Auftragsfreigabe in der kundenindividuellen Einzelfertigung. Die Erweiterung eines Grundmodells um die Materialverfügbarkeit


Bachelorarbeit, 2017

53 Seiten, Note: 2,3


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Symbolverzeichnis

1 Problemstellung

2 Grundlagen
2.1 Auftragsfreigabe
2.1.1 Allgemeine Grundlagen der Auftragsfreigabe
2.1.2 Auftragsfreigabe mit der Clearing Function
2.2 Kundenindividuelle Einzelfertigung
2.3 Materialverfügbarkeit

3 Modellierung
3.1 Clearing Function Modell
3.2 Erweiterung des Grundmodells um die Materialverfügbarkeit

4 Numerische Analyse
4.1 Testaufbau
4.2 Testergebnisse
4.2.1 Materialverfügbarkeit und Nachfrage
4.2.2 Restbestände aus früheren Perioden
4.2.3 Kostensätze
4.2.4 Clearing Function-Parameter
4.2.5 Erfüllung der Nachfrage
4.2.6 Ganzzahligkeit

5 Fazit

Literaturverzeichnis

Anhang

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Beispielhafte Verläufe für Clearing Functions

Abb. 2: Materialverfügbarkeit in nur einer Periode gegeben

Abb. 3: Kostenentwicklung bei variierendem Steigungsparameter

Abb. 4: Nachfrageerfüllung bei variierendem Steigungsparameter

Abb. 5: Nachfrageerfüllung bei Materialverfügbarkeit in nur einer Periode

Tabellenverzeichnis

Tab. 1: Kosten bei unendlicher Materialverfügbarkeit

Tab. 2: Kosten bei mangelnder Materialverfügbarkeit in Periode 1

Tab. 3: Fallende und steigende Nachfrage

Tab. 4: Begrenzte Materialverfügbarkeit bei starkem saisonalem Bedarf

Tab. 5: Restbestände im WIP-Bestand

Tab. 6: Restbestände im Lagerbestand

Tab. 7: Restbestände im Fertigwarenbestand

Tab. 8: Restbestände in den Fehlmengen

Tab. 9: Kostenszenario 1

Tab. 10: Kostenszenario 2

Tab. 11: Kostenszenario 3

Tab. 12: Einfluss von Alpha bei neutralem Beta

Tab. 13: Einfluss von Alpha im Zusammenspiel mit Beta

Tab. 14: Einfluss der Bearbeitungszeit

Tab. 15: Einfluss von Beta bei Materialverfügbarkeit gleich der Nachfrage

Tab. 16: Einfluss von Beta bei unendlicher Materialverfügbarkeit

Tab. 17: Auswirkungen der Ganzzahligkeit

Symbolverzeichnis

Indizes

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Variablen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Parameter

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Problemstellung

Reibungslose und effiziente Abläufe, kostenoptimale Produktionssysteme und voll automatisierte Fertigungsanlagen sind heutzutage zwingend notwendig, um eine zentrale Rolle im globalen Wettbewerb einzunehmen. Die Etablierung solcher hocheffizienten Strukturen ist jedoch nicht ohne Weiteres zu erreichen. Um langfristig ressourcenschonend Gewinne einzufahren, müssen Unternehmungsstrukturen in der Lage sein, flexibel auf Änderungen im Produktionsumfeld und Änderungen der Kundenanforderungen reagieren zu können.1 In Bezug auf das Thema der Arbeit, die Auftragsfreigabe in der kundenindividuellen Einzelfertigung, bedeutet dies, dass Unternehmungen vor der Herausforderung stehen, die Auftragssteuerung ihres Produktionssystems so zu gestalten, dass kurze und vorhersehbare Durchlaufzeiten, aber auch eine möglichst hohe Auslastung des Systems erreicht werden. Vor allem in der kundenindividuellen Einzelfertigung nehmen die Kunden durch ihre wechselnden und speziellen Bedürfnisse eine besondere Rolle ein, indem sie in schwer zu prognostizierender Intensität Produktionsaufträge mit individuellen Anforderungen generieren.2

Daraus resultieren stark schwankende Materialbedarfe, denen in dieser Arbeit eine besondere Bedeutung zukommt. Zahlreiche Umstände, die im weiteren Verlauf noch näher betrachtet werden, können dazu führen, dass für einen individuellen Fertigungsauftrag die benötigten Materialien nicht verfügbar sind.3 In dem später betrachteten Modell wird als Grundannahme herangezogen, dass das Material für die ankommenden Fertigungsaufträge zu jeder Zeit verfügbar ist. In der Realität kann diese Grundannahme jedoch nicht ohne weiteres getroffen werden, weshalb die Materialverfügbarkeit in einem späteren Abschnitt die Erweiterung des Grundmodells darstellen soll.

