Kapazitäts- und Terminplanung

 Documents

 13 views
of 23
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Description
Kapitel 9 Kapazitäts- und Terminplanung PPS WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/1 Terminplanung Die Methoden der Terminplanung sind sehr ähnlich den…
Share
Transcript
Kapitel 9 Kapazitäts- und Terminplanung PPS WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/1 Terminplanung Die Methoden der Terminplanung sind sehr ähnlich den Methoden des Projektmanagements (Netzplantechnik) der Einzelfertigung . Kennzeichen: • Fertigung von Einzelstücken (oder sehr geringen Stückzahlen) nach Kundenwünschen • Sporadische Kundenaufträge nach Angebot, Verhandlung, .... • oft hohe Wertigkeit und erhebliche Risiken • lange Durchlaufzeiten und strenger Terminrahmen Basis aller Planungsüberlegungen: Netzplantechnik WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/2 9.1 Netzplantechnik zur Terminplanung Vorgangsweise: • Aufspaltung eines Projektes in einzelne (wesentliche) Vorgänge (Meilensteine) • Darstellung in Netzplan (Graph) WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/3 Beispiel I Tätigkeit Bezeichnung Dauer Vorgänger Nachfolger Teil A bohren A-b 4 - A-s Teil B bohren B-b 4 - D-m, E-m Teil C bohren C-b 3 - E-m Teil A stanzen A-s 2 A-b D-m Teil D aus A und B D-m 7 A-s, B-b F-m montieren Teil E aus B und C E-m 6 B-b, C-b E-g montieren Teil E galvanisieren E-g 12 E-m F-m Teil F aus D und E F-m 9 E-g, D-m - montieren Man muss Vorgänger oder Nachfolger angeben WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/4 Darstellungen Jeder Tätigkeit (jedem Vorgang) ist eine Dauer zugeordnet, die im einfachsten Fall deterministisch gegeben (und bekannt) ist. Für manche Tätigkeiten sind Vorgänger-Nachfolger-Beziehungen zu beachten, die im einfachsten Fall lauten: • X ist Vorgänger von Y  Vorgang X muss abgeschlossen sein, bevor Y beginnen kann Darstellung der Vorgänger-Nachfolger-Beziehungen in Graph zwei verschiedene Ansätze: – Vorgangspfeilnetz – Vorgangsknotennetz WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/5 9.1.1 Vorgangspfeilnetz • historisch älterer Ansatz • auch CPM (critical path method, AOA = activity on arc) genannt (wobei CPM auch noch andere Bedeutungen hat) • Vorgänge werden über Pfeile abgebildet • Knoten entsprechen den Zuständen bzw. Fertigstellungsereignissen der einzelnen Vorgänge Vorgang Zustand Zustand  gewisse Nachteile  Verdrängung durch Vorgangsknotennetz WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/6 9.1.2 Vorgangsknotennetz • neuerer Ansatz • auch MPM (Metra-Potential-Methode, AON, activity on node) genannt • bildet die Vorgänge als Knoten ab • (gerichteten) Kanten entsprechen den Verknüpfungen der Vorgänge (Vorgänger-Nachfolger-Relationen) • Verschiedene darstellungen der Knoten: FAZ FEZ Name FAZ FEZ Name oder D GP D GP SAZ SEZ SAZ SEZ WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/7 (1) Vorwärtsrechnung Ermittlung von: • FAZ ... frühest möglicher Anfangszeitpunkt und • FEZ ... frühest möglicher Endzeitpunkt Vorwärtsrechnung: von links (Start) nach rechts (Ende), wobei • FEZ = FAZ + D • FAZ = Maximum der FEZ aller (unmittelbaren) Vorgänger •  FEZ des letzten Knotens = kürzeste Projektlänge, frühester Fertigungszeitpunkt des Auftrages Name FAZ FEZ Beispiel D WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/8 (2) Rückwärtsrechnung Ermittlung von: • SAZ ... spätest zulässiger Anfangszeitpunkt und • SEZ ... spätest