Produktionsplanung und

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31.03.2014
© Prof. Dr.-Ing habil. Wilhelm Dangelmaier, Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn
HNI
Produktionsplanung und -steuerung
Teil 5: Das Herstellen einer im Kontext
der Umwelt konsistenten
Produktion –
Bedarfsorientierter Anstoß der
Produktion
Das Herstellen einer im Kontext der Umwelt
konsistenten Produktion
Übersicht
- Bedarfsorientierte Produktion
- Verbrauchsorientierte Produktion
W2332-01: Produktionslogistik
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konsistenten Produktion - Bedarfsorientierter
Anstoß der Produktion
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Produktionsplanung umfasst ... jene Phasen, in deren Mittelpunkt die systematische Suche und
Festlegung der gegenwärtigen Handlungsmöglichkeiten steht, um die zukünftigen Zustände im
Produktionsbereich festzulegen. Sie entspricht dem Willensbildungsprozess. Nicht jeder Plan ist gleich
gut im Sinne einer mit der Planung erfolgten Zielsetzung. Entscheidend ist die Wahl des
Planungsmodells und der darauf angewandten Verfahren. Nicht zuletzt ist diese Wahl bestimmt durch
den Aufwand, der für die Planung getrieben werden kann oder soll. Daher sind im Folgenden zwei
Ansätze angegeben, die mit unterschiedlichen Verfahren und nicht vergleichbarem Aufwand letztlich
doch dasselbe Ziel verfolgen, nämlich konsistente Vorgaben für die zielkonforme Produktion zu
ermitteln.
Bedarfsorientierte hierarchische Vorgehensweise - Manufacturing Ressource Planning (MRP)
Insbesondere ältere marktgängige PPS-Systeme basieren auf einem schrittweise aufeinanderfolgenden
(„sukzessiven“) Ablauf der Teilplanungen.
Diese Sequenz von Teilplanungen ist durch eine fortschreitende Differenzierung und sachliche/zeitliche
Detaillierung gekennzeichnet. Die üblicherweise rollierende Planung verwendet ausgehend von der
Produktionsprogrammplanung bis zur Steuerungsebene immer kürzere Planungshorizonte.
Das Herstellen einer im Kontext der Umwelt konsistenten
Produktion - Bedarfsorientierter hierarchische Vorgehensweise / Manufacturing Ressource Planning (MRP)
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Funktionsgruppen und Einzelfunktionen der Produktionsplanung und -steuerung
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Im Rahmen der Produktionsprogrammplanung sind - ausgehend von Absatzprognosen und/oder
bereits eingegangenen Kundenaufträgen - die zu produzierenden Erzeugnisse nach Art, Menge und
Termin im Planungszeitraum festzulegen. Damit wird gleichzeitig der Primärbedarf fixiert, der als
Vorgabe in die Mengenplanung eingeht. Die Systemunterstützung durch PPS-Systeme beschränkt sich
in vielen Fällen auf die Bereitstellung von Prognoseverfahren. Diese sind für eine erwartungsbezogene
Programmbildung von Interesse. Optimierungsmodelle, die erlauben, Produktionsprogramme unter
dem Gesichtspunkt von Kosten oder Deckungsbeiträgen zu ermitteln, fehlen in der Regel.
Für eine kundenauftragsbezogene Programmbildung ist im besonderen die Lieferterminbestimmung
wesentlich, die unter Beachtung der aktuellen Kundenaufträge die Kapazitätssituation des Betriebes
und die Materialdeckung in die Analyse einzubeziehen hat. Eine terminliche Vorlaufsteuerung für die
auftragsabhängigen Arbeiten der Konstruktion und Arbeitsplanung ist im Rahmen einer
kundenauftragsbezogenen Programmplanung vorzunehmen.
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Die Mengenplanung ermittelt die Verbrauchsfaktoren (Repetierfaktoren) nach Art, Menge und Termin,
die zu fertigen bzw. zu beschaffen sind, um das geplante Produktionsprogramm durchzuführen
(Materialbedarfsplanung). Dazu enthalten PPS-Systeme Programme der Stücklistenauflösung
(Stücklisten und Rezepturen), die es ermöglichen, den Sekundär-Bedarf an Baugruppen, Teilen,
Rohstoffen zu errechnen (Materialbedarfsplanung). Bei der Nettobedarfsermittlung werden die
verfügbaren Lagerbestände der Komponenten (Lagerbestand, Bestellbestand, Werkstattbestand
sowie Reservierungen) in der Rechnung berücksichtigt. Untrennbar mit diesen Aufgaben ist daher eine
Bestandsführung verbunden. Diese erfasst und verbucht Lagerzugänge und -abgänge. Damit lassen
sich buchmäßige Lagerbestandswerte feststellen und statistische Auswertungen über den
vergangenen Verbrauch vornehmen. Im Rahmen der Nettobedarfsrechnung ist eine Losgrößen- bzw.
Bestellgrößenrechnung vorgesehen. PPS-Systeme enthalten dazu einfache Verfahren, die erlauben,
Rüst- und Lagerhaltungskosten alternativer Auftragsgrößen gegeneinander abzuwägen. Der
Nettobedarf für jede Verbrauchsfaktorklasse wird durch eine zeitliche Vorlaufverschiebung auf Perioden
zugeordnet. Damit wird der Produktionsbeginn je Produktionsstufe und gleichzeitig der Bruttobedarf für
die vorhergehenden Produktionsstufen ausgelöst. Die Vorlaufzeitverschiebung basiert auf geplanten
Durchlaufzeiten. Ergebnis dieses Schrittes sind terminierte Fertigungsaufträge bzw. Bestellaufträge für
Einkaufsteile, die über einen bestimmten Zeitraum aus dem Nettobedarf abgeleitet werden. Es erfolgt
keine Zuordnung zu Gebrauchsfaktoren.
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Die Termin- und Kapazitätsplanung ermittelt die Start- und Endtermine für die Vorgänge der
geplanten Fertigungsaufträge. Basis stellen dabei die Rüst- und Bearbeitungszeiten je Einheit aus den
Arbeitsplänen dar, sowie die in der Regel vergangenheitsbezogenen Übergangszeiten, die Warte-,
Transportzeiten und dergleichen antizipieren sollen.
Die Termin- und Kapazitätsplanung erfolgt im Allgemeinen in zwei Schritten: Der erste Schritt der
Terminplanung, die Durchlaufterminierung (Termingrobplanung) legt die Start- und Endtermine der
Vorgänge unter Beachtung der technisch bedingten Arbeitsabläufe fest, ohne aber die
Kapazitätsgrenzen zu berücksichtigen. Die Ablaufstruktur wird in der Durchlaufterminierung je
Sekundarauftrag aus der Mengenplanung nur einmal instanziiert. Damit reduziert sich eine
Bestandsaussage auf eine 0/1 - Aussage, nämlich ob der Vorgängervorgang beendet und der
Nachfolgervorgang noch nicht begonnen worden ist. Die Kapazitätsbedarfsrechnung ermittelt aus
den terminierten Vorgängen den Kapazitäts-bedarf auf den entsprechenden Gebrauchsfaktoren in den
einzelnen Planperioden. Dazu werden die Kapazitätsbedarfe der einzelnen Vorgänge bspw. je
Maschinengruppe und Periode summiert und dem entsprechenden Kapazitätsangebot gegenüberstellt.
Resultat sind ggf. Über- und Unterdeckungen.
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Die Durchlaufterminierungslogik summiert die im Graphen des Produktionsablaufs enthaltenen Zeiten
zur Gesamtdauer auf. Das so entstehende Termingerüst eines Sekundär-Auftrages wird nun auf die
Zeitachse projiziert. Für die einzelnen Vorgänge kann je ein Start- und Endzeitpunkt bestimmt werden.
Start- und Endtermine können entweder durch Rückwärtsabarbeitung oder durch Vorwärtsabarbeitung
berechnet werden. Terminfenster, die als Spielraum in der Kapazitätsabstimmung genutzt werden
können, entstehen durch die Hintereinanderschaltung von Rückwärts- und Vorwärtsabarbeitung der
Ablauf-Struktur (Ermittlung frühester und spätester Termine). Kann die Zeitstrecke des zu
terminierenden Auftrages nicht mit den gegebenen Daten (Starttermin oder Liefertermin) realisiert
werden, müssen die Durchlaufzeiten reduziert werden. Im Rahmen der Durchlaufterminierung
bestehen dann im wesentlichen zwei Möglichkeiten. Zum einen können die Liegezeiten reduziert
werden und zum anderen kann durch Überlappung - vorzeitige Weitergabe von Teilauftragsmengen eine Verringerung der Gesamtausführungszeit erzielt werden. Die Bildung von Teilmengen muss
Restriktionen seitens der Produktionsaufgabe berücksichtigen, wenn technologische Restriktionen
beispielsweise feste Transportlosgrößen erfordern.
