Methoden  der Termin- und Kapazitätsplanung  I

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis   II

Abk  ürzungsverzeichnis  III

1.  Einleitung.  1

1.1.  Problemstellung  1

1.2.  Gang der Untersuchung  2

2.  Durchlaufterminierung  3

2.1.  Ziele und Voraussetzungen der Durchlaufterminierung  3

2.2.  Verfahren und Techniken der Durchlaufterminierung.  4

2.2.1.  Progressive Terminierung  6

2.2.2.  Retrograde Terminierung  7

2.2.3.  Kombinierte Terminierung  8

2.2.4.  Visualisierungstechniken  9

3.  Kapazitätsterminierung  11

3.1.  Ziele und Voraussetzungen der Kapazitätsterminierung  11

3.2.  Ermittlung Kapazitätsangebot  11

3.3.  Ermittlung Kapazitätsnachfrage  13

3.4.  Alternativen der Kapazitätsanpassung  14

3.4.1.  Anpassung des Kapazitätsangebots an die Kapazitätsnachfrage  15

3.4.2.  Anpassung der Kapazitätsnachfrage an das Kapazitätsangebot  16

4.  Schlussbetrachtung  19

Anhang   21

Literaturverzeichnis   22

Methoden  der Termin- und Kapazitätsplanung  

Abbildungsverzeichnis   

Abbildung  1-1: Prozess der hierarchischen Produktionsplanung und -steuerung  

Abbildung  2-1: Elemente der Durchlaufzeit  

Abbildung  2-2: Durchlaufzeit der Endmontage  

Abbildung  2-3: Anteil der Übergangszeit an der Durchlaufzeit  

Abbildung  2-4: Arbeitsvorgangsliste für die Produktion eines Fahrrades  

Abbildung  2-5: Vorgangsknoten MP-MNetzplan  

Abbildung  2-6: MP-MNetzplan nach progressiver Terminierung  

Abbildung  2-7: MP-MNetzplan nach retrograder Terminierung  

Abbildung  2-8: MP-MNetzplan mit kritischem Pfad  

Abbildung  2-9: Arbeitsvorgangsliste mit Ergebnissen der Durchlaufterminierung  

Abbildung  2-10: Balkendiagramm mit kritischem Pfad  

Abbildung  3-1: Kapazitätsangebot der Arbeitsstation Endmontage  

Abbildung  3-2: Kapazitätsnachfrage der Arbeitsstation Endmontage  

Abbildung  3-3: Belastungsprofil der Arbeitsstation Endmontage S  

Methoden der Termin- und Kapazitätsplanung III

Abkürzungsverzeichnis

AV: Arbeitsvorgang

BORA: Belastungsorientierte Auftragsfreigabe

CPM: Critical Path Method

d i : Durchlaufzeit des Arbeitsvorgangs i

DLZ: Durchlaufzeit

FAZ: frühestmöglicher Anfangszeitpunkt

FEZ: frühestmöglicher Endzeitpunkt

FIFO: first in first out

FP: freier Puffer

GP: Gesamtpuffer

ME: Mengeneinheit(en)

MPM: Meta Potential Method

OPT: Optimized Production Technology

PERT: Projekt Evaluation Review Technique

PPS: Produktionsplanung und -steuerung

RT: Retrograde Terminierung

SAZ: spätestmöglicher Anfangszeitpunkt

SEZ: spätestmöglicher Endzeitpunkt t ^B : Bearbeitungszeit t ^D : arbeitsvorgangsbezogene Durchlaufzeit t ^K : Kontrollzeit t ^T : Transportzeit t ^W : Wartezeit

VSM: Value Stream Mapping

WKT: Werkkalendertag

Methoden der Termin- und Kapazitätsplanung 1

1. Einleitung

1.1. Problemstellung

In dieser Seminararbeit werden die Methoden der Termin- und Kapazitätsplanung diskutiert. Grundsätzlich ist die Termin- und Kapazitätsplanung als Teilplanung der gesamten hierarchischen Produktionsplanung und -steuerung (PPS) einzuordnen. ¹ Unter Produktionsplanung und -steuerung versteht man die Planung, Steuerung und Kontrolle der Durchführung der Fertigung. Damit die Komplexität des betriebswirtschaftlichen Planungsproblems beherrschbar bleibt, wird das Modell der hierarchischen Produktionsplanung zeitlich und sachlich in Sukzessivplanungen disaggregiert. Die Planungsergebnisse der oberen Planungsstufen werden für die unteren Planungsstufen als Informationsinput benötigt. Unter Betrachtung der Prozessperspektive ist die Reihenfolge der einzelnen Sukzessivplanungen wie folgt definiert: Produktionsprogrammplanung, Materialbedarfsplanung, Losgrößenplanung, Termin-und Kapazitätsplanung sowie