zulässiger Endzeitpunkt Rückrechnung: vom Projektende von rechts (Ende) nach links (Start), wobei • SAZ = SEZ – D • SEZ = Minimum der SAZ aller (unmittelbaren) Nachfolger Name D GP SAZ SEZ Beispiel WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/9 (3) Gesamtpuffer Ermittlung von: • GP = SEZ - FEZ = SAZ - FAZ Wie weit kann der jeweilige Vorgang nach hinten verschoben werden, ohne die Fertigstellung des Projektes zu verzögern? Knoten mit GP = 0 nennt man kritisch  kritische Knoten liegen auf kritischem Pfad Man kann auch von einem beliebigen gewünschten Projektende (> frühester Fertigungszeitpunkt) die Rückwärtsrechnung durchführen. Dann gibt es natürlich keine kritischen Vorgänge. Beispiel WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/10 Beispiel II A-b 0 4 A-S 4 6 4 9 9 13 2 9 13 15 D-m 6 13 7 9 15 22 B-b 0 4 4 0 0 4 F-m 22 31 9 0 22 31 C-b 0 3 E-m 4 10 E-g 10 22 3 1 1 4 6 0 4 10 12 0 10 22 (1) Vorwärtsrechnung (3) Gesamtpuffer (2) Rückwärtsrechnung  Kritischer Pfad WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/11 Erweiterungen Mögliche Erweiterungen des Grundmodells: • Mindestabstände zwischen Vorgängen • verallgemeinerte Vorgänger – Nachfolgerbeziehungen • Verkürzung von Vorgängen (auf dem kritischen Pfad) gegen zusätzliche Kosten (meist als CPM-Methode bezeichnet) • stochastische Erweiterungen, wo die Dauern D der Vorgänge nicht gegeben sind, sondern nur deren Wahrscheinlichkeitsverteilungen (meist als PERT-Methode bezeichnet)  wird teilweise im VK behandelt WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/12 9.2 Kapazitätsplanung • Jeder Vorgang nimmt gewisse Kapazitäten in Anspruch. • Eintragung des zeitlichen Verlaufs der Kapazitätsbelastung in ein Diagramm  Kapazitätsbelastungsprofil • Vergleich mit dem Kapazitätsangebot • obiges Beispiel: 4 Kapazitätsarten – "bohren„ – "stanzen„ – "galvanisieren„ – "montieren" WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/13 Kapazitätsbelastungsprofile I Einplanung so, dass alle Vorgänge Verschiebungen von A-b und D-m frühestmöglich begonnen werden: möglich ohne Fertigstellungstermin zu verzögern: Kapazitätsprofil bohren Kapazitätsprofil bohren Beispiel C-b B-b C-b A-b Zeit B-b A-b A-b Zeit Kapazitätsprofil montieren Kapazitätsprofil montieren D-m E-m F-m Zeit E-m D-m D-m F-m Zeit WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/14 Kapazitätsbelastungsprofile II gemeinsame Betrachtung von vielen Vorgängen und mehreren Projekten  komplizierter Kapazitätsprofile Kapazitätsbelastung Kapazitätsbelastungsprofil Normalkapazität Normalkapazität Zeit WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/15 Ausweg bei Überschreitung der Normalkapazität • Anpassung der Belastungsprofile: Verschieben von Aufträgen oder Vorgängen – möglichst im Rahmen der Pufferzeiten (d.h. nicht kritisch) – händisch für einen erfahrenen Disponenten nicht schwierig, wenn die Kapazität insgesamt nicht sehr knapp ist. – wenn mehrere Aufträge angesichts sehr beschränkter Ressourcen terminlich zu planen sind  Anwendung mathematischer Verfahren • Fremdbezug von Leistungen • Anpassung der Kapazitäten – zeitliche Anpassung (Überstunden, Kurzarbeit, Urlaub) – intensitätsmäßige Anpassung (erhöhte Abnutzung) – quantitative Anpassung (z.B. alte Ersatzmaschine verwendet) WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/16 9.2.1 BIP-Modell zur Terminplanung bei beschränkten Ressourcen Lösung und Modellierung des Problems über ein LP (BIP = binary integer