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Der zweite Schritt ist die Kapazitätsterminierung. Diese hat die Aufgabe, Kapazitätsbedarf und angebot aufeinander abzustimmen, sofern diese voneinander pro Betriebsmittelklasse (z.B.
Fertigungslinie oder Maschinengruppe) und Periode abweichen.
Für die geplanten Fertigungsaufträge ist zu bestimmen, welche von diesen freigegeben werden.
Freigabeverfahren betrachten mehrere Vorgänge je Betriebsmittel und Zeitabschnitt, wobei sie keine
Aussage bezüglich einer Reihenfolge der freigegebenen Vorgänge geben. Die Verfahren überprüfen in
einer auftragsorientierten Vorgehensweise, ob alle für den Vollzug eines Auftrags durchzuführenden
Vorgänge einer Ablaufstruktur bei einem vorgegebenen Kapazitätsangebot eingelastet werden können.
Bei positivem Ergebnis erfolgt eine Freigabe der Aufträge, ohne jedoch die Reihenfolge der konkreten
Abarbeitung an den jeweiligen Gebrauchsfaktoren vorzugeben. Ein solches Verfahren würde für das
dargestellte Beispiel überprüfen, ob für die zu den Aufträgen gehörigen Vorgänge genügend
Kapazitätsangebot vorhanden ist. Danach würde eine Freigabe erfolgen. Die im Beispiel eingetragenen
Ereignisse würden dann im Eintrittspunkt an den Verrichtungsknoten am Anfang des jeweiligen
Zeitabschnitts in einem Punkt zusammenfallen.
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Die Auftragsfreigabe ist mit einer Verfügbarkeitskontrolle verbunden. Diese hat zu gewährleisten,
dass für die freigegebenen Aufträge das erforderliche Personal, die Maschinen, die Werkzeuge und
Vorrichtungen etc. bereitstehen. Im Rahmen einer automatisierten Fertigung ist auch die Verfügbarkeit
von NC- und Roboter-Programmen sicherzustellen.
Reihenfolgeverfahren geben eine explizite Reihenfolge für die Ereignisse vor. Diese Verfahren
umfassen die Anwendung von Algorithmen, die unter bestimmten Annahmen und der Vorgabe einer
Zielfunktion eine optimale Belegung der Zeitereignislisten berechnen. So könnte beispielsweise eine
Belegung auf der Lösung eines Job-Shop-Modells basieren, das eine beliebige Anzahl von Aufträgen,
zwei Maschinen, eine beliebige Vorgangsdauer und als Zielfunktion eine minimale
Gesamtdurchlaufzeit annimmt. Dazu lassen sich Leitstände verwenden. Die sich ergebenden
Maschinenbelegungspläne und die benötigten Informationen (z. B. Fertigungsbelege) sind im
Anschluss daran den operativen Produktionsstellen zu übermitteln und die Arbeit zu verteilen.
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Beispiel: PPS-Konzept für einen Zahnradfertiger
Das hier betrachtete Produktionssystem ist ein Zulieferbetrieb im Bereich Sondermaschinenbau und
Fördertechnik. Den wesentlichen Anteil am Erzeugnisspektrum machen Stirnzahnräder und
Kettenräder aus, die nach Bestelleingang gemäß Kundenwunsch gefertigt werden. Ein standardisiertes
Erzeugnisprogramm, aus dem nach Katalog bestellt werden kann, existiert nicht.
Eine Klassifikation der Einsatzmaterialien erfolgt in bevorratete und nicht bevorratete Rohstoffe,
Komponenten/Halbfabrikate und Erzeugnisse sowie Zulieferteile. Ausgangsmaterial zur Herstellung der
verzahnten Komponenten ist Rundmaterial in üblichen Lieferabmessungen von ca. 6 m Länge. Das
bevorratete Ausgangsmaterial wird über die Attribute Identifizierungsnummer, Chargennummer,
Werkstoff, Ist-Durchmesser-innen, Ist-Durchmesser-außen sowie die Länge beschrieben.
