KANBAN-Steuerung - Fakultät für Fahrzeugsysteme und Produktion

Transcrição

FH KÖLN
Fakultät für
Fahrzeugsysteme und
Produktion
Produktionsplanung und –steuerung
Wahlpraktikum
Lehrgebiet
Produktionsplanung
und -steuerung
Prof. Dr.-Ing. H. Abels
Einführung in die 5. Aufgabe PS-Wahlpraktikum
KANBAN-Steuerung
1. Was ist KANBAN
KANBAN ist ein Verfahren zur Produktions- und Materialflußsteuerung, basierend auf dem
physischen Materialbestand in der Fertigung. Regelmäßig benötigtes Material wird dabei
ständig in kleinen Mengen in der Produktion bereitgehalten. Der Nachschub bzw. die
Fertigung eines Materials wird mit Kanban dann in die Wege geleitet, wenn eine bestimmte
Menge des Materials verbraucht worden ist. Dieser Nachschub wird unter Nutzung vorher
gepflegter Stammdaten direkt von der Fertigung angestoßen. Eingaben in das System sind
dabei auf ein Minimum beschränkt, zum Beispiel auf die Eingabe eines Barcodes. Alle
weiteren Aktionen im System laufen dann automatisch im Hintergrund ab.
Mittels Kanban soll die Produktion den Fertigungsprozeß selbst steuern und der manuelle
Buchungsaufwand möglichst reduziert werden. Der Effekt dieser Selbststeuerung ist die
Verkürzung der Durchlaufzeit und die Reduktion der Bestände.
Der Impuls zur Lieferung des Materials mit Kanban kann zum Beispiel darin bestehen, daß
der Arbeitsplatz, der ein Material benötigt (Verbraucher), eine Karte zu dem Arbetisplatz
sendet, die das Material herstellt (Quelle). Die Karte beschreibt, welches Material in welcher
Menge wohin geliefert werden soll. Diese Karten (jap. Kanban) haben dem Verfahren seinen
Namen gegeben. Beim Empfang der Materialien kann durch einen weiteren Kanban-Impuls
per Barcode der Wareneingang beim Verbraucher automatisch gebucht werden.
Die folgende Grafik erläutert das Kanbanprinzip:
Einführung in die 5.AufgabeWP(Stand 10.03.09)
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KANBAN-Steuerung
Einführungshinweise
Will man das Kanbanprinzip sinnvoll nutzen, so ergeben sich an die Produktion eine Reihe
von Forderungen:
•
Der Verbrauch der Kanbanteile sollte innerhalb eines Zeitraums, der größer als die
Wiederbeschaffungszeit eines Kanbans ist, relativ konstant sein. Wird ein Material
zeitweise in großen Mengen und dann wieder eine Zeitlang gar nicht benötigt, so
braucht man eine große Zahl von Kanbans, um die Materialversorgung
sicherzustellen und hat damit relativ hohe Bestände, wenn das Material nicht
gebraucht wird.
•
Die Quelle sollte in der Lage sein, in kurzer Zeit viele kleine Lose zu fertigen. Dazu
müssen die Rüstzeiten in der Fertigung auf ein Mindestmaß gesenkt und die
Zuverlässigkeit der Produktion gesteigert werden. Es ist nicht im Sinne einer
Produktionssteuerung mit Kanban, an der Quelle mehrere Kanbans für ein Material
zu sammeln und erst dann mit der Produktion zu beginnen.
Das Kanban-Prinzip im Vergleich zur traditionellen Materialbedarfsplanung
traditionelle Materialbedarfsplanung
•
•
•
•
•
•
Hohe Bestände (Produktion auf
Lager)
Lange Durchlaufzeiten und große
Losgrößen
Geringe Lieferfähigkeit
Verschwendung in Produktion und
Ablauf
Mangelnde Kundenorientierung
Mangelnde Flexibilität
Kanban-Prinzip
•
•
•
•
•
•
Selbststeuernder Regelkreis
PULL-Prinzip (Materialabruf nach
Gebrauch
Wiederbeschaffung nach tatsächlichem
Verbrauch
Flexibler Produktionsablauf
Größere Lieferbereitschaft
Niedrige Lagerbestände
2. KANBAN-Verfahren
Anhängig von der betrieblichen Struktur und abhängig von den Anforderungen, die man an
die Produktionssteuerung mit Kanban hat, sind unterschiedliche Kanban-Abwicklungen
notwendig.