Werkstattsteuerung (vgl. Abbildung 1-1 im Anhang). Der Prozessschritt der Termin- und Kapazitätsplanung wird nochmals in Durchlaufterminierung und Kapazitätsterminierung unterteilt. ² Die Planungsaufgabe besteht darin, eine zeitliche und kapazitive Terminierung von ganzen Fertigungsaufträgen und einzelnen Arbeitsvorgängen vorzunehmen. Die Ergebnisse dieses Planungsschrittes sind Anfangs- und Endzeitpunkte, Pufferzeiten sowie die Identifizierung des kritischen Pfades.

Insbesondere wird das Thema der Termin- und Kapazitätsplanung auf folgende Fragestellungen untersucht: welche Ziele und Voraussetzungen gelten für eine erfolgreiche Termin- und Kapazitätsplanung? Welche Determinanten bestimmten den Einsatz konkreter Methoden? Mit welchen Methoden können die gewonnenen Ergebnisse strukturiert visualisiert werden? Welche Optimierungsmaßnahmen können im Zuge der Termin- und Kapazitätsterminierung getroffen werden?

Die Reihenfolge- und Terminfeinplanung (Feinterminierung) wird in der Literatur ³ teilweise im Zuge der Kapazitätsterminierung behandelt. Aufgrund ihres operativen Charakters und des bedeutenden Umfangs fällt sie in dieser Seminararbeit jedoch unter die Teilplanung der Werkstattsteuerung und wird somit im Prozessschritt der Termin- und Kapazitätsplanung nicht behandelt.

¹ Vgl. Glaser (1991), S. 1 f.; Neumann (1996), S. 7; Vahrenkamp (2008), S. 110 ff.

² Vgl. Corsten (2009), S. 502; Hansmann (1999), S. 328; Hoitsch (1993), S. 424.

³ Vgl. Glaser (1991), S. 135.

Methoden der Termin- und Kapazitätsplanung 2

1.2. Gang der Untersuchung

Wie bereits angesprochen, lässt sich die Termin- und Kapazitätsplanung gedanklich in zwei Teilbereiche, die Durchlaufterminierung sowie die Kapazitätsterminierung, gliedern. In Kapitel 2 werden zuerst die Ziele und Voraussetzungen für eine erfolgreiche Durchlaufterminierung analysiert. Anschließend erfolgt eine Darstellung der einzelnen Methoden, Verfahren und Visualisierungstechniken, die mit diesem Teilbereich in Zusammenhang stehen. Ebenso wird jede Methode im Anschluss an ihre Vorstellung kurz bewertet. In Kapitel 3 folgen die Ziele und Voraussetzungen der Kapazitätsterminierung, die auch in der Praxis zeitlich nach der Durchlaufterminierung einzugliedern ist. In diesem Kapitel wird insbesondere erörtert, wie die um das Kapazitätsangebot konkurrierenden Aufträge mit der Methode des Kapazitätsabgleichs kapazitiv zugeordnet werden können. Desweiteren werden verschiedene

