
•<br />
m = 26,5 Std<br />
•<br />
L m = 13,4 Std/BKT<br />
•<br />
D4906ASW<br />
Arbeitsinhalt<br />
900<br />
Std<br />
Zugang<br />
700<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
Abgang<br />
100<br />
Bestand<br />
0<br />
160 170 180 190 200 210 BKT 230<br />
Betriebskalendertag<br />
angemessener gemessener<br />
Betriebsbereich Betriebspunkt<br />
14<br />
Leistung<br />
Std/BKT Plan-Kapazität<br />
Leistung<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
Reichweite<br />
BKT<br />
2<br />
0,2<br />
0<br />
0 5 10 15<br />
Bestand<br />
20 Std 30<br />
BKT: Betriebskalendertag<br />
2,0<br />
1,4<br />
1,0<br />
0,6<br />
Reichweite<br />
Bild 16
Durchlaufdiagramme für das<br />
Arbeitssystem „Resistbeschichtung“<br />
Arbeitsinhalt<br />
900<br />
Std<br />
700<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
Anzahl Arbeitsvorgänge –<br />
Mittlere Leistung<br />
Mittlerer Bestand<br />
Mittlere Reichweite<br />
Mittlere Durchlaufzeit<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik D5023NP<br />
Std/BKT<br />
Std<br />
BKT<br />
BKT<br />
2603<br />
13,4<br />
25,6<br />
2,0<br />
1,9<br />
Zugang<br />
Abgang<br />
Bestand<br />
0<br />
160 170 180 190 200 210 BKT 230<br />
Betriebskalendertag<br />
Bild 17
Bestandsverlauf am<br />
Arbeitssystem „Resistbeschichtung“<br />
Arbeitsinhalt<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
mittlerer Bestand<br />
idealer Mindestbestand<br />
0<br />
160 170 180 190 200 210 220 230<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik D5024NP<br />
Betriebskalendertag<br />
Bild 18
Berechnete Produktionskennlinie für das<br />
Arbeitssystem „Resistbeschichtung“<br />
14<br />
Sdt/BKT<br />
Leistung<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0 0 5 10 15 20 Std 30 0,0<br />
Reichweite<br />
Leistung<br />
Anzahl Arbeitsplätze<br />
angemessener<br />
Betriebsbereich<br />
BKT<br />
Std/BKT<br />
-<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik D5025NP<br />
2,0<br />
13,4<br />
1<br />
Bestand<br />
Leistung<br />
Reichweite<br />
ca. 20 Stunden<br />
Bestand<br />
Mindestbestand<br />
Relativer Bestand<br />
gemessener<br />
Betriebspunkt<br />
Std<br />
Std<br />
%<br />
ca. 1,5 BKT<br />
26,5<br />
1,8<br />
1442,1<br />
2,0<br />
BKT<br />
1,6<br />
1,4<br />
1,2<br />
1,0<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,4<br />
0,2<br />
Reichweite<br />
BKT: Betriebskalendertag<br />
Bild 19
Maßnahmen zur Bestandsreduzierung am Beispiel des<br />
Arbeitssystems „Resistbeschichtung“<br />
Arbeit<br />
I.<br />
Ist<br />
Zugang<br />
Bestand<br />
Abgang<br />
keine Zugänge<br />
für ca. 1,5 BKT<br />
Leistung:<br />
13,4 Std/BKT<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik<br />
drosseln<br />
Ist<br />
Soll<br />
aktuelle Leistung<br />
ca. 13,4 Std/BKT<br />
Zugang<br />
Abgang<br />
BKT Betriebskalendertag<br />
Soll<br />
Zeit<br />
Arbeit<br />
II.<br />
Ist<br />
Zugang<br />
Bestand<br />
Abgang<br />
Leistung:<br />
13,4 Std/BKT<br />
Zugang<br />
Ist<br />
Soll<br />
aktuelle Leistung<br />
(Kapazität)<br />
Soll<br />
Abgang<br />
Kapazitätserhöhung<br />
