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I. Anwendungsgebiet
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Die
Erfindung betrifft eine Produktionsplanungs- und -steuerungs-Vorrichtung.
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II. Technischer Hintergrund
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In
der Arbeitsvorbereitung von Produktsbetrieben, aber auch in Verwaltungen,
sind seit vielen Jahrzehnten zum Zwecke der Arbeitsplanung die so genannte
Arbeitsvorbereitungs-Plantafeln üblich,
bei denen in einer zweidimensionalen Matrix mit horizontalem Zeitstrahl
(mit aufgetragenen Arbeitswochen, -tagen und zum Teil-stunden) und
vertikal aufgetragenen Arbeitsstationen (z. B. den einzelnen Maschinen)
der Durchlauf eines Auftrages vorgeplant wird, indem für jeden
einzelnen Arbeitsschritt ein so genannter Planschein in der Zeile
der entsprechenden Arbeitsstation an der entsprechenden horizontalen Stelle
des Zeitstrahls der Plantafel eingesteckt wird.
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Der
Planschein besitzt dabei einen eigenen Zeitstrahl, dessen Länge in horizontaler
Richtung entsprechend die geplante zeitliche Länge dieses Arbeitsschritts
wiedergibt, wie sie zuvor von der Arbeitsvorbereitung errechnet
wurde.
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Heute
wird in aller Regel die gesamte Arbeitsvorbereitung – also die
benötigte
Länge der
einzelnen Arbeitsschritte – zuvor
EDV-ermittelt durchgeführt
und damit auch alle Arbeitsscheine für eine solche AV-Plantafel
von einem vorgeschalteten AV-EDV-Programm errechnet und korrekt
ausgedruckt.
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Anschließend wird
von dem Produktionsplaner manuell festgelegt, zu welchem Zeitpunkt
die einzelnen Arbeitsschritte durchgeführt werden sollen und zur Visualisierung
des geplanten zeitlichen Produktionsablaufs an den entsprechenden
Zeiten in die Plantafel eingesetzt.
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Dabei
wird entweder entsprechend des Zeitfortschritts mit einem geplanten
Produktionsbeginn begonnen oder retrospektiv, ausgehend von einem bestimmten
Fertigstellungstermin von diesem Fertigstellungstermin, aus die
Planscheine rückwärts angeordnet.
Dementsprechend beginnt auch der auf den (vorzugsweise immer gleich
langen) Planscheinen aufgetragene Zeitstrahl am linken oder rechten Ende.
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Bei
Produktionsabläufen,
die sich aufgrund Komplexität
ihrer Prozesse oder Anzahl der Einzelschritte über sechs, acht oder mehr Wochen
erstrecken, kann eine solche AV-Plantafel häufig eine Länge von 6 m oder auch 8 m in
horizontaler Richtung aufweisen, während die Höhe von der Anzahl von Arbeitsstationen,
Maschinen oder Ähnlichem
in dem entsprechenden Betrieb abhängt.
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Eine
solche AV-Plantafel dient einerseits zur Vorplanung der Produktion,
vor allem aber dem Produktions-Verantwortlichen auch dazu, bei in
der Praxis eintretenden Zeitverschiebungen von bestimmten Arbeitsschritten
eines Auftrages die sich daraus ergebenden Wechselwirkungen (Blockadewirkungen, Engstellen,
etc.) für
andere Aufträge
zu erkennen und durch Umplanungen minimieren zu können.
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Natürlich gibt
es diese AV-Plantafeln statt in manueller Ausführung mit manuellem Einstecken
der Planscheine auch in Softwareform.
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Dies
hat jedoch den Nachteil, dass die in der Praxis sehr breite, also
lange, Plantafel am Bildschirm immer nur in einem kurzen Stück gleichzeitig betrachtet
werden kann, und dadurch die Übersichtlichkeit über den
gesamten Planungsprozess so stark erschwert wird, dass bei komplexeren
Produktionen die Produktions-Verantwortlichen
aus diesem Grund noch heute mehrheitlich auf manuelle Planta feln
setzen, trotz des damit verbundenen Mehraufwands und aller anderen
Unzulänglichkeiten.