Im SAP-System werden folgende Verfahren angeboten:
•
Klassisches Kanban
•
Kanban mit Mengenimpuls
•
"Einkarten"-Kanban
•
Ereignisgesteuertes Kanban
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KANBAN-Steuerung
Klassisches Kanban
Im klassischen Kanban werden im Regelkreis der Verbraucher, die Quelle und das
Verfahren für die Wiederbeschaffung des Materials definiert, sowie die Anzahl der Kanbans,
die zwischen Verbraucher und Quelle umlaufen bzw. die Menge pro Kanban.
Der Kanban-Impuls erzeugt den Nachschub im klassischen Kanban immer nur für die im
Regelkreis festgelegte Menge pro Kanban. Ebenso ist es ohne eine Veränderung im
Regelkreis nicht möglich, mehr Kanbans umlaufen zu lassen, als im Regelkreis festgelegt ist.
Kanban mit Mengenimpuls
Im klassischen Kanban wird der Kanban-Impuls Status 'leer" nach dem vollständigen
Entleeren des Kanbans vom Werker - beispielsweise mit dem Barcode - gesetzt. Vor dem
Leersetzen wird dem System nicht mitgeteilt, welche Menge sich noch im Kanban befindet.
Mit dem Mengenimpuls wird der Kanban-Impuls nicht durch den Statuswechsel vom Werker
gesetzt, sondern der Werker bzw. ein BDE-System gibt die jeweils entnommenen Mengen
im System direkt ein, und das System führt das Leersetzen des Kanbans automatisch durch,
sobald die Kanbanmenge erreicht ist.
Die Istmenge der Kanbans wird bei jeder Buchung um die eingegebene Entnahmemenge
reduziert. Das System erkennt, wenn die Istmenge eines Kanbans 0 ist und setzt den
Kanban automatisch auf 'leer'. Der genaue Ablauf ist wie folgt:
Wird aus einem Kanban das erste Mal eine Menge ausgebucht, so wird er auf den Status 'in
Gebrauch' gesetzt. Wenn er vollständig entleert ist, wird der Status 'leer' gesetzt und der
Nachschub angestoßen. Falls die Entnahmemenge die Restmenge dieses Kanbans
übersteigt, wird die Istmenge des nächsten Kanbans reduziert und dieser wiederum auf 'in
Gebrauch' gesetzt.
Die Reihenfolge der Kanbans, aus denen entnommen wird, ist folgendermaßen gesteuert:
•
Zuerst werden Kanbans, die den Status 'in Gebrauch' haben, vollständig geleert.
•
Dann wird der Kanban mit dem Status 'voll' ausgewählt, der am längsten bereits den
Status 'voll' besitzt.
Im Gegensatz zur Abwicklung ohne 'Mengenimpuls' ist hier also die Istmenge des Kanbans
von funktionaler Bedeutung.
Das Vollsetzen des Kanbans erfolgt ganz normal mit dem Kanban-Impuls Status auf 'voll'.
Beim Mengenimpuls wird nur die Istmenge der Kanbans fortgeschrieben, jedoch keine
Bestandsbuchung durchgeführt. Die Bestandsbuchungen erfolgen weiterhin, wenn der
Statuswechsel auf 'leer" erfolgt.
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KANBAN-Steuerung
Ereignisgesteuertes Kanban
Beim ereignisgesteuerten Kanban orientiert sich die Materialbereitstellung nicht an einer
festgelegten Anzahl von Kanbans oder an einer festgelegten Kanbanmenge, sondern am
tatsächlichen Materialbedarf. Das Material wird nicht an einem
Produktionsversorgungsbereich stetig bereitgestellt und nachgefüllt, sondern nur auf explizite
Anforderung beschafft. Dabei sollen die Vorteile des Kanban-Moduls dazu genutzt werden,
den Nachschub mit einer vereinfachten Abwicklung durchzuführen.
Im Unterschied zum klassischen Kanban wird ein Kanban nur auf Bedarf (bzw. angestoßen
durch ein bestimmtes Ereignis) erzeugt. Für jede angeforderte Materialmenge wird ein
Kanban angelegt, der nach erfolgter Wiederbeschaffung wieder gelöscht wird.
