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 eingegangenwird.
Inhaltsverzeichnis
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
Zielsetzung & Themen der Arbeit
Das Hauptziel dieser Arbeit besteht darin, ein bestehendes Optimierungsmodell zur Auftragsfreigabe um den Faktor der variablen Materialverfügbarkeit zu erweitern, um dessen Auswirkungen auf Produktionssysteme, insbesondere bei kundenindividueller Einzelfertigung, zu untersuchen. Die zentrale Forschungsfrage fokussiert dabei auf die Entwicklung von Kostenwerten unter Berücksichtigung von Materialengpässen sowie die Ermittlung adäquater Reaktionen für das Produktionsmanagement.
- Erweiterung des Clearing-Function-Grundmodells um Materialverfügbarkeitsrestriktionen
- Analyse der Auswirkungen mangelnder Materialverfügbarkeit auf Kostenstrukturen
- Numerische Evaluation verschiedener Produktionsszenarien mittels Solver
- Untersuchung von Parametereinflüssen (Clearing Function) auf die Gesamtkosten
- Bewertung der Modellgenauigkeit unter Berücksichtigung der Ganzzahligkeitsannahme
Auszug aus dem Buch
3.2 Erweiterung des Grundmodells um die Materialverfügbarkeit
In dem zuvor beschriebenen Grundmodell von Pürgstaller und Missbauer wird die Annahme getroffen, dass das benötigte Material für die Fertigung der Produkte unendlich und zu jeder Zeit verfügbar ist. Eine Restriktion, die die Verfügbarkeit des Materials begrenzt, ist nicht gegeben, sodass die Freigabe der Aufträge lediglich durch die Freigabebeschränkung der Clearing Function und deren Parameter beeinflusst wird. Wie in Abschnitt 2.3 allerdings schon dargestellt, gibt es zahlreiche Ursachen und Umstände, die in der Realität dazu führen können, dass der Materialfluss gestört wird und die benötigten Komponenten oder Rohmaterialien für einen Auftrag nicht verfügbar sind.
Deshalb wird das Modell im Folgenden so erweitert, dass Aufträge nur freigegeben werden können, wenn auch genügend Material vorhanden ist. Umgesetzt wird diese Erweiterung durch eine zentrale Prüfung der Materialverfügbarkeit vor der Freigabe der Aufträge. Die Menge an Materialien, die dem Produktionssystem pro Periode und pro Produkt zur Verfügung steht, kann vom Benutzer des Modells manuell eingegeben werden. Damit lassen sich sämtliche Szenarien abbilden, in denen Material zu den verschiedensten Zeitpunkten und in den verschiedensten Mengen nicht verfügbar ist.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Problemstellung: Dieses Kapitel führt in die Notwendigkeit flexibler Produktionssysteme ein und begründet die Relevanz der Untersuchung von Materialverfügbarkeit in der kundenindividuellen Einzelfertigung.
2 Grundlagen: Hier werden die theoretischen Konzepte der Auftragsfreigabe, der Clearing Function sowie die spezifischen Charakteristika der kundenindividuellen Einzelfertigung erläutert.
3 Modellierung: Dieses Kapitel beschreibt das mathematische Optimierungsmodell und führt die neuen Nebenbedingungen ein, um die Materialverfügbarkeit abzubilden.
4 Numerische Analyse: In diesem umfangreichen Hauptteil werden verschiedene Szenarien simuliert, um die Auswirkungen von Materialengpässen und Parameteranpassungen auf die Kosten und die Nachfrageerfüllung zu evaluieren.
5 Fazit: Das Fazit fasst die Ergebnisse der Arbeit zusammen, reflektiert die Modellannahmen kritisch und diskutiert die Übertragbarkeit auf reale Produktionsbedingungen.
Schlüsselwörter
Auftragsfreigabe, Kundenindividuelle Einzelfertigung, Clearing Function, Materialverfügbarkeit, Produktionsplanung, Kostenoptimierung, Fehlmengenkosten, Produktionssysteme, Durchlaufzeit, Fertigungssteuerung, Nachfrageprognose, Restbestände, Kapazitätsauslastung, Modellierung, Ganzzahligkeit
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht, wie ein bestehendes mathematisches Modell zur Auftragsfreigabe in der kundenindividuellen Einzelfertigung um den kritischen Faktor der variablen Materialverfügbarkeit ergänzt werden kann, um realitätsnähere Ergebnisse zu erzielen.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die zentralen Felder umfassen die Produktionssteuerung mittels Clearing Functions, die Herausforderungen der kundenindividuellen Einzelfertigung sowie die Auswirkungen von Materialengpässen auf die Gesamtkosten von Produktionsunternehmen.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage der Arbeit?
Das Ziel ist die übersichtliche Darstellung der Auswirkungen mangelnder Materialverfügbarkeit auf das zugrunde liegende Modell und die Untersuchung, wie ein Unternehmen durch die Optimierung der Auftragsfreigabe auf solche Engpässe reagieren sollte.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es wird ein mathematisches Optimierungsmodell verwendet, das durch numerische Analysen von verschiedenen Szenarien (unter Nutzung von Solver-Technologien) ergänzt und ausgewertet wird.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die formale Modellierung der neuen Nebenbedingungen zur Materialverfügbarkeit sowie die umfangreiche numerische Analyse verschiedener Szenarien, bei denen Parameter wie Kostensätze, Materialverfügbarkeit und Clearing-Function-Variablen variiert wurden.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit lässt sich primär durch Begriffe wie Auftragsfreigabe, kundenindividuelle Einzelfertigung, Clearing Function, Materialverfügbarkeit und Produktionsoptimierung charakterisieren.
Warum ist die Ganzzahligkeit des Modells ein Kritikpunkt?
Die Annahme der Ganzzahligkeit führt zu Rundungsfehlern bei den Berechnungen, was die Genauigkeit der Kostenergebnisse mindert und die Anwendbarkeit auf manche reale Produktionsumgebungen einschränkt.
Welchen Einfluss hat der Steigungsparameter Beta?
Beta hat sich als die einflussreichste Variable herausgestellt; eine zu starke Senkung des Parameters führt zu einer so massiven Einschränkung des Outputs, dass eine Einstellung der Produktion als kostenoptimal angesehen werden könnte.
Wie wirken sich Restbestände auf das Modell aus?
Restbestände, sei es im WIP-Bestand, im Lager oder bei Fertigwaren, wirken generell kostensenkend, wenn die Produktion durch die Clearing Function begrenzt ist, da sie Kapazitäten schonen und Fehlmengen vermeiden.
- Citar trabajo
- Bachelor of Science Jan Kotthoff (Autor), 2017, Auftragsfreigabe in der kundenindividuellen Einzelfertigung. Die Erweiterung eines Grundmodells um die Materialverfügbarkeit, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/413600