Optimierungsalternativen diskutiert und auf die jeweilige Ziel-Mittel-Relation bewertet. In der Schlussbetrachtung werden die im Laufe der Untersuchung gewonnenen Ergebnisse kompakt zusammengefasst. Darüber hinaus erfolgen eine Bewertung aller Methoden im Gesamtzusammenhang und ein kurzer Ausblick auf interdisziplinäre Lösungsmöglichkeiten, die über den inhaltlichen Rahmen der Termin- und Kapazitätsplanung hinausgehen. Für die Untersuchung der Termin- und Kapazitätsplanung in dieser Seminararbeit fällt der Fokus auf die Einzel- und Kleinserienproduktion, welche vornehmlich in einer Werkstattfertigung organisiert ist. In einer Werkstattfertigung werden spezialisierte Betriebsmittel und Arbeitsplätze nach dem Verrichtungsprinzip zu einzelnen Werkstätten wie beispielsweise Schweißerei, Lackiererei oder Endmontage räumlich zusammengefasst. ⁴ Dieser Organisationstyp bringt auf Grund seiner Flexibilität mit sich, dass ständig zeitliche und technologische Zuordnungsentscheidungen für die einzelnen Werkstücke zu den jeweiligen Arbeitsstationen neu getroffenen werden müssen. Im anderen Extremfall der getakteten Fließbandproduktion werden jedoch keine operativen Entscheidungen zu Durchlaufzeit, Reihenfolge und Zeitpunkten getroffen, da diese bereits durch den Materialfluss auf dem getakteten Fließband strategisch festgelegt sind. 5

Im Verlauf dieser Arbeit wird die Produktion eines kundenindividuellen Fahrrades beispielhaft zur Veranschaulichung der einzelnen Methoden und Sachverhalte herangezogen. Die Darstellung der einzelnen Produktionsprozesse erfolgt jedoch stark vereinfacht.

⁴ Vgl. Vahrenkamp (2008), S. 80; Wöhe (2005), S. 407.

⁵ Vgl. Corsten (2009), S. 502.

Methoden der Termin- und Kapazitätsplanung 3

2. Durchlaufterminierung

2.1. Ziele und Voraussetzungen der Durchlaufterminierung

Da die primäre ökonomische Zielgröße der Erlösmaximierung in der operativen Prozessplanung nur schwer zu verfolgen ist, werden leichter quantifizierbare Ersatzziele definiert. ⁶ Im Vordergrund stehen die Minimierung der Durchlaufzeiten, Minimierung von Terminabweichungen und die Maximierung der Kapazitätsauslastung. ⁷ Zu beachten ist allerdings, dass bei einer Werkstattfertigung in der Regel Zielkonflikte auftreten - was in der Literatur oft als Dilemma der Ablaufplanung bezeichnet wird. ⁸ Zum Beispiel führen höhere Kapazitätsauslastungen zu erhöhten Beständen, welche wiederum mit dem Kostenminimierungsziel disharmonieren. Aus heutiger Perspektive, in der nicht mehr Produzenten, sondern Konsumenten den Markt dominieren, gewinnt somit die primäre Verfolgung der zeitlichen Ziele an Bedeutung. Bei Einhaltung der Liefertermine können Konventionalstrafen vermieden werden. Außerdem verringern kürzere Durchlaufzeiten die Bestands- und Zinskosten von Betrieben. Die Voraussetzungen für eine erfolgreiche Durchlaufterminierung sind mindestens eine Terminvorgabe (Anfangs- und/oder Endzeitpunkt), das Vorliegen eines Arbeitsplanes, in dem die Arbeitsvorgänge und ihre Reihenfolge für die Erstellung eines bestimmten Erzeugnisses definiert werden, sowie geplante oder geschätzte Durchlaufzeiten. ⁹ Die arbeitsvorgangsbezogene Durchlaufzeit wird wie folgt definiert: 10

Abbildung 2-1: Elemente der Durchlaufzeit

(Quelle: eigene Darstellung)

Die Summe aller arbeitsvorgangsbezogener Durchlaufzeiten (Arbeitsvorgang i bis n) entspricht der fertigungsauftragsbezogenen Durchlaufzeit (DLZ) und bildet die Zeitspanne zwischen Ankunft des Materials am ersten Arbeitsvorgang und Eingang in ein Bereitstellungs- oder Versandlager ab:

⁶ Vgl. Adam (1998), S. 548 f.; Hoitsch (1993), S. 427 ff.; Zäpfel (1982), S. 221 ff.

⁷ Vgl. Hoitsch (1993), S. 426; Wöhe (2005), S. 412.

⁸ Vgl. Gutenberg (1983), S. 216.

⁹ Vgl. Steinbuch/ Olfert (1993), S. 323.

¹⁰ In Anlehnung an Glaser (1991), S. 136 f.; Zäpfel (1982), S. 222f.