um 7 Std/BKT<br />
für ca. 3 BKT<br />
erhöhen<br />
Zeit<br />
Bild 20
Maßnahmenpakete zur Halbierung der Auftragsdurchlaufzeit<br />
Stand heute:<br />
• hohe Durchlaufzeiten<br />
• große Terminabweichungen<br />
• hohes Bestandsniveau<br />
• starke Priorisierungen<br />
Ziele:<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik D4767NP<br />
• Halbierung der Durchlaufzeiten<br />
• Reduzierung der Durchlaufzeitstreuung<br />
• Erhöhung der Terminsicherheit<br />
Leistung<br />
Ziel 2<br />
Ziel 1<br />
Stand heute<br />
Bestand<br />
Durchlaufzeit<br />
Potenzialabschätzung:<br />
• Durchlaufzeitreduzierung bis 58% ausschließlich<br />
durch Bestandsregelung realisierbar, dadurch:<br />
• gleichgroße Reduzierung der Durchlaufzeitstreuung<br />
• deutliche Erhöhung der Terminsicherheit<br />
Logistisches<br />
Maßnahmenpaket:<br />
Für Ziel 1:<br />
• Einführung eines permanenten<br />
Controllings<br />
• Logistische Positionierung<br />
• Vorgabe zielkonformer und<br />
realistischer Solldaten<br />
• Einführung einer Kapazitätssteuerung<br />
• Einführung einer terminorientierten<br />
Auftragsfreigabe<br />
• Schulung der Mitarbeiter<br />
Für Ziel 2:<br />
• konsequente Reduzierung<br />
technisch bedingter Wartezeiten<br />
• Weitergehende Reduzierung und<br />
Harmonisierung der Auftragszeiten<br />
Bild 21
Realisierte Erfolge in der Leiterplattenfertigung<br />
Termintreue<br />
Auftragsdurchlaufzeit<br />
100<br />
%<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
25<br />
BKT<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Ziel<br />
Einleitung von<br />
Maßnahmen<br />
(II. Quartal)<br />
I II III IV V Heute<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik D6119BNP<br />
80<br />
Standardabweichung<br />
der Durchlaufzeit<br />
16<br />
BKT<br />
8<br />
4<br />
0<br />
(Produktgruppe DK)<br />
Einleitung von<br />
Maßnahmen<br />
(II. Quartal)<br />
I II III IV Heute<br />
Zeit (Quartal) Zeit (Quartal)<br />
a) Termintreue b) Durchlaufzeitstreuung<br />
(Produktgruppe DK)<br />
I II III IV V Heute<br />
c) Auftragsdurchlaufzeit<br />
Einleitung von<br />
Maßnahmen zur<br />
Durchlaufzeitreduzierung<br />
(IV. Quartal)<br />
13<br />
Realisierte Maßnahmen<br />
II. Quartal<br />
• Korrektur der Soll-Durchlaufzeiten<br />
• Terminorientierter Auftragseinstoß<br />
• Mitarbeiterschulung<br />
IV. Quartal<br />
• Einführung eines Monitorsystems<br />
• Logistische Positionierung<br />
DK : Durchkontaktierte Ware<br />
BKT : Betriebskalendertag<br />
6<br />
Bild 22
Kontakte<br />
Für weitere Fragen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung<br />
Institut für Fabrikanlagen und Logistik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Nyhuis<br />
An der Universität 2<br />
30823 Garbsen<br />
Ihre Ansprechpartner:<br />
Dipl.-Wirtsch.-Ing. Wiebke Hartmann Durchwahl: -19809<br />
Produktionsmanagement hartmann@ifa.uni-hannover.de<br />
© Institut für Fabrikanlagen und Logistik<br />
Tel.: 0511 / 762-2440<br />
Fax.: 0511 / 762-3814<br />
www.ifa.uni-hannover.de<br />
Bild 23
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