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Diese
weiteren Unzulänglichkeiten
bestehen u. a. darin, dass im Falle von Verschiebungen von Arbeitsschritten
oder Ähnlichem
Umplanungen ebenfalls manuell vorgenommen werden müssen, was
jedoch zum einen in der Regel länger
dauert, als es ein EDV-Programm erledigen könnte und vor allem mangels
optimaler mathematischer Berechnung meistens auch nicht zu einem
optimalen Ergebnis führt sondern
nur zu einem suboptimalen Ergebnis, so dass in der Praxis die für die einzelnen
Aufträge
erzielten Durchlaufzeiten und zwischen den Arbeitsstationen sich
ergebenden Liegezeiten bei manueller Planung länger sind als bei EDV-gestützter Planung.
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Die
Durchführung
der Produktion wird dann mit Hilfe der sog. Arbeitsscheine überwacht,
von denen pro Auftrag ein solcher Arbeitsschein ausgestellt wird.
Dieser Arbeitsschein wandert durch die Produktion mit dem Auftrag
mit, und wird immer an derjenigen Arbeitsstation, an der der Auftrag
gerade bearbeitet wird, in ein dort vorhandenes Meldefach eingesteckt.
Für den
Produktionsverantwortlichen ist damit auf einen Blick klar, welcher
Auftrag derzeit an welcher Station bearbeitet wird, und er kann überprüfen, ob
dies der Soll-Planung entspricht.
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III. Darstellung der Erfindung
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a) Technische Aufgabe
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Es
ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung,
eine EDV-verknüpfte,
körperliche
AV-Plantafel zu schaffen, die die Vorteile einer körperlichen AV-Plantafel
mit Sichtbarkeit über
die gesamte Länge mit
den Vorteilen einer EDV-Unterstützung
I verknüpft.
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b) Lösung
der Aufgabe
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 20 gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Der
wesentliche Unterschied und Vorteil gegenüber sowohl einer rein manuellen
AV-Planung mit einer körperlichen
AV-Plantafel als auch einer ausschließlich am EDV-Bildschirm durchgeführten AV-Planung
liegt in folgenden Punkten:
- – Zum Einem
kann der Produktionsplaner an einer manuellen Plantafel seine Produktion
planen, die den gesamten gewünschten
Planungszeitraum auf einen Blick erkennen lässt, wodurch Unzulänglichkeiten
der Planung sofort auffallen.
- – Zum
Anderem kann eine durchgeführte
Produktionsplanung anschließend
wegen der mit der EDV verknüpften
Produktionsüberwachung
automatisch auf Einhaltung überprüft werden.
Wenn also der Produktionsablauf von der an der Plantafel erstellten
Produktionsplanung – die
den Soll-Zustand des Produktionsablaufes darstellt – im Ist-Zustand
abweicht, wird von der EDV sofort ein Warnsignal in der gewünschten
Form ausgegeben, sei es auf dem Bildschirm des Produktionsplaners
und/oder auch an anderer Stelle.
- – Dennoch
können
an einem solchen gekoppelten manuellen und EDV-gestützten
AV-System alle Vorteile einer EDV-gestützten Produktionsplanung genutzt
werden, indem das unterstützende Programm
nicht nur Warnsignale bei Abweichung des Ist-Zustandes vom Soll-Zustand
ausgibt, sondern bereits beim Eingeben der erstellten Produktionsplanung
in die EDV z. B. Kompatibilitätskontrollen
oder Plausibilitätskontrollen
automatisch durchführt
werden und Fehler in der Produktionsplanung zuverlässig gemeldet
werden, die visuell nicht unbedingt sichtbar sein müssen. Ebenso können auftretende
Engstellen im Produktionsablauf auf diese Art und Weise schnell
erkannt werden.
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Durch
die zunächst
manuelle Planung der Produktion durch Einstecken von Planscheinen – deren
Zeitstrahl-Länge
die geplante Belegung einer Arbeitsstation repräsentiert – in die entsprechende Zeile
der Plantafel und im entsprechenden Zeitraum, plant der Produktionsplaner
wie bisher manuell seinen Produktionsablauf für einen bestimmten Zeitraum.
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Durch
das Ausstatten sowohl der einzelnen Planscheine, als auch jeder
Zeiteinheit auf dem Zeitstrahl der Plantafel mit einer maschinenlesbaren
Kodierung, beispielsweise einem Barcode, die alle relevanten Informationen
dieser Zeiteinheit bzw. dieses Planscheines enthält, wird die anschließende Übernahme
der Planung in die Produktions-Planungs- und -Steuerungs-EDV drastisch
erleichtert, ohne den technischen Aufwand bei der Plantafel und
den beteiligten Vorrichtungen allzu sehr in die Höhe zu treiben:
Da
die Planscheine ohnehin mittels EDV erstellt werden, stellt es kein
Problem dar, darauf einen Barcode anzubringen, der automatisch mit
ausgedruckt wird, der die für
den Planschein relevanten Informationen enthält, nämlich insbesondere die Auftragsnummer, die
Bezeichnung der entsprechenden Arbeitsstation und die vorgesehene
Verweildauer des Auftrages an dieser Arbeitsstation.