Somit befasst sich die nachfolgende Arbeit also mit der Erweiterung des Grundmodells von Peter Pürgstaller und Hubert Missbauer aus dem Jahr 2012.4 In einem ersten Schritt werden die Grundlagen beschrieben, indem zunächst die Auftragsfreigabe und der hier verwendete Freigabemechanismus der Clearing Function dargestellt wird, ehe auf die Eigenschaften und Merkmale der kundenindividuellen Einzelfertigung eingegangen wird. Daraufhin werden die häufigsten Ursachen für mangelnde Materialverfügbarkeit diskutiert, sodass die grundlegenden Kenntnisse für das Verständnis des Modells vermittelt werden. Der Hauptteil befasst sich zunächst mit der Modellierung. Hier wird zuallererst das Grundmodell von Pürgstaller und Missbauer erläutert, bevor im nächsten Schritt die Erweiterung des Modells um die Materialverfügbarkeit beschrieben wird. Im zweiten und umfangreichsten Abschnitt des Hauptteils wird das erweiterte Modell schließlich numerisch analysiert. Dazu werden Daten generiert, ein angebrachter Testaufbau beschrieben und die Testergebnisse schließlich analysiert und evaluiert. Das abschließende Fazit fasst letztlich die wichtigsten Aspekte der Arbeit zusammen.

Auf den Stand der Forschung bezogen ist festzustellen, dass es bereits eine Vielzahl an Forschungen zum Thema Auftragsfreigabemechanismen gibt, bei denen jedoch immer die Materialverfügbarkeit als Grundannahme gesehen wird. Beispielhaft zu sehen bei der Auftragsfreigabe in einem Make to Order System5 oder bei mehrstufiger Produktion6. Auch bei Studien zu den Auswirkungen der Auftragsfreigabe auf Kapazitätsanpassungen wird die Annahme der Materialverfügbarkeit getroffen7. Die Clearing Function war ebenfalls bereits Forschungsgegenstand, wie zum Beispiel in mehrstufigen Produktionssystemen8 oder in Multiproduktsystemen9. Genauso bestehen bereits Ausarbeitungen zur Optimierung der Clearing Function10 oder zur Integration des Konzepts der Clearing Function in die Auftragsfreigabeplanung, in der die Erweiterung um die Materialverfügbarkeit bereits angesprochen wird.11

Das Ziel dieser Arbeit umfasst die übersichtliche Darstellung der Auswirkungen mangelnder Materialverfügbarkeit auf das Grundmodell sowie deren Folgen für das Produktionssystem der Unternehmung. Genauer soll auch ermittelt werden, inwiefern sich die Materialverfügbarkeit auf die Auftragsfreigabe der Fertigungsaufträge auswirkt und wie die Unternehmung darauf reagieren muss. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Entwicklung der Kostenwerte gelegt, die in direkter Verbindung mit der Materialverfügbarkeit stehen. Neben der Materialverfügbarkeit sollen auch die Auswirkungen anderer Parameter des Modells auf die Gesamtkosten untersucht werden.

2 Grundlagen

2.1 Auftragsfreigabe

2.1.1 Allgemeine Grundlagen der Auftragsfreigabe

Der Auftragsfreigabe selbst geht die Kapazitätsterminierung voraus, deren Ergebnisse schließlich als Ausgangspunkt für die Auftragsfreigabe eine Grobplanung der Produktionsaufträge darstellen.12 Dabei wird der Zeitpunkt bestimmt, ab dem die Fertigung einen Auftrag bearbeiten darf.13 Die Aufträge werden jedoch nicht sofort freigegeben, sondern befinden sich zunächst in einem Pre-Shop-Auftragspool, um gegebenenfalls nicht dringliche Aufträge zunächst zurückzuhalten und andere Liefertermine einzuhalten.14 Gleichzeitig wird mit der Freigabe eines Auftrags auch gleich die Bereitstellung des benötigten Materials ausgelöst, was durch die Erweiterung des Modells in einem späteren Abschnitt besondere Aufmerksamkeit erfährt. Mit der Auftragsfreigabe erfolgt somit der Übergang von planenden zu steuernden Aktivitäten im Auftragsmanagement.15