problem) • Zielfunktion: z.B. Minimierung des Fertigstellungszeitpunkt des Gesamtprojektes • Nebenbedingungen: Kapazitätsbeschränkungen (Einhaltung durch Verschiebung der Vorgänge) • binäre Variablen: x jt = 1 wenn Vorgang j zur Zeit t beendet wird; x jt = 0 sonst WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/17 9.2.2 Auftragsprioritäten Praxis: oft Verwendung von Heuristiken zur Anpassung der Belastungsprofile bzw. Anpassung der Kapazitäten. Verwendung von Auftragsprioritäten: 1. Beginne mit dem Auftrag mit der höchsten Priorität und plane alles frühestmöglich ein. Sodann plane das Projekt mit der nächst niedrigeren Priorität ein, usw. Bei den Vorgängen eines Projektes wähle man unter den schon einplanbaren jenen mit der längsten Dauer (oder Anzahl Nachfolger, oder Positionsgewicht wie bei Fließbandabstimmung, etc.) 2. Bei Überlastung verschiebt man AG möglichst innerhalb der Pufferzeiten. Wenn dies für einzelne AG nicht möglich ist, versucht man einzelne AG gemeinsam mit vorangehenden oder nachfolgenden AG zu verschieben. 3. Wenn ein AG auf diese Weise nicht bis zu seinem SAZ eingeplant werden kann, versuche dies mit Kapazitätsanpassungen zu beheben. WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/18 Beispiel - Auftragsprioritäten I die Projekte 1 und 2 langen in dieser Reihenfolge ein und werden daher auch in dieser Reihenfolge bearbeitet; d.h. 1 vor 2.: Projekt 1: B1 4 7 A2 0 2 Projekt 2: 3 2 6 9 2 1 1 3 A1 0 4 D1 9 16 C2 3 7 D2 7 10 4 0 0 4 7 0 9 16 4 0 3 7 3 0 7 10 C1 4 9 B2 0 3 5 0 4 9 3 0 0 3 WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/19 Beispiel - Auftragsprioritäten II Wenn die Projekte frühestmöglich begonnen werden, lauten die entsprechenden Gantt-Diagramme: Vorgang Projekt 1: Vorgang Projekt 2: D1 D2 C1 C2 B1 B2 A1 Zeit A2 Zeit 0 2 4 6 8 9 10 12 14 16 0 2 4 6 8 10 WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/20 Beispiel – Auftragsprioritäten III jeder Vorgang (pro ZE): • beansprucht eine Kapazitätseinheit (1 Arbeitskraft) • insgesamt stehen (pro ZE) 3 Kapazitätseinheiten zur Verfügung • Zunächst wird Projekt 1 Kapazität zugewiesen, dann Projekt 2 Kapazitätsbelastung Kapazitätsgrenze B2 C2 A2 B2 C2 C1 D2 A1 B1 C1 D1 Zeit 0 2 4 6 8 9 10 12 14 16 • geht sich zunächst gut aus WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/21 Beispiel - Auftragsprioritäten IV • Eintritt eines dritten Projekts als Kapazitätsbelastungen Eilauftrag zum Zeitpunkt 1 durch die einzelnen • höhere Priorität (vorrangig bearbeitet) Vorgänge: Projekt 3 ist • Fertigstellung aller gerade in aufwändiger Bearbeitung befindlichen Vorgänge (2 Kapazitätseinheiten) bei Projekt 1 und 2 • frühester Beginn von Projekt 3 zum Projekt 1 2 3 Zeitpunkt 3 A 1 1 2 Projekt 3: B 1 1 2 A3 3 6 B3 6 8 C3 8 13 C 1 1 2 3 0 3 6 2 0 6 8 5 0 8 13 D 1 1 - WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/22 Beispiel – Auftragsprioritäten V Lösung bei Einplanung von Vorgängen nach den Regeln: • „Projekt 3 vor Projekt 1“ und • „Projekt 1 vor Projekt 2“ sowie • vorrangige Einplanung der längeren Vorgänge wenn sie zum gleichen Projekt gehören Kapazitätsbelastung Kapazitätsgrenze B2 C1 B1 D1 A2 B2 B3 C3 C2 D2 A3 A1 D1 D2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 19 20 Zeit  Einhaltung der Kapazitätsgrenzen  keine Sicherstellung, dass es sich um eine „optimale“ Ressourcenbelegung handelt WS 2004/05 EK Produktion & Logistik Kapitel 9/23
Related Search
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks