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Masterarbeit zum Thema Mehrproduktnivelierung

Masterarbeit zum Thema Mehrproduktnivelierung
Forschungsthema:Mehrproduktnivellierung
Typ:Masterarbeit
Betreuer:

Christoph Kunert

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In Europa finden Ganzheitliche Produktionssysteme (GPS) nach dem Vorbild des Toyota Produktionssystems zunehmend Verbreitung. Ein zentrales Element eines GPS ist die sog. Heijunka-Nivellierung. Dies ist eine Planungsmethode, die Nachfrage- und Ausbringungsschwankungen schon bei der Auslegung des Systems antizipiert und zu robusten, umsetzbaren Plänen führt.

Die Kernidee der Nivellierung ist es, die Produktion von der stochastisch schwankenden Kundennachfrage zu entkoppeln, um eine gleichmäßige Produktion zu ermöglichen. Die Entkopplung erfolgt durch ein Wechselspiel aus Arbeitsvorrat und Fertigwarenpuffer. Mehrabrufe des Kunden werden über den Bestand an Fertigwaren gepuffert. Minderabrufe werden über Aufträge aus dem Arbeitsvorrat gepuffert, um Brachkapazitäten zu vermeiden.

Eine weit verbreitete Variante ist die Nivellierung auf der Ebene von Produktfamilien. Diese kommt dann zum Einsatz, wenn der Rüstaufwand zwischen Produktfamilien größer ist, als der zwischen Produkten innerhalb einer Produktfamilie. Ein ähnlich gelagerter Fall liegt dann vor, wenn die von einer Familie benötigten Komponenten ähnlich sind, während der Komponentenverbrauch zwischen Produktfamilien stärker unterschiedlich ist. In diesen beiden Fällen, insbesondere bei einer hohen Anzahl Produktvarianten oder wenn das Mengenverhältnis der Nachfragen nach den Produkten einer Pareto Verteilung folgt, d.h. das Produktspektrum aus „Rennerprodukten“ und „Exoten“ besteht, kann eine Nivellierung auf Familienebene effizient sein.

Damit in diesem Fall die Zyklen, in denen sich das Produktionsmuster wiederholt, nicht zu lang werden, was zu hohen erforderlichen Fertigwarenbeständen führen würde, werden Produkte zu Familien zusammengefasst. Dies hat den Vorteil, dass die Produkte der Familie kurzzyklisch produziert werden können und die Bestände geringer bleiben. Da sich mehrere Produkte einer Familie ein begrenztes Zeitfenster teilen, kommt es, wenn die Menge der zu produzierenden Produkte die verfügbare Kapazität überschreitet, zu einem Entscheidungsproblem: Einige Produkte können sofort produziert werden, andere müssen zu einem späteren Zeitpunkt produziert werden. In der Praxis werden zur Lösung dieses Entscheidungsproblems häufig einfache Prioritätsregeln eingesetzt.

Bisher gibt es keine Untersuchungen dazu, welche Prioritätsregeln für die Nivellierung auf Ebene von Produktfamilien geeignet sind und welche Auswirkungen die Regeln auf den Bestand haben. Die Auswahl der Prioritätsregel erfolgt in der Praxis allein auf Grund von der Erfahrung des Entscheiders.

Das Ziel der Abschlussarbeit ist es daher, die Wirkung der Entscheidungsregeln auf den notwendigen Bestand zu beschreiben und quantitativ zu erfassen. Dabei sind Wechselwirkungen zwischen der Nachfragestruktur, Rüstzeitverhältnissen und Prioritätsregeln von besonderem Interesse. Dazu werden analytische Modelle entwickelt, mit denen der Bestand an Hand der Verteilungen von Nachfrage und Produktionskapazität ausgelegt werden kann.