Die zwei Hauptelemente der Auftragsfreigabe sind zum einen die Auftragspriorisierung und zum andern die Auftragstriggerung. Bei der Priorisierung werden die Aufträge je nach Dringlichkeit, Kosten, Gewinn und Kapazitäten in eine Reihenfolge gebracht und dann dementsprechend freigegeben. Die Auftragstriggerung beschreibt dagegen die Bestimmung des richtigen Zeitpunkts für die Übergabe des Auftrags an das Produktionssystem. Gerade den Zeitpunkt der Freigabe betreffend, steht eine Unternehmung jedoch auch vor wichtigen Herausforderungen. Auf der einen Seite soll zwar die Durchlaufzeit bzw. die Leerzeiten minimiert werden, auf der anderen Seite ist die Maximierung der Kapazitätsauslastung ein wichtiges Ziel. Also muss ein Mittelweg zwischen der Freigabe weniger Aufträge, was zu kurzen Durchlaufzeiten aber geringer Kapazitätsauslastung führt, und der Freigabe vieler Aufträge, was die gegenteilige Wirkung erzielt, gefunden werden. Ein ähnliches Problem stellt das Durchlaufzeitsyndrom dar, welches besagt, dass bei zu früher Freigabe höhere Bestände und längere Durchlaufzeiten bestehen. Im Falle der späteren Freigabe wird jedoch eventuell der Plantermin nicht eingehalten.16

Um die verschiedenen Formen der Auftragsfreigabe zu klassifizieren, werden in der Literatur häufig drei Klassifizierungsmerkmale genannt, die bei der Abgrenzung helfen. Das erste Merkmal ist das Freigabekriterium der Auftragsfreigabe, welches den Entscheidungsmechanismus festlegt, nach dem die Aufträge freigegeben werden. Dabei gibt es eine Vielzahl von Methoden, beispielsweise heuristische Verfahren mit Prioritätsregeln wie der kürzesten Operationszeit oder die Schlupfzeitregel.17 Teilweise ist dies bei einer sofortigen Freigabe aber auch ohne Kriterium möglich oder die Freigabe orientiert sich an internen Daten wie dem Bestand, der Belastung des Produktionssystems oder dem spätesten Auslieferungstermin, um eine effiziente Auftragsfreigabe zu betreiben.18

Das zweite Klassifizierungsmerkmal ist der Detaillierungsgrad der Auftragsfreigabe. Hier wird unterschieden, ob der Auftrag mit allen Arbeitsabläufen als Ganzes und zentral freigegeben wird oder ob jeder Arbeitsschritt dezentral freigegeben werden muss. Vorteil eines hohen Detaillierungsgrads mit dezentraler Auftragsfreigabe ist sicherlich die verbesserte Planbarkeit der Durchlaufzeit und eine individuelle Planung für jede Maschine, auch wenn dafür ein höherer Planungsaufwand und eine größere Datenmenge in Kauf genommen werden müssen.19 Im Falle einer zentralen Auftragsfreigabe wird lediglich zu Beginn an der ersten Maschine entschieden und geprüft, ob genug Material vorhanden ist, um alle weiteren Produktionsschritte durchzuführen. Wählt man jedoch einen dezentralen Ansatz, wird nicht nur vor der ersten Maschine, sondern nach jeder weiteren Maschine geprüft, ob man die Produkte zur Weiterverarbeitung an die nächste Station freigeben kann, abhängig davon, ob dort das nötige Material verfügbar ist.

Als drittes Merkmal zur Unterscheidung der verschiedenen Formen dient die Auslösungslogik. Diese besagt lediglich, ob Aufträge in einem immer wiederkehrenden periodischen Zeitabstand freigeben werden oder ob man Aufträge ereignisorientiert freigibt. Periodische Freigabezeitpunkte sind beispielsweise der Beginn eines neuen Arbeitstages oder einer neuen Schicht. Bei der ereignisorientierten Auslösungslogik wird der Auftrag erst bei Erreichen eines bestimmten Ereignisses, wie zum Beispiel dem Unterschreiten eines bestimmten Bestandswerts oder dem Eintreten des Plan-Starttermins freigegeben.20

2.1.2 Auftragsfreigabe mit der Clearing Function

In Produktionssystemen mit hoher Auslastung und erheblichen Vorlaufzeiten ist eine effektive Koordination der Auftragsfreigabe enorm wichtig für den Erfolg der Unternehmung.21 Um dieses Ziel zu erreichen, werden Clearing Functions verwendet, die dabei helfen, die angemessene Menge an Aufträgen freizugeben. Konkret beschreibt die Clearing Function den nichtlinearen Zusammenhang zwischen der Arbeitsbelastung (WIP), der Durchlaufzeit und dem Durchsatz an einer Maschine in einer Periode. Damit gibt die Clearing Function den Anteil des aktuellen WIP an, der bis zur Fertigstellung durch eine Arbeitsmaschine verarbeitet bzw. durchgesetzt werden kann. Daraus resultiert eine durch die Clearing Function berechnete Beschränkung des Outputs an den Maschinen, die gleichzeitig die maximale Freigabemenge angibt. Dargestellt wird dieser Zusammenhang in Form einer Funktion des Durchsatzes abhängig vom WIP.22