Die Chargennummer stellt den Bezug zur Schmelze her, aus der das Rundmaterial hergestellt wurde.
Z. B. C 45, St 52-3.
Nicht bevorratete Rohstoffe werden nach Wareneingang über die Kundenauftragsnummer direkt einem
Kundenauftrag zugeordnet. Auch Komponenten/Halbfabrikate und Erzeugnisse werden teilweise
bevorratet. So werden beispielsweise Reststücke von häufig nachgefragtem Rundmaterial auch bei
kleineren Losgrößen komplett gesägt und mit einer kleinsten Vorbohrung auf Lager gelegt.
Komponenten/Halbfabrikate und Erzeugnisse werden im wesentlichen über auftragsbezogene Attribute
wie laufende Nummer, Kundennummer (bzw. Schlüssel für Vorprodukt) und produktbeschreibende
Attribute wie Schlüssel für Warengruppe, Zähnezahl, Modulnummer etc. beschrieben.
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Graph des Produktionsablaufs in der Kapazitätsplanung
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Die Produktionsaufgabe des betrachteten Betriebes lässt sich folgendermaßen beschreiben: Die
Fertigung beginnt mit dem Zuschnitt der Rohlinge aus Stangenmaterial. Die sich in den meisten Fällen
anschließende Drehbearbeitung erfolgt auf konventionellen bzw. CNC-Drehmaschinen als
Mehrmaschinenbedienung. Die Maßkontrolle wird vom Mitarbeiter selbständig je Arbeitsvorgang
vorgenommen. Der Transport zwischen den einzelnen Maschinen erfolgt durch Handwagen auf
Paletten oder in Stahlkisten. Transporte stellen in dem Unternehmen keinen Engpass dar und werden
daher bei der Modellierung nicht weiter berücksichtigt. An die Drehbearbeitung schließt sich die
Verzahnung an. Die durchschnittliche Bearbeitungszeit pro Teil von ca. 15 Minuten lässt eine
Mehrmaschinenbedienung zu. Eine Verzahnungsmaschine kann durchschnittlich mit drei vorgedrehten
Rohlingen gleichzeitig bestückt werden. Die Werkzeuge sowie die Vorrichtungen zum Rüsten sind den
jeweiligen Maschinen zugeordnet, so dass keine Abhängigkeitsverhältnisse berücksichtigt werden
müssen. Nach der Verzahnung erfolgt die Fertigbearbeitung der Komponenten, die im wesentlichen
aus dem Einbringen von Keilnuten und Gewindebohrungen besteht. Die produktionsaufgabenbezogenen Restriktionen beziehen sich auf Durchmesserbereiche sowie Nut- und Gewindegrößen und
bestimmen somit, welche Maschinen zum Einsatz kommen. Erforderliche Wärmebehandlungen werden
fremdvergeben und im Ablaufgraphen über Schnittstellen berücksichtigt. Nach Fertigstellung erfolgt die
Vorbereitung des Kundenauftrages für den Versand. Hierzu werden handelsübliche Kartons, EuroPaletten oder -Gitterboxen verwendet.
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Da der Zahnradfertigungsbetrieb kein Produktionsprogramm besitzt, kann auf eine
Produktionsprogrammplanung verzichtet werden. Eine Unterscheidung in lang-, mittel- und kurzfristige
Planungszeiträume ist von untergeordneter Bedeutung, da sich die gesamte Planung in einem sehr
kurzen Zeitraum bewegt. Der Zulieferbetrieb hat in der Regel einen Auslastungshorizont von maximal
zwei Monaten. Primärbedarfe entstehen durch kurzfristige Kundenaufträge, so dass die
Kundenauftragseinplanung besonders unterstützt werden muss. Da die Produkte sehr einfach zu
beschreiben sind, liegen zum Zeitpunkt des Auftragseingangs alle technischen Einzelheiten weitgehend
fest, so dass unmittelbar mit der Mengenplanung begonnen werden kann.
