Analyse und Optimierung der Produktionsglättung für Mehrprodukt-Fließlinien

Das Konzept der Produktionsglättung stellt für viele Unternehmen eine Möglichkeit zur Erhöhung der Produktivität von Montagestationen sowie zur Reduktion von Rohmaterialbeständen dar. Andreas Tegel entwickelt für Produktionssysteme, in denen Endproduktbestände durch Kanban gesteuert werden, approximative analytische Zusammenhänge zwischen der benötigten Anzahl an Kanban, Produktionskapazitäten und der Wartezeit von Kunden bzw. möglicher Lieferservicegrade. Außerdem werden diverse heuristische und ein exaktes Verfahren zur Erstellung geglätteter Produktionsreihenfolgen erarbeitet. Insgesamt resultieren daraus zahlreiche Hinweise zur Dimensionierung von Beständen und Kapazitäten in schlanken Produktionssystemen.

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Die Prinzipien des Toyota-Produktionssystems (kurz: TPS) erhielten in den vergangen Jahren vermehrt Beachtung in der Praxis. Viele Unternehmen, auch außerhalb der Automobilbranche, interessieren sich für die vermeintlich einfachen Vorgehensweisen zur Planung und Steuerung logistischer Abläufe und führen diese ein. Die wissenschaftliche Auseinandersetzung mit dem TPS hingegen ist bisher mangelhaft. Zwar existieren Arbeiten die heuristische Ansätze zur Lösung einzelner Aspekte des TPS vorstellen, doch werden darin die Wechselwirkungen zwischen den Bestandteilen nicht betrachtet. Hier setzt die vorliegende Arbeit an und betrachtet die Wechselwirkung zwischen geglätteter Produktion und der Dimensionierung von Kanban-Regelkreisen sowie deren Auswirkung auf die Wartezeit der Kunden bzw. der zu erwartenden Liefererfüllung. Hierfür werden zunächst ein optimales Verfahren zur Erstellung geglätteter Produktionspläne sowie zahlreiche Ansätze zur Verbesserung dessen Laufzeit vorgestellt. Der so berechnete, geglättete Produktionsplan bestimmt den Zufluss in ein durch Kanban gesteuertes Fertigwarenlager, aus dem stochastisch schwankende Kundenbedarfe bedient werden. Im weiteren Verlauf der Arbeit werden neuartige analytische Verfahren vorgestellt, mit denen sich für diese Planungssituation die Wartezeit der Kunden bzw. der zu erwartende Servicegrad approximieren lassen. Ausführliche Simulationsstudien belegen die Genauigkeit der Approximationen. Durch diese Approximationen ist es erstmalig möglich, konkrete Hinweise zur Dimensionierung von Produktionskapazitäten und der Anzahl an Kanban in einer TPS-orientierten Umgebung zu geben.