In Abbildung 1 sind verschiedene Formen von Clearing Functions zu sehen, die in der Literatur vorgestellt werden. Die Variante „Constant level“ geht von einer fixen maximalen Ausbringungsmenge aus, die sich unabhängig vom WIP-Level nicht ändert. Im Gegensatz dazu besteht bei „Constant proportion“ ein linearer Zusammenhang zwischen der maximalen Ausbringungsmenge und dem aktuellen WIP-Bestand. In der Clearing Function „Combined“ wird die vorherige Variante schließlich noch um eine Obergrenze für die Ausbringungsmenge ergänzt, sodass diese nicht mehr unendlich ist. Die für das später zu betrachtende Modell relevante Clearing Function ist jedoch die Variante „Effective“, die die Ausbringungsmenge als eine konkave, sättigende Funktion in Abhängigkeit vom WIP-Bestand darstellt und die nichtlineare Beziehung zwischen Durchlaufzeit und der Arbeitslast des Produktionssystems berücksichtigt.23 Man sieht, dass ohne WIP auch kein Durchsatz generiert werden kann. Sobald der WIP-Bestand aber steigt, kann auch immer mehr Durchsatz erzeugt werden, allerdings nur bis zu einer bestimmten Kapazitätsrestriktion der Arbeitsmaschine, was durch den abflachenden Verlauf der Funktion dargestellt ist.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Beispielhafte Verläufe für Clearing Functions24

Mit Hilfe dieser Clearing Function können die Fähigkeiten des Produktionssystems genauer widergespiegelt werden und eine verbesserte und kostenminimale Auftragsfreigabe erzielt werden, als bei Ansätzen mit festen Vorlaufzeiten. Dazu ist jedoch auch die korrekte Modellierung und Schätzung der Clearing Function nötig. Ein weiterer Vorteil ist zudem die Berücksichtigung der Diskontinuität des Materialflusses an den Arbeitsmaschinen, welcher die Leistung einer Maschine begrenzen kann. Kurzfristig neigen Clearing Functions allerdings auch zu problematischen Schwankungen der Freisetzungsmenge bei einer kurzfristigen Änderung der Nachfrage.25

2.2 Kundenindividuelle Einzelfertigung

Die Wahl des Fertigungs- bzw. Produktionsprozesstyps bringt zahlreiche Auswirkungen für die Planung und Steuerung des Produktionsprozesses mit sich. Neben den Prozesseigenschaften an sich unterscheiden sich die Produktionstypen auch hinsichtlich ihrer Kostenintensität und Leistungsfähigkeit.26 In dem hier angenommenen Modell handelt es sich um den Produktionstypen der kundenindividuellen Einzelfertigung.

Der Auslöser für diese Art der Fertigung ist der Eingang eines Kundenauftrags, also die Bestellung eines kundenindividuellen Produktes. Die Leistung soll schließlich individuell nach Kundenauftrag (make to order) erstellt werden. Dazu ist die am häufigsten verwendete Fertigungsorganisation die Werkstattfertigung nach dem

Verrichtungsprinzip. Hierbei werden die zahlreichen Arbeitsschritte und Arbeitsplätze mit ähnlichen Aufgaben in funktionalen Bereichen zusammengefasst. Die zu produzierenden Werkstücke durchlaufen somit nacheinander verschiedene Werkstätten und fachspezifische Arbeitsbereiche mit ähnlichen Aufgabengebieten, um die Flexibilität des Produktionssystems zu gewährleisten.27 Im Vergleich zur Massenfertigung, bei der in ganzen Fertigungslinien produziert wird, werden bei der Einzelfertigung lediglich Einzelmaschinen innerhalb der Werkstätten verwendet, um auf wechselnde Produktionsbedingungen reagieren zu können.28

Eben diese wechselnden Produktionsbedingungen sind das wichtigste Merkmal der kundenindividuellen Einzelfertigung. Zum einen unterliegt der Auftragseingang für die Einzelfertigung einer starken Diskontinuität, was zu deutlichen quantitativen Schwankungen beim Auftragseingang und einem damit verbundenem häufig schwankenden Kapazitätsbedarf führt.29 Zum anderen beinhalten die Aufträge selbst eine enorme Vielfalt, da aufgrund der kundenindividuellen Ausrichtung ein riesiges Spektrum an Produktvarianten und Erzeugnisstrukturen im Produktionsprogramm enthalten sind.30 Mit Hilfe einer Differenzierungsstrategie zur Befriedigung sämtlicher individueller Bedürfnisse ihrer Kunden versuchen Unternehmungen mit der kundenindividuellen Einzelfertigung die Kundenzufriedenheit und das Serviceniveau zu maximieren sowie eine hohe Kundenbindung zu erzielen.31

