Tagungsband zum Doctoral Consortium der WI 2009

EINE GROBTERMINIERUNGSKOMPONENTE
ZUR FUNKTIONALEN ERWEITERUNG
VON MANUFACTURING EXECUTION SYSTEMS
FÜR KOMPLEXE PRODUKTIONSSYSTEME
Christoph Habla
Lehrgebiet Unternehmensweite Softwaresysteme, Prof. Dr. Lars Mönch
FernUniversität in Hagen, Deutschland
Kurzfassung
In der vorliegenden Arbeit wird ein Verfahren für die operative Produktionsplanung in komplexen
Produktionssystemen vorgestellt. Exemplarisch für komplexe Produktionssysteme werden
Halbleiterfabriken betrachtet. Die grundlegende Idee des Verfahrens besteht darin, durch
möglichst sinnvolle grobe Terminvorgaben für Arbeitsgänge von Losen, die sich durch das
Produktionssystem bewegen, einen verbesserten Materialfluss zu erzeugen. Dadurch soll
insbesondere die Termintreue gesteigert werden. Es wird ausgeführt, wie ein solches Verfahren als
Komponente implementiert und mit Manufacturing Execution Systems (MES) gekoppelt werden
kann. Des Weiteren werden Simulationsexperimente für die Leistungsbewertung vorgestellt.
1. Einleitung
WI Doctoral Consortium 2009 45
Den Rahmen für das hier vorgestellte Thema stellt der Markt für sogenannte ASICs (applicationspecific
integrated circuits) als Teilsegment des Halbleitermarktes dar. Bei ASICs handelt es sich
um anwendungsspezifische Computerchips, die nach speziellen Kundenanforderungen auf
Silizium-Scheiben (Wafern) hergestellt werden. Das Marksegment ist gekennzeichnet durch einen
starken Konkurrenzkampf zwischen den Anbietern und durch sehr hohe Investitionskosten [6]. Die
Möglichkeiten, die angewendeten Produktionsverfahren aus technischer Sicht zu verbessern, sind
weitgehend ausgereizt, was zur Folge hat, dass die Erringung eines Kostenvorteils im Vergleich
zur Konkurrenz fast ausschließlich über eine effizientere Planung der Produktionsabläufe zu
realisieren ist [11], [13]. Die Aufgabe, eine solche Effizienzsteigerung herbeizuführen, verlangt den
Entwurf von Algorithmen sowie eine geeignete softwaretechnische Realisierung und deren
Integration in bestehende Informationssysteme. Aufgrund dieser interdisziplinären Anforderungen
handelt es sich um eine typische Aufgabe der Wissenschaftsdisziplin Wirtschaftsinformatik, deren
Lösung nicht ausschließlich reinen Betriebswirten, Informatikern oder Mathematikern überlassen
werden sollte (vgl. auch [8]).
Die Planungsprozesse in Unternehmen werden in der Literatur meist gemäß der Reichweite des
Planungshorizonts grob in die drei Bereiche der strategischen, taktischen und operativen Planung
eingeteilt. Im betrachteten Marktsegment kommt dabei eine besondere Bedeutung der operativen
Planung zu. Dies begründet sich zum einen darin, dass durch die kundenspezifischen
Anforderungen eine große Produktvielfalt mit sehr unregelmäßigen Bedarfen vorliegt. D.h., im
Gegensatz zu Standardproduktmärkten können Kundenbedarfe nicht zu ausreichend großen
Produktbedarfen aggregiert werden, die dann gemäß einer einigermaßen zuverlässigen
Nachfragevorhersage mit Hilfe einer mittelfristigen „Make-to-stock“-Produktionsstrategie
befriedigt werden, sondern vielmehr liegt eine kurzfristig orientierte „Make-to-order“-Strategie vor,
bei der vor allem eine rechtzeitige Belieferung der einzelnen Kunden im Vordergrund steht. Zum
zweiten liegt der Grund für die besondere Bedeutung der operativen Planung darin, dass
Unternehmen in diesem Marksegment oft heterogene Standorte aufweisen, an denen