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Die Kundenauftragseinplanung erfolgt am Verbrauchsfaktorknoten der Erzeugnisse. Da ein Auftrag
zumeist mehrere Verbrauchsfaktorklassen umfasst, werden die einzelnen Erzeugnisse über eine
kundenauftragsbezogene Nummer und eine Positionsnummer identifiziert. Trifft eine Kundenbestellung
ein, wird ein Ereignis auf der Zeitereignisleiste mit der Interpretation Bruttobedarf für einen
Kundenauftrag eingetragen. Die Aufträge werden darüber hinaus mit einer Prioritätskennziffer
versehen. Für Angebote erfolgt der Eintrag eines Ereignisses in einer gesonderten Ereignisliste, da für
Anfragen keine detaillierte Termin- und Kapazitätsplanung angestoßen wird. Für alle eingetragenen
Ereignisse wird anhand der technischen Klassifikationsmerkmale des nachgefragten Erzeugnisses
geprüft, ob Bedarfe zusammengefasst werden können. Daran schließt sich ein Bestandsabgleich an.
Basierend auf den danach vorliegenden kundenauftragsspezifischen Daten wird die
Materialverfügbarkeit bezüglich des benötigten Rohmaterials bzw. der Möglichkeit des Einsatzes von
Komponenten/Halbfabrikaten durchgeführt. Die benötigten Mengen werden auf Basis der
Erzeugnisbeschreibung ermittelt. Ist das Erzeugnis im Lager verfügbar, wird es für den Kundenauftrag
reserviert und ein geplanter Abgang am Knoten Erzeugnisse zum gewünschten Liefertermin in der
Zeitereignisliste eingetragen. Bei Vorhandensein eines geeigneten Halbfabrikats wird die Termin- und
Kapazitätsplanung angestoßen und ein möglicher Liefertermin ermittelt. Am Knoten Erzeugnis erfolgt
ein Eintrag auf der Zeitereignisliste für geplante Zugänge. Fehlt das vorhandene Rohmaterial, wird die
Beschaffung ausgelöst. Für bestimmte Rohmaterialien mit gebräuchlichen Durchmesser- und
Werkstoffklassen erfolgt eine verbrauchsgebundene Bedarfsauslösung, wobei Restriktionen (z.B.
ausreichender Lagerplatz vorhanden) berücksichtigt werden.
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Mengenplanungsstrukturmodelle des Zahnradfertigers
Erzeugnisse im Mengenplanungsstrukturmodell
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An die Mengenplanung schließt sich eine Durchlaufterminierung an. Bedingt durch das einfache
Erzeugnisspektrum reichen im Wesentlichen fünf Standardablaufstrukturen aus, um die Fertigung zu
beschreiben. Die Durchlaufterminierung erfolgt bei diesem Unternehmen aufgrund der durchgängig
einstufigen Erzeugnisstruktur sinnvollerweise direkt auf Vorgangebene. Eine gleichzeitige
Berücksichtigung der Kapazitäten innerhalb der Durchlaufterminierung kann zumindest für einzelne
Gebrauchsfaktorgruppen erfolgen, da diese in den Ablaufstrukturmodellen bereits berücksichtigt
werden.
In der nachfolgenden Kapazitätsterminierung werden die vorterminierten Aufträge unter Beachtung der
vorhandenen Kapazitätsangebote eingelastet. Mit Bezug auf die untersuchten Organisationstypen kann
von einer Werkstattreihenfertigung, also einer Kombination aus Werkstattfertigung und Reihenfertigung
gesprochen werden. Wie bei der reinen Reihenfertigung erfolgt die Anordnung der Arbeitssysteme
gemäß der zur Herstellung des Erzeugnisses erforderlichen technologischen Reihenfolge. Einzelne
Bearbeitungsstationen bzw. zusammengefasste Gruppen von Arbeitsstationen können übersprungen
werden. Wie bei der Werkstattfertigung können alternative Gebrauchsfaktoren genutzt werden bzw.
abweichende Bearbeitungsreihenfolgen realisiert werden. Die Modelle lassen sich somit aus einer
Folge von Grundbausteinen des Typs WSF_3 beschreiben, wobei von der Grundreihenfolge
abgewichen werden kann. Das Modell verfügt über alle zur Verfügung stehenden Gebrauchsfaktoren.
