Echtzeitfähige Fertigungsfeinplanung einer Hybrid-Flow-Shop - Produktion

Abstract

Kontext: Die Fertigungsfeinplanung, die auch als operative Ausführungsplanung bezeichnet werden kann, stellt für produzierende Unternehmen ein bedeutendes Instrument zur Erreichung der Unternehmensziele dar. Trotz der stetig verbesserten Möglichkeiten einer Informationsgewinnung, -speicherung und -verarbeitung setzen viele Unternehmen mit einer Hybrid-Flow-Shop basierten Produktion weiterhin vorranging auf das Erfahrungswissen der agierenden Planungsmitarbeiter. Begründet wird dieses Vorgehen mit den derzeit eingesetzten Planungssystemen, die den Anforderungen einer produktionssynchronen Produktionsfeinplanung nicht gerecht werden. Oft bilden die von den eingesetzten Planungsverfahren ermittelten Produktionspläne lediglich eine grobe Ausgangsbasis für den Planer, der durch manuelles Eingreifen eine ausführbare Maschinenbelegung erzeugt. Die Planqualität rückt dabei in den Hintergrund. Veränderte Bedingungen während der Produktion bedingen zusätzlich eine zeitnahe Planüberprüfung und ggf. Anpassung, welche aktuell eingesetzte Systeme oft nicht gewährleisten. Hohe Wirtschaftlichkeitsverluste der Unternehmen können die Folge daraus sein. Ziel: In dieser Arbeit wird ein neuer Ansatz zur Feinplanung einer Hybrid-Flow-Shop basierten Produktion untersucht, um den bestehenden Schwachpunkten aktueller Planungssysteme entgegenzuwirken. Grundsätzlich liegt das Bestreben in einer zielorientierten Verschiebung der Betriebskennlinien durch die Leistungssteigerung des Produktionssystems, welches durch den bestmöglichen Einsatz der Ressourcen realisiert werden kann. Methodik: Die Entwicklung einer neuen Methodik zur systemgesteuerten, echtzeitfähigen Feinplanung einer Hybrid-Flow-Shop-Produktion, die alle verfügbaren Informationen zur Generierung bzw. Anpassung von Produktionsplänen berücksichtigt, stellt den ersten Schwerpunkt dieser Arbeit dar. Die damit erzeugten Ergebnisse werden den einzelnen Akteuren des Unternehmens produktionssynchron bereitgestellt. Dafür wird eine Vorgehensweise zur prädikativ-reaktiven Entscheidungsfindung entwickelt, die als grundlegende Methode das Konzept eines selbstständig agierenden Feinplanungssystems ergänzt. Für eine erfolgreiche Implementierung des neuen Konzeptes bedarf es spezieller Feinplanungsverfahren für Hybrid-Flow-Shop basierte Produktionen, die gute Lösungen innerhalb kürzester Zeit bereitstellen können. Daher wird das MISO-Verfahren entwickelt und vorgestellt, welches den Anforderungen einer echtzeitfähigen Lösungsfindung von Hybrid-Flow-Shop Problemen gerecht wird und somit den zweiten Schwerpunkt dieser Arbeit darstellt. Ergebnisse: Es kann konstatiert werden, dass die im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Methodik zur Fertigungsfeinplanung einer HFS-basierten Produktion den Anforderungen einer echtzeitfähigen Entscheidungsunterstützung gerecht wird. Das vorgestellte Feinplanungssystem nutzt dazu alle verfügbaren statischen und dynamischen Informationen zur Analyse des IST-Standes und Planung zukünftiger Maßnahmen. Der (menschliche) Planer als alleiniger Entscheider tritt in den Hintergrund und hat zukünftig (nur noch) einen indirekten Einfluss auf die Entscheidungen des Feinplanungssystems. Dieses Vorgehen stellt ein Paradigmenwechsel im Planungsprozess dar. Eine erfolgreiche Erprobung des neuen Feinplanungsverfahren MISO erfolgt mit Hilfe von realen Produktionsdaten eines EMD-Dienstleisters. Zudem wird die hohe Leistungsfähigkeit von MISO durch den Vergleich mit Ergebnissen aktuell eingesetzter Verfahren bewiesen. Fazit: In dieser Dissertation erfolgt die Auseinandersetzung mit Lösungsmöglichkeiten von komplexen Produktionsplanungsproblemen. Die Entwicklung neuer Ansätze zur echtzeitfähigen Lösung von Hybrid-Flow-Shop basierten Problemstellungen stellt eine entscheidende Erweiterung dar, um sowohl zukünftigen als auch bestehenden Anforderungen an die Feinplanung gerecht zu werden. Die vorgestellte Methodik ist zudem grundsätzlich auch auf andere Produktionssysteme übertrag- und anwendbar.