Der ereignisgesteuerte Kanban wird mit einer eigenen Funktion erzeugt. Die zu
beschaffende Menge wird direkt in dieser Funktion festgelegt. Im Regelkreis können für die
Festlegung der Menge folgende Restriktionen vergeben werden:
•
durch eine Rundungsmenge kann die angeforderte Menge aufgerundet werden
•
durch eine fixe Kanbanmenge. Ist die angeforderte Menge kleiner, wird die fixe
Menge beschafft. Ist die zu beschaffende Menge größer, werden entsprechend
mehrere Kanbans in Höhe der fixen Menge beschafft. Dabei wird die angeforderte
Menge, wenn nötig, auf ein ganzes Vielfaches der fixen Menge aufgerundet.
•
durch einen Vorschlagswert für die angeforderte Menge. Dieser Wert wird vom
System eingesetzt, falls in der Funktion zum Erzeugen des ereignisgesteuerten
Kanban-Impulses keine Menge angegeben wurde.
3. Stammdaten für KANBAN
Für die Produktionssteuerung mit Kanban müssen verschiedene Stammdaten eingestellt
werden, um ein Material für die Beschaffung mit Kanban vorzusehen und um vollautomatisch
Bestellungen, Fertigungsaufträge und andere Nachschubelemente zu erzeugen sowie die
Warenbewegungen durchzuführen.
Struktur und Organisation der Fertigung
Kanban-Material wird in sogenannten Produktionsversorgungsbereichen direkt in der
Produktion zur Verfügung gestellt. Ein PVB kann beispielsweise ein Regalbereich oder ein
anderer Lagerbereich sein. Aus einem Produktionsversorgungsbereich (PVB) bedienen sich
dabei ein oder mehrere Arbeitsplätze. Die Produktionsversorgungsbereiche werden für die
Bestandsführung jeweils einem Lagerort zugeordnet. Während im Produktionsversorgungs
bereich nur die Kanbans verwaltet werden, wird das Material bestandsmäßig auf dem
zugeordneten Lagerort geführt. Dabei kann jedem Produktionsversorgungsbereich ein
eigener Lagerort oder mehreren oder auch allen PVBs eines Werkes ein gemeinsamer
Lagerort zugeordnet werden.
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Deshalb müssen Produktionsversorgungsbereiche angelegt werden und diese wiederum
Lagerorten zugeordnet werden.
Eine weitere Untergliederung der Produktion erfolgt in die Bereiche von sogenannten
Produktionsverantwortlichen. Damit wird der Forderung Rechnung getragen,
Steuerungsfunktionen und Verantwortung in die Werkstatt zurückzuverlagern. Der
Produktionsverantwortliche kann als Verbraucher für die Bestände in einem oder mehreren
Produktionsversorgungsbereich zuständig sein und als Quelle die Produktion der in seinem
Bereich hergestellten Materialien überwachen.
Die Beziehung zwischen Verbraucher und Quelle wird im Regelkreis festgelegt. Der
Regelkreis bestimmt in der Hauptsache die Form der Wiederbeschaffung und die Anzahl der
Kanbans bzw. die Menge pro Kanban. Die Festlegung der Anzahl Kanbans bzw. der Menge
pro Kanban kann durch manuelle Eingabe erfolgen. Da in vielen Industriebereichen die
Bedarfssituation jedoch starken Schwankungen unterworfen ist, bietet das System auch eine
automatische Kanbanberechnung, um die Parameter regelmäßig zu überprüfen, zu
berechnen und anzupassen.
Außerdem müssen die Nachschubstrategien eingestellt werden, d.h. es wird im Regelkreis
für die Materialien festgelegt, in welcher Weise die Wiederbeschaffung erfolgt:
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Produktionsversorgungsbereich
Definition
Der Produktionsversorgungsbereich (PVB) dient als Zwischenlager in der Fertigung, um
Material direkt für die Produktion an der Linie bzw. am Arbeitsplatz bereitzustellen.
PVBs können Regale, speziell markierte Flächen auf dem Boden, spezielle Boxen etc. sein.
Die Festlegung der PVBs im Betrieb gehört zum vorbereitenden Design des Materialflusses
für KANBAN.
Der Produktionsversorgungsbereich wird in der Kanban-Anwendung definiert und folgenden
Objekten zugeordnet:
•
einem Werk
•
einem Lagerort
•
einem Verantwortlichen
Auf den zugeordneten Lagerort erfolgen die Warenbewegungsbuchungen.
Einem Lagerort können mehrere Produktionsversorgungsbereiche zugeordnet werden, ein
Produktionsversorgungsbereich jedoch nicht mehreren Lagerorten.
Der zugeordnete Verantwortliche ist die Person, die als Verbraucher für die
Weiterverarbeitung der Materialien und für die Überwachung der Bestände am
Produktionsversorgungsbereich zuständig ist.
