prozess- und layoutplanung · 2006. 10. 15. · institut für produktionswirtschaft und logistik i...
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1Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Prozess- und Layoutplanung
InselproduktionProzessplananalyse Layoutplanung
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2Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Prozessplanung - Materialfluss
Von-Nach DiagrammSankey Diagramm
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Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Materialfluss bei Werkstattprduktion
A Process Layout Showing the Routing of Two Families of Parts.
Grindingmachines
Lathes Assembly Inspection Shipping
Painting
Part A familyStorage
areaPart B familyDrilling
machines
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Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Materialfluss Alpinskiproduktion
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Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Materialfluss Alpinskiproduktion
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6Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Prozessplananalyse
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7Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Inselproduktion
Vorteile der Inselproduktionkurze Transportwege und –zeiten, geringer Transportkapazitätsbedarf, geringe Umrüstzeiten; niedrige Losgrößen, geringe Lagerbestände, kurze Durchlaufzeiten;hohe Flexibilität der Anpassung an kurzfristige Änderungen der Produktionsaufgaben;einfache Produktionssteuerung aufgrund hoher Übersichtlichkeit des Produktionsgeschehens;Identifizierung der Mitarbeiter mit „ihren“ Produkten, dadurch höhere Produktionsqualität;geringes Investitionsvolumen, da mit bestehender konventionellerTechnologie realisierbar.
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8Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Inselproduktion
Identifizierung von Erzeugnisfamilien unter Berücksichtigung der ProduktionsähnlichkeitAuswahl der Arbeitssysteme, die zu einer Produktionsinsel zusammengefasst werden sollen (Maschinen- bzw. Ressourcengruppierung).Konzeption eines dezentralen Planungs- und Steuerungssystems und Definition von Schnittstellen zum übergeordneten Produktionsplanungs-und -steuerungssystems.Auswahl, Schulung und Motivation der Mitarbeiter im Hinblick auf die neue Qualität der Arbeitsaufgaben.
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9Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Bildung von Produktionsinseln
Verzicht auf die Komplettbearbeitungund Bildung von drei Produktionsinseln:
{Drehen, Bohren} - {Erzeugnisse 1 und 3},{Fräsen} - {Erzeugnisse 1 und 2},{Entgraten, Waschen} - {Erzeugnisse 2 und 4};
Komplettbearbeitung und Installation einer zusätzlichen Fräsmaschine:
{Drehen, Bohren, Fräsen} - {Erzeugnisse 1 und 3},{Fräsen, Entgraten, Waschen} - {Erzeugnisse 2 und 4}.
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10Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Bildung von Produktionsinseln
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11Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Bildung von Produktionsinseln
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12Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Bildung von Produktionsinseln
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13Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Bildung von Produktionsinseln -Auslastungsberechnung
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14Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Bildung von Produktionsinseln -Auslastungsberechnung
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15Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Bildung von Produktionsinseln -Ähnlichkeitskoeffizienten
Hierachische Clusterbildung
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
j
ij
i
ij
nn
nnsij ,max
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16Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Layoutplanung
Neugestaltung. nach der Errichtung einer Produktionsstätte sind in einer leeren Fabrikhalle Standorte für alle Produktionssegmente erstmalig zu bestimmen. Oder für eine neu eingerichtete Werkstattproduktion (oder auch ein Produktionszentrum) sind die Standorte für die einzelnen Arbeitssysteme (Werkstätten, Ressourcen) festzulegen.Umstellung. Aufgrund einer Veränderung der Struktur des Materialflusses zwischen einzelnen Ressourcengruppen sollen deren Standorte überprüft werden. Es kommt zu Standortveränderungen infolge eines geänderten Produktionsprogramms.Erweiterung. Ein zusätzliches Produktionssegment ist in einer bereits z.T. durch andere Segmente belegten Fabrikhalle zu platzieren. Dieses Problem finden wir z.B. in der Automobilindustrie, wenn die Teilefertigung auf die Produktion eines neuen Motorentyps umgestellt werden muss.
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17Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Gestaltung des Arbeitsablaufs -Activity Relationship Chart
A: Absolutely necessary. Because two operations may use the same equipment or facilities, they must be located near each other.E: Especially important. The facilities may require the same personnel or records, for example.I: Important. The activities may be located in sequence in the normal work flow.O: Ordinary importance. It would be convenient to have the facilities near each other, but it is not essential.U: Unimportant. It does not matter whether the facilites are located near eachother or not.X: Undesirable. Locating a welding department near one that uses flammable liquids would be an example of this category.