Zur Erreichung dieser stark kundenorientierten Ziele bedarf es allerdings einer sehr guten Vorbereitung, um die nötigen Rahmenbedingungen für eine effiziente Einzelfertigung zu schaffen. Damit verbunden ist ein hoher Planungs- und Koordinationsaufwand. Dieser beginnt mit der aufwendigen Fertigungsvorbereitung, da jede Maschine für den anstehenden Auftrag und die geforderten Produktspezifikationen angepasst werden muss. Die Produktionsanlagen müssen dabei Multifunktionalität und Anpassungsfähigkeit aufweisen, um mehrere verschiedene Produktvarianten zu fertigen.32 Des Weiteren wird vorausgesetzt, dass die Materialbeschaffung reibungslos abläuft. Die Sicherstellung der Materialverfügbarkeit, welche in einem späteren Kapitel Gegenstand der Modellerweiterung sein wird, ist unabdingbar, da bei mangelnder Materialversorgung ein sofortiger Stillstand und somit Verzug der Produktion droht. Dazu mehr im nächsten Abschnitt. Die Besonderheit bei der kundenindividuellen Einzelfertigung bezüglich der Materialversorgung liegt in der großen Anzahl an Einzelteilen und Produktvarianten, weshalb ein enger Kontakt und ständiger Austausch zwischen Lieferant und Abnehmer bestehen muss. Dabei ist die Verlässlichkeit des Lieferanten außerordentlich wichtig.33 Selbstverständlich gehören zu den effizienten Rahmenbedingungen auch die Mitarbeiter, welche unter sehr breiten Qualifikationsanforderungen entsprechend geschult und eingearbeitet werden müssen. Ihre Aufgaben variieren und passen sich ebenfalls dem zu bearbeitenden Auftrag an.34

Neben den beachtlichen und zum Teil sicher hervorragenden und alleinstellenden Vorteilen der kundenindividuellen Einzelfertigung in Form der starken Kundenbindung sowie -zufriedenheit, der Befriedigung der Kundenbedürfnisse und der Flexibilität des Produktionssystems steht der Produktionstyp der Einzelfertigung jedoch auch vor einer Reihe von Herausforderungen und Nachteilen, die angegangen und kompensiert werden müssen. An erster Stelle gilt es, in diesem Zusammenhang die komplizierte Beschaffung der Materialien und den Umgang mit den Lieferanten zu nennen. Dadurch, dass man nahezu keine verlässlichen Prognosen über Material- und Komponentenbedarfe vorliegen hat, ist man stark abhängig von den Leistungen der Zulieferer und deren Lieferzeiten. Angesichts der starken Bedarfsschwankungen ist es beispielsweise kaum möglich, mit dem Zulieferer über Mengenrabatte oder feste Rahmenverträge zu verhandeln. Sollte der Lieferant einmal nicht fristgerecht liefern können, ist das Ziel der hohen Kundenzufriedenheit durch sehr lange Lieferzeiten wiederum in Gefahr.35 Weiterhin führen einige Faktoren dazu, dass die Kosten für die Produktion in Form der Einzelfertigung im großen Maße ansteigen können. Abgeschwächt wird dieser Nachteil auf der anderen Seite jedoch dadurch, dass die Kunden durch die absolute Befriedigung ihrer Bedürfnisse auch bereit dazu sind, für ein kundenindividuelles Produkt einen entsprechend hohen Preis zu bezahlen.

Trotz der geringeren Rüstkosten aufgrund der Werkstattfertigung entstehen der Unternehmung somit höhere Kosten in Form von zusätzlichen Transport- und Lagerkosten. Die Transportkosten entstehen durch die vielfältigen Produktionsaufträge und dem daraus resultierenden verzweigten Materialbeschaffungsprozess, während die Lagerkosten vor allem bei der Lagerung von Halbfabrikaten innerhalb des Produktionssystems entstehen.36 Hinzu kommt, dass Material oft in Zwischenlagern aufbewahrt werden muss bis alle nötigen Komponenten für die Weiterverarbeitung verfügbar sind und somit bei nicht termingerechter oder zu früher Anlieferung erneut Kapitalbindungskosten entstehen. Die Kosten sind somit für die Unternehmung im Vorfeld nur schwer abzuschätzen.37 Als letzten Negativaspekt gilt es schließlich noch die verlängerten Durchlauf- und Wartezeiten zu nennen, welche die Termintreue des Auftrags beeinflussen können.38