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Standardablaufstrukturmodelle des
Zahnradfertigers
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Fertigungsorganisationsbezogener Graph des Produktionsablaufs des Zahnradfertigers
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Referenzmodell des PPS-Konzeptes des
Zahnradfertigungsbetriebes
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Auswahl von Attributen der Gebrauchsfaktorklasse Drehmaschine
Auswahl von Attributen der Gebrauchsfaktorklasse Abwälzfräsmaschine
konsistenten Produktion – Verbrauchsorientierter
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Eine verbrauchsorientierte Vorgehensweise löst Aufträge aufgrund erfolgter Verbräuche und daraus
abgeleiteter verfügbarer Bestände aus. Diese Auslösung ist losgelöst von einer Erzeugnisstruktur, in der
die jeweiligen Verbrauchsfaktoren verwendet werden. Damit verbunden sind wesentliche
organisatorische Festlegungen wie die feste Zuordnung von Produkt und Gebrauchsfaktor oder die
Zuordnung von Verbrauchsfaktor und Lagerplatz. Die Produktion wird als Reaktion auf
Bestandsentnahmen mit begrenzten Auftragsmengen angestoßen. Neben dem Abgangs- und dem
Bestandsrisiko müssen auch die Zugangsrisiken, verursacht u. a. durch die Bestandsverfügbarkeit der
Gebrauchsfaktoren abgedeckt werden. Sind diese Risiken begrenzt, so kann auf diese Art mit einem
Minimum an organisatorischen Aufwand produziert werden.
Isolierte Verbrauchsfaktorknoten als Graph des Produktionsablaufs
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Eine spezielle Form eines verbrauchsorientierten Vorgehens ist das KANBAN-System. Ziel des
KANBAN-Systems ist die „Just-in-time“-Produktion. Dabei soll nur die benötigte Menge gefertigt werden
und die Steuerung durch Selbstregulierung erfolgen. Hilfsmittel dazu ist ein Beleg, der jeweils einem
Behälter und damit einem Transportlos zugeordnete „KANBAN“. Als Signalgeber der KANBAN
Materialbestellungen, Fertigungsaufträge, Montageaufträge und Transporte aus (Holprinzip;
interdependente selbststeuernde Regelkreise).
Mögliche Informationen auf einer KANBAN-Karte sind z. B. Sachnummer, Benennung, Skizze,
Verwendung,
Bedarfsmenge,
Lieferzeit,
Verpackungsart,
Zieladresse,
Herkunftsadresse,
Arbeitsplandaten, Teilefamiliennummer, Behälterart, Menge pro Behälter, Anzahl der Karten im Umlauf,
Barcode usw.
Schematische Darstellung einer KANBAN-Karte
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Beispiele zweier KANBAN-Karten
Besonders ist darauf hinzuweisen, dass bei diesen Beispielen zwei- bzw. dreimal je Tag bereitgestellt
wird. Ziel ist hier, dass bspw. vor einer Schicht alle Materialien bereitgestellt sind und nicht während der
Schicht nach Material gesucht, transportiert usw. werden muss, sondern ausschließlich produziert wird.
Transportlos ist dann z. B. das Fertigungslos einer Schicht, das ggf. aus mehreren Behältern bestehen
kann.
KANBAN-Karte - 2 Lieferungen/Tag
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KANBAN-Karte - 4 Lieferungen/Tag
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Die hier festzustellende Übereinstimmung von Bestellpunkt und -zyklus adressiert die
Hauptvoraussetzung für eine verbrauchsorientierte Vorgehensweise: Eine qualitativ und quantitativ
konstante Produktion. Häufigere Änderungen in Produktionsablauf und -mengen würden einerseits eine
nicht praktikable ständige Neuauslegung der Regelkreise bedingen und andererseits durch
Überschreiten der Bestellpunktmengen die Lieferfähigkeit gefährden. Eine Glättung der Nachfrage
durch Standardisierung und Teilefamilienbildung ist daher Bestandteil der KANBAN-Konzepts.
Die weitgehende Entsprechung von Menge und Zeit bei einer weitgehend konstanten
Produktionsgeschwindigkeit führt zu einem zyklischen Vorgehen.
Arbeitsweise des KANBAN-Systems bei
tage-/schichtweiser Bereitstellung
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Lean Factory – die Gruppe für schlanke Prozessketten
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Gegenüberstellung von Zwei-Karten-, Ein-Karten- und Signal-Karten-KANBAN-System
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Im Zwei-Karten-System wird zwischen zwei KANBANs unterschieden:
a. Aufgabe des Transport-KANBAN ist das Auslösen des Behältertransportes zwischen zwei
Arbeitssystemen. Sein Weg ist der Kreislauf zwischen dem Produktelager von Arbeitssystem n-1
und dem Verbrauchsfaktorvorrat von Arbeitssystem n.
b. Die Aufgabe des Produktions-KANBAN ist das Auslösen von Fertigungsaufträgen. Sein Weg ist der
Kreislauf zwischen Arbeitssystem und Produktelager n.