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18Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Gestaltung des Arbeitsablaufs -Activity Relationship Chart
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19Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Materialflussplanung - Vorgangsweise
Bestimme Anzahl von Bewegungen zwischen Abteilungen und erstelle eine von-zu Tabelle (als Indikator und mit Mengenangaben)Ermittle den Platzbedarf und berechne die Entfernung zwischen den AbteilungenErmittle eine Startlösung der Anordnung und bestimme die zugehörigen Kosten
Verbessere die Anordung durch systematisches Vertauschen
∑i= 1
n
∑j=1
n
C ij X ij
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20Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Layoutplanung
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21Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Layoutplanung – Materialfluss - Transportkosten
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22Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Layoutplanung - Zuordnungsproblem
Zuordnung von Maschinen zu StandortenVoraussetzung für die Lösung als Zuordnungsproblem:
diskrete Menge von AlternativenKeine Interaktionen zwischen den Abteilungen
Einfaches Lösungsverfahren: ungarische MethodeGroße Probleme mit Hilfe von Computer lösbar
Excel SolverMathematische Optimierungssoftware (z.B. XPRESS):
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23Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Layoutplanung - Zuordnungsproblem
Startlösung: minimale Kosten
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24Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Layoutplanung - Zuordnungsproblem
Ungarische Methode
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25Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Layoutplanung - Zuordnungsproblem
Ungarische Methode
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26Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Zuordnungsproblem - Excel Sover
123456789101112131415161718
B C D E F G H I J
ob Shop Co. Machine-Location Problem
Cost ($/hour) Location 1 Location 2 Location 3 Location 4 Location 5Machine 1 13 16 12 14 15Machine 2 15 - 13 20 16Machine 3 4 7 10 6 7
TotalAssignment Location 1 Location 2 Location 3 Location 4 Location 5 Assignments Supply
Machine 1 0 0 0 1 0 1 = 1Machine 2 0 0 1 0 0 1 = 1Machine 3 1 0 0 0 0 1 = 1
Total Assigned 1 0 1 1 0
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27Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Layoutplanung
es wird eine abgegrenzte Fläche (Standortträger) betrachtet, z.B. eine leere Fabrikhalle.auf dieser Fläche soll eine Menge von AO platziert werden.zwischen den AO bestehen Materialflussbeziehungen.es sind u.U. Nebenbedingungen zu beachten, die die benachbarte Aufstellung von zwei AO verbieten bzw. erzwingen (relative Anordnungsbedingungen) oder die die Aufstellung von AO in bestimmten Bereichen des Standortträgers erzwingen oder verbieten (absolute Anforderungsbedingungen).Eine räumliche Anordnung der AO (Layout) kann mit Hilfe einer Menge vonZielen, z.B. Transportentfernungen, Transportkosten etc. bewertet werden.
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28Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Layoutplanung
Planungsproblem:für jedes AO den günstigsten Standort innerhalb einer Fabrik oder Werkshalle zu finden.ein günstiges Layout wird vor allem dann erreicht, wenn man die AO so platziert, dass die insgesamt zu erbringende Transportleistung (ermittelt als Produkt aus Transportmenge und Transportstrecke) möglichst gering ist.
variablen Transportkosten (z.B. Treibstoffkosten) werden minimiert.Die Transportzeiten sind kurz. Als Folge sinken die Durchlaufzeiten der Produktionsaufträge bei gleichzeitig verringerter Kapitalbindung durch Lagerbestände.Die benötigte Transportmittelkapazität wird reduziert. Der Investitionsbedarf sinkt.
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29Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Layoutplanung - Beispiel
DatengrundlagePotentielle Standorte.Entfernungen.
Luftlinienentfernungenrechtwinklige Strecken
Transportmengen.Transportkosten.
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30Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Layoutplanung - Beispiel
Transportmenge
Distanz
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31Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Zweieraustauschverfahren
Layoutplanung - Beispiel
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32Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Startlösung
Bewertung aller Vertauschungen in Iteration 1
Layoutplanung - Beispiel
Zwischenlösung
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33Institut für Produktionswirtschaft und Logistik I Manfred Gronalt
Bewertung aller Vertauschungen in Iteration 2
Beste gefundene Lösung
Layoutplanung - Beispiel
Prozess- und LayoutplanungProzessplanung - MaterialflussMaterialfluss bei WerkstattprduktionMaterialfluss AlpinskiproduktionMaterialfluss AlpinskiproduktionProzessplananalyseInselproduktionInselproduktionBildung von ProduktionsinselnBildung von ProduktionsinselnBildung von ProduktionsinselnBildung von ProduktionsinselnBildung von Produktionsinseln - �AuslastungsberechnungBildung von Produktionsinseln - �AuslastungsberechnungBildung von Produktionsinseln - �ÄhnlichkeitskoeffizientenLayoutplanungGestaltung des Arbeitsablaufs - �Activity Relationship ChartGestaltung des Arbeitsablaufs - �Activity Relationship ChartMaterialflussplanung - VorgangsweiseLayoutplanungLayoutplanung – Materialfluss - TransportkostenLayoutplanung - ZuordnungsproblemLayoutplanung - ZuordnungsproblemLayoutplanung - ZuordnungsproblemLayoutplanung - ZuordnungsproblemZuordnungsproblem - Excel SoverLayoutplanungLayoutplanungLayoutplanung - BeispielLayoutplanung - BeispielLayoutplanung - BeispielLayoutplanung - BeispielLayoutplanung - Beispiel