In der Praxis sind Aufträge für die kundenindividuelle Einzelfertigung oft mit einem hohen Arbeitsvolumen und bedeutender Komplexität versehen. Unterschieden wird zudem noch die kundenindividuelle Endfertigung, bei der die Individualisierung des Produkts erst in der letzten Fertigungsstufe stattfindet, und die kundenindividuelle Vorfertigung, bei der die Individualisierung in früheren Fertigungsstufen vorgenommen wird und die restlichen Schritte eher standardisiert ablaufen.39 Beispiele für die kundenindividuelle Einzelfertigung sind Industriezweige wie die Anlagenfertigung oder der Schiffsbau.40

2.3 Materialverfügbarkeit

Um einen reibungslosen und effizienten Ablauf des Produktionsprozesses gewährleisten zu können, ist die Materialverfügbarkeit ein essentiell wichtiger Faktor, ohne die ein Produktionsauftrag oftmals gar nicht erst freigegeben werden kann. Zu dem Oberbegriff Material gehören neben den Rohstoffen, die als Hauptbestandteil unmittelbar in das Erzeugnis eingehen, auch Hilfsstoffe mit einem geringen mengen- und wertmäßigen Anteil, sowie Betriebsstoffe, die den Leistungsprozess ermöglichen und in Gang halten. Zudem aber auch Halbfabrikate, die zugekauft oder selbst gefertigt werden.41 Die Einflussfaktoren und Ursachen für mangelnde Verfügbarkeit der Produktionsmaterialien und ständig wechselnde Rahmenbedingungen sind enorm vielseitig und finden sich im gesamten Planungsprozess wieder.

Beginnend mit der Nachfragesituation in der zu betrachtenden Unternehmung basiert die Materialbedarfsplanung zu großen Teilen auf den Nachfrageprognosen für die kommenden Planungsperioden. Damit ergibt sich eine hohe Abhängigkeit von diesen Prognosen und ein erhöhtes Fehlerpotential bei der Materialplanung, je höher die Nachfrageunsicherheit ist. Durch schwer vorhersehbares Kundenverhalten ergeben sich starke Schwankungen im Volumen, Intensität und Zeitpunkt der Nachfrage, weshalb eine Unternehmung vor der Herausforderung steht, die Nachfrageprognose so genau wie möglich zu gestalten.42

In Bezug auf die Materialversorgung bestehen vor allem bei der Beziehung zu den Lieferanten des nötigen Materials Risiken, die zu fehlender Materialverfügbarkeit führen können. Hat die produzierende Unternehmung eine sehr gute Beziehung zu seinen Zulieferern, bei der der Informationsfluss reibungslos und transparent gestaltet wird, kann eine stetige Gewährleistung der Materialverfügbarkeit erreicht werden. Allerdings kann es durch die Abhängigkeit vom Zulieferer auch schnell zu Verzögerungen kommen, wenn der Informationsfluss oder die Beziehung zum Lieferanten mit Schwierigkeiten behaftet ist. In dem Fall sollte man als Unternehmung auch Zweit- und Drittanbieter in der Hinterhand haben, um im Fall eines Engpasses Alternativen zu haben.43 Unzuverlässige Lieferanten und daraus resultierende zu lange Lieferzeiten sind daher eine der Hauptursachen für mangelnde Materialverfügbarkeit.44 Abgesehen von den Beziehungen zum Lieferanten oder dessen Zuverlässigkeit ist auch die Ausprägung des Lieferantenproduktionssystems von hoher Bedeutung. Es ist enorm wichtig, ob der Lieferant kurzfristig seine Produktion anpassen und höhere Stückzahlen sowie vielfältige Komponenten produzieren kann. Ist diese nötige Anpassungsfähigkeit nicht vorhanden oder das Layout der Produktionsstrukturen eher auf Robustheit ausgelegt, kann es bei kurzfristigen Materialbedarfen zu Schwierigkeiten beim Zulieferer und somit zu Verzögerungen und fehlendem Material kommen. Der Abnehmer sollte also bei der Wahl des Lieferanten auch auf die vorliegenden Strukturen und die verwendeten Technologien und ihre Flexibilität achten.45