Nicht dargestellt ist der Rücktransport der leeren Paletten.
Materialfluss und Zirkulation der
KANBAN-Karten
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Sehr nahe einer konventionellen verbrauchsorientierten Mengenplanung, bei der Fertigungslos und
Transportlos nicht mehr übereinstimmen, kommt das Arbeiten mit dem Signal-KANBAN. Mehrere
KANBANs werden zu einer Bestellung mit einer bestimmten Bestellmenge zusammengefasst.
Arbeiten mit Signal-KANBAN
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Mit der Bestimmung der KANBAN-Anzahl wird der maximale Bestand einer Verbrauchsfaktorklasse auf
der betreffenden Produktionsstufe festgelegt. Die Anzahl der KANBANs bestimmt sich mit
y
b
Anzahl der KANBANs für eine bestimmte Verbrauchsfaktorklasse
Durchschnittlicher Bedarf für diese Verbrauchsfaktorklasse pro Zeitabschnitt
Wiederbeschaffungszeit in Zeitabschnitten
Kapazität eines Behälters für diese Verbrauchsfaktorklasse
Sicherheitsfaktor
dwbz
a
SF
zu y  (b   dwbz  (1  SF)) / a
Der Bedarf b wird auf Grundlage des mittelfristigen Absatz- und Produktionsprogramms ermittelt.
Nach einer Umformung entspricht diese Formel der Bestimmungsgleichung für den Meldebestand bei
der verbrauchsgesteuerten Disposition (Bestellpunktverfahren):
a  y  b   dwbz  (1  SF)
Der Bestand entspricht somit dem geplanten Verbrauch während der Wiederbeschaffungszeit zuzüglich
eines Sicherheitsbestands. Die Anzahl der KANBANs muss einen ausreichenden Bestand sicherstellen,
so dass der Produktionsfluss ohne Unterbrechungen gewährleistet ist.
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Beispiel für eine Anwendung des KANBANSystems (Ein-Karten-KANBAN/SignalKANBAN); (nach Beschaffungspraxis)
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Beispiel: Pressteilförderanlage
Im Folgenden soll die Steuerung des Materialflusses in einer Pressteilförderanlage betrachtet werden.
Dabei werden Pressteile aus dem Presswerk im Rohbau zu Karossen zusammengeschweißt
(montiert). Diese Teile werden entweder direkt bereitgestellt (Bypass) oder im Pressteilelager
zwischengelagert. Entsprechend erfolgt der Rücktransport der entleerten Behälter/Gestelle: Falls ein im
Rohbau entleerter Behälter direkt im Presswerk verwendet werden kann, wird direkt zurücktransportiert
(Bypass), andernfalls im Leergutlager zwischengespeichert.
Schnittstellen zwischen den Transportsubsystemen
und angrenzenden Systemen
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Transportgut der Pressteilförderanlage sind leere und mit Pressteilen gefüllte Gestelle. Die
Identifikation des Vollguts erfolgt durch die Sachnummer auf der Begleitkarte (BK) in einer Tasche am
Gestell.
 Zwei Klassen von Förderhilfsmitteln sind zu unterscheiden:
 nicht umrüstbare kleine Gestelle, die eine feste Transportmittelnummer (Klassenbegriff) besitzen
 umrüstbare große Gestelle, die am Umrüstplatz eine veränderliche Transportmittelnummer (TPMNummer) erhalten.
Damit ist für große (Leer-)Gestelle kein Bypass am Leergutlager vorbei möglich.
