Produktionskennlinien

Die Kennlinien

Für den Bereich der Fertigung stellen Produktionskennlinien robuste und in der Praxis vielfach bewährte Wirkmodelle dar, welche auf die Beherrschung des Dilemmas der Ablaufplanung [Gutenberg 1951] abzielen (Abbildung 1).

Die Kennlinien stellen dar, wie sich ein Arbeitssystem bei ansonsten unveränderten Randbedingungen verhält, wenn ein anderer Bestand (WIP) eingestellt wird. Sie charakterisieren somit das logistische Verhalten bezüglich Leistung, Durchlaufzeit und Termintreue einer Fertigung bei einer Bestandsveränderung.

Die Produktionskennlinien zeigen, dass es nicht möglich ist, ein gleichzeitiges Optimum für alle genannten Zielgrößen zu definieren. So erfordert bspw. die Sicherung einer hohen Auslastung hohe Bestände, die ihrerseits jedoch lange Durchlaufzeiten hervorrufen. Lange und damit stark streuende Durchlaufzeiten stehen aber einer hohen Termineinhaltung entgegen. Es ist also notwendig, eine logistische Positionierung im Spannungsfeld zwischen den produktionslogistischen Zielgrößen anzustreben, welche von einer strategisch bestimmten primären Zielgröße ausgeht und die Auswirkungen auf die übrigen Ziele untersucht [Nyhuis 2008].

Abb. 1: Visualisierung des Dilemmas der Ablaufplanung mit Produktionskennlinien

Die grundsätzliche Form der Produktionskennlinien gilt für jedes beliebige Produktionssystem. Die spezifischen Ausprägungen der Kennlinien sind jedoch von unterschiedlichen Rahmenbedingungen wie der Kapazität, den abzuarbeitenden Aufträgen (insbesondere ihrem Mittelwert und ihrer Streuung) und der Einbindung des Systems in den Materialfluss abhängig.

Erstellung logistischer Produktionskennlinien

Zur Erstellung von Produktionskennlinien sind prinzipiell unterschiedliche Ansätze geeignet. Hierbei handelt es sich um:

• die Simulation,

• die Warteschlangentheorie und

• die Kennlinientheorie.

Mit jedem dieser Modellierungsansätze lassen sich die Zusammenhänge zwischen den logistischen Zielgrößen beschreiben. Jedoch weisen diese Modelle jeweils spezifische Vor- und Nachteile auf, die in [Nyhuis 2008] ausführlich diskutiert werden. Besonders hervorgehoben werden soll hier die Kennlinientheorie. Auf Basis dieser Theorie wurde ein mathematischer Ansatz entwickelt, mit dem Produktionskennlinien auf der Grundlage weniger Daten über eine Approximationsgleichung mit hoher Abbildungsgenauigkeit berechnet werden können. Damit lassen sich die Wirkzusammenhänge der produktionslogistischen Zielgrößen auf einfache Art beschreiben und somit insbesondere auch für Anwendungen in der Praxis nutzen. Eine ausführliche Herleitung der Theorie findet sich in [Nyhuis und Wiendahl 2008].

Anwendungsfelder

Produktionskennlinien bieten weitreichende Möglichkeiten, logistische Rationalisierungspotentiale zu quantifizieren und Produktionsprozesse logistikorientiert zu gestalten und zu lenken. Sie stellen so eine ideale Grundlage für den Ausbau und die Überwachung von Prozesssicherheit und Prozessfähigkeit eines Unternehmens dar (Abbildung 2).

Grundlage aller Anwendungen ist die logistische Positionierung. Abhängig von der aktuellen Betriebssituation kann entschieden werden, welcher Zielgröße das größte Gewicht beigemessen werden soll. Damit werden aufeinander abgestimmte Zielvorgaben für viele Entscheidungsmodelle in der Produktionsplanung und -steuerung geliefert.

Abb. 2: Einsatzmöglichkeiten von Produktionskennlinien bei der Gestaltung und Lenkung von Produktionsprozessen

Im Rahmen des Produktionscontrollings kann das Potenzial zur Durchlaufzeit- und Bestandsreduzierung quantifiziert und mit konkreten Maßnahmen hinterlegt werden. Für die Produktionssteuerung besteht die Möglichkeit, Steuerungsparameter wie Soll-Durchlaufzeiten differenziert zu ermitteln. Sollte sich bei diesen Anwendungen herausstellen, dass gesetzte Zielwerte ohne flankierende Maßnahmen nicht erreichbar sind, so können die Kennlinien auch zur Unterstützung von Planungsaktivitäten wie der Auswahl alternativer Losgrößenbestimmungsverfahren, der Bewertung alternativer Fertigungsprinzipien oder neuer Logistikkonzepte herangezogen werden. Zudem ergeben sich Möglichkeiten zur Bewertung von Investitionsentscheidungen.

Literatur

Gutenberg, Erich: Grundlagen der Betriebswirtschaftslehre, Band 1: Die Produktion. Berlin, et al. : Springer, 1951.

Nyhuis, Peter; Wiendahl, Hans-Peter: Fundamentals of Production Logistics: Theory, Tools and Applications. Berlin et al. : Springer, 2008. Deutsche Ausgabe: Logistische Kennlinien: Grundlagen, Werkzeuge und Anwendungen. 2. Auflage, Berlin et al. : Springer, 2003

Nyhuis, Peter: Produktionskennlinien: Grundlagen und Anwendungsmöglichkeiten. In: Nyhuis, Peter: Beiträge zu einer Theorie der Logistik. Berlin et al. : Springer, 2008.