Weiterhin muss das Material natürlich auch zur produzierenden Unternehmung transportiert werden, wobei zusätzliche Einflüsse auf die Materialverfügbarkeit im gesamten Transportprozess bestehen. Neben den Vorbereitungen des Transports, der damit inbegriffenen Verladung und Sicherung des Materials, sind auch die Motivation und das Know-how der Mitarbeiter des zuständigen Zulieferers oder des Transportunternehmens von Bedeutung für den Ablauf des Transportprozesses. Wenn nachlässig oder unkonzentriert gearbeitet wird, kann es zu Schäden oder Fehlmengen kommen, womit die Materialverfügbarkeit beim Abnehmer unsicher werden kann oder Verzögerungen auftreten. Zudem ist auch bei ordnungsgemäßen Transporten nicht immer gewährleistet, dass das Material pünktlich beim Abnehmer ankommt, da der Transportprozess durch äußere Einflüsse, wie zum Beispiel Staus, Unwetter oder Polizeikontrollen aufgehalten, verlangsamt und somit verzögert werden kann.46

Daraufhin können auch die Produkteigenschaften an sich die Materialverfügbarkeit beeinflussen, indem besondere Eigenschaften und Anforderungen der Produkte die Materialplanung und -beschaffung bestimmen. Dazu zählen die Produktvielfalt und die Produktarchitektur genauso wie die Lebensdauer des Produkts und der Einfluss des Kunden auf die Produktion. Bei besonders vielfältigen und komplexen Produkten ist die Anzahl der verschiedenen benötigten Materialien um ein Vielfaches größer als bei einfachen Standardprodukten. Damit einher gehen ein erhöhter Planungsaufwand und ein höheres Risiko für potenzielle Fehler und somit nicht vorhandenes Material. Sind Produkte überwiegend für eine kurze Lebensdauer ausgelegt, ist die Nachfragesituation einfacher zu prognostizieren als bei langwierigen Produkten.47 Außerdem ist bei der Produktion nach Kundenspezifikation, wie im später folgenden Modell, die Produktzusammensetzung immer unterschiedlich und eine Nutzung von Standardkomponenten ist kaum möglich, weshalb man auf aufwendig zu beschaffene Komponenten zurückgreifen muss. Im Spezialfall erhebt der Kunde sogar noch kurzfristige Änderungswünsche, wodurch in naher Zukunft ganz andere Materialien benötigt werden.48

In Folge mangelnder Materialverfügbarkeit steht die Unternehmung vor der Herausforderung, dass eine Auftragsfreigabe, wie sie zuvor bei uneingeschränkt verfügbarem Material möglich war, nicht mehr möglich ist. Wenn das Material für einen Auftrag nicht vorliegt, kommt es zu Änderungen in der Reihenfolgeplanung der produzierenden Unternehmung. Aufträge, die aufgrund fehlenden Materials nicht freigegeben werden konnten, belasten weiterhin in der nächsten Freigabeperiode das Produktionssystem.49 Besteht in einer Lieferkette die beschriebene Unsicherheit in Bezug auf die Gewährleistung der Materialverfügbarkeit, kann es immer wieder zu Abweichungen im Produktionsplan kommen. Seien es höhere Lagerkosten oder die misslungene Einhaltung von Lieferterminen, auf jeden Fall entstehen für die produzierende Unternehmung zusätzliche Kosten, die es zu minimieren gilt. Konkret bringen unerwartete Ereignisse, wie Materialengpässe, aus wirtschaftlicher Sicht negative Effekte, wie den Verlust von Marktanteilen, Umsätzen und somit auch geringere Erträge, mit sich.50

3 Modellierung

3.1 Clearing Function Modell

Das nachstehende Modell von Peter Pürgstaller und Hubert Missbauer aus dem Jahr 2012 beschreibt ein Optimierungsmodell zur Auftragsfreigabe mit lastabhängigen Durchlaufzeiten mit Hilfe der Clearing Function. Es werden die Annahmen getroffen, dass das Produktionssystem aus mehreren Arbeitsmaschinen besteht, das Lagerbestände vor der Maschine, an der Maschine selbst und nach der Maschine bestehen. Außerdem liegt ein Fertigwarenbestand vor.51 Es handelt sich bei dem vorliegenden Simulationsmodell um ein vereinfachtes Beispiel aus der Produktion von optischen Speichermedien, dessen Produktionssystem als Flow-Shop mit drei Stufen ausgerichtet ist. Zuerst erfolgt die Produktion, dann der Druck und schließlich die Verpackung. Zur Vereinfachung sind die Arbeitsplätze in jeder Stufe als einzelne Arbeitsmaschinen aufgefasst.52 Das Modell kann wie folgt modelliert werden:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

[...]