Regelkreis
Definition
Die Regelkreise legen die Beziehung zwischen Verbraucher und Quelle fest. Mit Hilfe des
Regelkreises werden folgende Steuerungsdaten für Kanban vorgegeben:
•
Kanbanumlauf, d.h. die Anzahl Kanbans und die Menge pro Kanban
•
ggf. Rahmendaten für die automatische Kanbanberechnung
•
Nachschubstrategie
•
ggf. Kartendruck
•
ggf. Anlieferadresse
•
ggf. Ablaufsteuerung (z.B. Kennzeichen für separaten Wareneingang,
Statusfolgeschlüssel, Kennzeichen für die Logik zum Auslösen des Nachschubs beim
"Einkarten"-Kanban)
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Nachschubstrategie
Definition
Mit den Nachschubstrategien wird im Regelkreis für die Materialien festgelegt, in welcher
Weise die Wiederbeschaffung erfolgt:
•
durch Eigenfertigung
•
durch Fremdbeschaffung
•
durch Umlagerung
Mit den Nachschubstrategien wird außerdem festgelegt, ob und welche Nachschubelemente
(Produktionseinteilungen, Fertigungsaufträge, etc.) durch den Kanban-Impuls erzeugt
werden.
Eigenfertigung
¾ manuelles Kanban
¾ Nachschub mit Produktionseinteilung
¾ Nachschub mit Fertigungsauftrag
Fremdbeschaffung
¾ Nachschub über Bestellung
¾ Nachschub mit Lieferplan
¾ Nachschub mit Mengenabruf
Umlagerung
¾ Nachschub mit Reservierung
¾ Nachschub mit direkter Umbuchung
Die Nachschubstrategie wird dem Material im Regelkreis zugeordnet.
Die Einstellung der Nachschubstrategie erfolgt im Kanban-Customizing.
4. KANBAN-Steuerung
Die Wiederbeschaffung mit Kanban verläuft sehr einfach. An einer Maschine wird ein
Material produziert. Die dafür benötigten Komponenten liegen vor Ort in Behältern zur
Entnahme bereit. Ist jetzt ein solcher Behälter leer, so muß die für den Nachschub
verantwortliche Quelle darüber informiert werden.
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Auslösen des Kanban-Impulses
Mit dem KANBAN-Impuls wird der Status eines Kanbans geändert und die mit dem
Statuswechsel verbundenen Aktivitäten durchgeführt (z.B. Buchen des Wareneingangs beim
Vollsetzen oder Erzeugen eines Nachschubelements beim Leersetzen). Im Regelfall genügt
es, mit den beiden Status "leer" und "voll" zu arbeiten.
Der Statuswechsel kann auf folgende Arten ausgelöst werden:

Durch den Barcode-Scanner

Manuell über das Kanban-Menü (ohne Barcode)

In der Kanbantafel
Kanbantafel
Um sowohl dem Verbraucher als auch der Quelle eine detaillierte Übersicht über den
Kanbanumlauf zu geben, steht zusätzlich eine sogenannte Kanbantafel zur Verfügung. Die
Kanbantafel ermöglicht es zudem, den Kanban-Impuls auszulösen.
Kanban-Status
Die Kanbans werden je nach Status in unterschiedlichen Farben dargestellt. Die Bedeutung
der Farben sehen Sie mittels der Legende (Kanbantafel → Legende anzeigen).
Folgende Informationen werden mit der Kanbantafel angeboten:
•
Kanbans mit dem Status 'leer'. Für diese Kanbans wurde der Nachschub
angestoßen, d.h. es wurde im Hintergrund bereits ein Plan- oder Fertigungsauftrag
bzw. eine Bestellung zur Fremdbeschaffung, etc. erzeugt.
•
Kanbans mit dem Status 'voll', aus denen entnommen werden kann
•
Kanbans mit dem Status 'wartet'.
•
Kanbans, die mit dem Status 'in Arbeit' oder 'in Transport'
•
Kanbans mit dem Status 'fehlerhaft'
•
Kanbans mit dem Status 'separater Wareneingang zum Kanban erfolgt'
Ein Kanban System ist also ein selbststeuernder Regelkreis, der nicht über eine zentrale
Instanz gesteuert wird und dementsprechend flexibel reagieren kann. Anpassungen an
veränderte Marksituationen erfordern keine komplette Umstrukturierung der
Prozesssteuerung sondern können gezielt an einzelnen Punkten der Produktion
vorgenommen werden.
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