Begleitkarte
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Damit ist für große (Leer-)Gestelle kein Bypass am Leergutlager vorbei möglich. Als Transportsystem
zur Ver- und Entsorgung des Rohbaus und des Presswerks wird ein fahrerloses Transportsystem
eingesetzt. Es wird grob (Bahnhof-Bahnhof) und fein verteilt (bis zum Verbraucher). Eine
Lastübergabestation ist eine Schnittstelle zwischen Transportsystem und angrenzendem
System/zwischen einzelnen Transportsubsystemen. Ein Bahnhof umfasst mehrere zusammengefasste
Lastübergabestationen. Aufgabeplätze sind Lastübergabestationen, von welchen Gestelle (Voll- und
Leergut) aus angrenzenden Systemen an beliebiger Stelle in das Transportsystem eingeschleust
werden können. Das Aufsetzen der Gestelle erfolgt manuell mit Hilfe von Gabelstaplern oder
Hubwagen. An den Übergabeplätzen wird ein vollautomatisches Umladen der Gestelle aus einem
Transportsubsystem in ein anderes oder aus einem angrenzendem System (z. B. Pressteilelager) in
das Transportsystem bzw. umgekehrt durchgeführt. Für sie wird angenommen, dass die Gestelle sofort
manuell, z. B. mit Gabelstaplern, entnommen werden und den Bereich der Pressteilförderanlage
verlassen. Die Abnahme eines Gestells wird daher nicht an die übergeordnete Steuerung gemeldet. Die
Bereitstellplätze sind entweder dem Grobverteilsystem oder einem bzw. mehreren Verbrauchern der
Feinverteilsysteme und dort fest zugeordnet. Hier muss ein volles Gestell nicht sofort entfernt werden.
Durch eine Abnahme wird in der übergeordneten Steuerung automatisch eine Nachlieferung ausgelöst.
Vom Bereitstellplatz zum Entnahmeplatz und zurück wird mittels Gabelstapler transportiert.
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Identifizierung von Leer- und Vollgut
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Auslösung des getakteten Nachschubs von Leergestellen für das Presswerk: Sobald am
Identifikationspunkt (I-Punkt) ein volles Gestell entnommen wird, erfolgt die Anzeige für einen
möglichen Nachschub von Leergestellen.
Versorgung des Presswerks mit leeren Gestellen
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Ablaufschema bei der Versorgung der Verbraucher im Rohbau mit Pressteilen
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Teile von geringerem Wert werden grundsätzlich vom Pressteilelager abgerufen und in der einfachsten
Form verbrauchsorientiert bereitgestellt. Hier wird aber nicht physisch der KANBAN (die Begleitkarte),
sondern über Datenleitung der Verbrauch gemeldet. Ebenso wird der Auslagerauftrag vor Ort über
Datenleitung angestoßen.
Abruf von Pressteilen aus dem Lagerbereich
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Teure Teile werden anders behandelt. Zunächst werden sie nicht ausschließlich verbrauchsorientiert
angestoßen. Vielmehr wird dieser Verbrauch mit dem tatsächlichen Fahrzeugprogramm
gegengecheckt. Gegebenenfalls wird ausschließlich gemäß Fahrzeugprogramm bereitgestellt. Dann
ist nicht der Verbrauch, sondern der Montagebeginn im Fahrzeugprogramm der Auslöser.
In jedem Fall wird abgeprüft, ob überhaupt ein weiterer Bedarf vorliegt. Zum anderen wird geprüft, ob
für Leer- und Vollgut nicht innerhalb einer gewissen terminlichen Bandbreite ein Bypass erreicht
werden kann: Ein Leergestell wird direkt zum Presswerk, ein Vollgestell direkt zum Rohbau
transportiert. Das Bild zeigt diese Auftragsbearbeitung für Voll- und Leergut, wenn im Rohbau Leergut
entsteht (Bringeauftrag für Vollgut, Holauftrag für Leergut).
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Bearbeitung von Terminaufträgen für Voll- und Leergut
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Anstoß im Presswerk: Hier werden Leergestelle für die Transportlosbildung von Pressteilen angefordert
(Bringauftrag für Leergut) und lediglich versucht, die Bypass-Situation herzustellen.
In diesem Beispiel wird behälterweise abgebucht. Wie groß der tatsächliche Teilebestand an der
Montagelinie tatsächlich ist, kann nicht verfolgt werden. Eine zweite Ungenauigkeit entsteht bei
Terminaufträgen dadurch, dass von bestimmten „Zählpunkten“ ausgehend abgerufen wird. Diese
Zählpunkte liegen nicht am tatsächlichen Einbauort. Somit wird relativ zum Einbauort im Falle der
Terminorientierung immer (etwas) zu früh oder zu spät abgerufen.
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Auftragsbearbeitung beim getakteten Abruf von Leergut
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