1 Vgl. Scholz (2010), S.1.

2 Vgl. Pürgstaller/Missbauer (2012), S.670.

3 Vgl. Schuh (2006), S.87.

4 Vgl. Pürgstaller/Missbauer (2012), S.670-680.

5 Fernandes/Silva/Carmo-Silva (2015), S.513-520.

6 Thürer et al. (2012), S.869-882.

7 Thürer/Stevenson/Land (2016), S.43-53.

8 Albey/Bilge/Uzsoy (2016), S.4461-4179.

9 Albey/Bilge/Uzsoy (2014), S.5301-5322.

10 Missbauer (2011), S.399-406.

11 Lange/Herrmann/Claus (2013), S.741-747.

12 Vgl. Buzacott et al. (2010), S.107f.

13 Vgl. Lödding (2016), S.339ff.

14 Vgl. Thürer/Stevenson/Land (2016), S.43.

15 Vgl. Lödding (2016), S.339ff.

16 Vgl. Buzacott et al. (2010), S.107f.

17 Vgl. Buzacott et al. (2010), S.107f.

18 Vgl. Lödding (2016), S.339ff.

19 Vgl. Lödding (2016), S.339ff.

20 Vgl. Lödding (2016), S.339ff.

21 Vgl. Asmundsson/Rardin/Uzsoy (2006), S.95f.

22 Vgl. Haeussler/Missbauer (2014), S.102f.

23 Vgl. Claus/Herrmann/Manitz (2015), S.134f.

24 Vgl. Claus/Herrmann/Manitz (2015), S.134f.

25 Vgl. Haeussler/Missbauer (2014), S.102f.

26 Vgl. Sydow/Möllering (2015), S.79.

27 Vgl. Sydow/Möllering (2015), S.80.

28 Vgl. Böge (2011), S.T2.

29 Vgl. Wenger/Geiger/Kleine (2011), S.231ff.

30 Vgl. Sietz/Weber (2013), S.841ff.

31 Vgl. Sydow/Möllering (2015), S.79.

32 Vgl. Sydow/Möllering (2015), S.79.

33 Vgl. Wenger/Geiger/Kleine (2011), S.231ff.

34 Vgl. Sydow/Möllering (2015), S.79.

35 Vgl. Wenger/Geiger/Kleine (2011), S.231ff.

36 Vgl. Sydow/Möllering (2015), S.80.

37 Vgl. Wenger/Geiger/Kleine (2011), S.231ff.

38 Vgl. Sydow/Möllering (2015), S.80.

39 Vgl. Werner (2010), S.88.

40 Vgl. Neumann (1996), S.4.

41 Vgl. Steinbuch (1999), S.36.

42 Vgl. Frederiksson/Wänström/Medbo (2014), S.323ff.

43 Vgl. Frederiksson/Wänström/Medbo (2014), S.323ff.

44 Vgl. Lödding (2016), S.363.

45 Vgl. Frederiksson/Wänström/Medbo (2014), S.322ff.

46 Vgl. Frederiksson/Wänström/Medbo (2014), S.322ff.

47 Vgl. Frederiksson/Wänström/Medbo (2014), S.322ff.

48 Vgl. Schuh (2006), S.87.

49 Vgl. Lödding (2016), S.89.

50 Vgl. Frederiksson/Wänström/Medbo (2014), S.327f.

51 Vgl. Pürgstaller/Missbauer (2012), S.674.

52 Vgl. Pürgstaller/Missbauer (2012), S.674.

Ende der Leseprobe aus 53 Seiten

Details

Titel
Auftragsfreigabe in der kundenindividuellen Einzelfertigung. Die Erweiterung eines Grundmodells um die Materialverfügbarkeit
Hochschule
Technische Universität Dortmund
Note
2,3
Autor
Jahr
2017
Seiten
53
Katalognummer
V413600
ISBN (eBook)
9783668648449
ISBN (Buch)
9783668648456
Dateigröße
1226 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Auftragsfreigabe, Pürgstaller, Missbauer, Kundenintegration, Materialverfügbarkeit, Clearing Function, Einzelfertigung, kundenindividuell
Arbeit zitieren
Bachelor of Science Jan Kotthoff (Autor), 2017, Auftragsfreigabe in der kundenindividuellen Einzelfertigung. Die Erweiterung eines Grundmodells um die Materialverfügbarkeit, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/413600

Kommentare

  • Noch keine Kommentare.
Im eBook lesen
Titel: Auftragsfreigabe in der kundenindividuellen Einzelfertigung. Die Erweiterung eines Grundmodells um die Materialverfügbarkeit



Ihre Arbeit hochladen

Ihre Hausarbeit / Abschlussarbeit:

- Publikation als eBook und Buch
- Hohes Honorar auf die Verkäufe
- Für Sie komplett kostenlos – mit ISBN
- Es dauert nur 5 Minuten
- Jede Arbeit findet Leser

Kostenlos Autor werden