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Ebenso
bereitet das entsprechende Ausdrucken von Barcodes für die einzelnen
Zeiteinheiten des Zeitstrahles auf der Plantafel kein Problem, wobei
auch unterschiedlich lange Zeiträume
gekennzeichnet werden können,
also beispielsweise die einzelnen Arbeitstage mit einem separaten
Barcode versehen werden können
und dennoch zusätzlich
die gesamte Arbeitswoche.
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Durch
Anschließen
eines Barcodelesers an die EDV kann der Zustand der manuell erstellten
Planung von der Plantafel sehr einfach in die EDV übernommen
werden, indem lediglich die Anordnung der einzelnen Planscheine
auf der Plantafel in die EDV eingegeben werden muss.
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Dies
kann auf einfache Weise beispielsweise dadurch erfolgen, dass zunächst die
Codierung einer bestimmten Zeiteinheit, z. B. eines Arbeitstages
oder einer bestimmten Arbeitsstunde dieses Arbeitstages, auf dem
Zeitstrahl der Plantafel mittels des Barcodelesers eingelesen wird
und zugeordnet, also beispielsweise unmittelbar anschließend, die
Barcodes aller Planscheine, deren Beginn oder Ende in dieser Zeiteinheit
liegt, also deren linkes oder rechtes Ende auf der Plantafel unterhalb
dieser Zeiteinheit steckt.
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Wo
das andere Ende des Zeitstrahles dieses Planscheines endet, kann
EDV dann selbst errechnen, da die Barcodeinformation des jeweiligen
Planscheines auch die Zeitdauer an dieser Arbeitsstation enthält, d. h.
die Länge
des Planscheines oder – bei immer
gleich langen Planscheinen – die
Länge des Zeitstrahles
auf dem jeweiligen Planschein.
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Natürlich kann
stattdessen alternativ auch unter jeder Zeiteinheit nur das jeweilige
Ende der darunter befindlichen Planscheine eingelesen werden.
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Damit
ist die Planung in die EDV übernommen,
sodass nunmehr mittels EDV
- – einerseits durch Plausibilitätskontrollen
und Ähnliches
auf Richtigkeit und Durchführbarkeit automatisch überprüft werden
kann, und
- – der
spätere
Produktionsablauf auf Übereinstimmung
mit der Planung, also der Ist-Zustand der Produktion mit dem Soll-Zustand
verglichen und bei Abweichungen ebenfalls ein Warnsignal von der
EDV ausgegeben werden kann.
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Für die Überprüfung der
Produktion, also die Produktions-Steuerung, dienen die sogenannten
Arbeitsscheine, von denen jeweils nur einer für jeden Auftrag von der EDV
der Produktionsplanung und -überwachung
erstellt wird, und der mit dem Auftrag in der Produktion durchläuft.
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Indem
jeder Arbeitsstation, also beispielsweise jeder Maschine oder jeder
Abteilung, eine Meldestelle zugeordnet ist, die mit der EDV der
Produktionsplanung verbunden ist und in die der entsprechende Arbeitsschein
eingesteckt wird, wenn sich der Auftrag an dieser Arbeitsstation
bzw. in dieser Abteilung befindet, kennt die EDV den derzeitigen Stand
des Durchlaufes des Auftrages und kann ihn mit der von der Plantafel übernommenen
Planung vergleichen.
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Vorzugsweise
wird dabei nicht bei jeder Abweichung von der Planung ein Warnsignal
ausgegeben, sondern nur wenn es sich um eine Abweichung oberhalb
einer Toleranzschwelle, meist einer zeitlichen Toleranzschwelle,
handelt, oder bei Stillstand der Produktion. Um den Zustand in der
Produktion möglichst
aktuell und realistisch in der EDV abbilden zu können, sind an den Meldestationen
für die
Arbeitsscheine meist auch Zusatzfächer wie „Transport”, „Unterbrochen”, möglichst
noch genauer klassifiziert nach „Maschinenausfall”, „Werkzeugbruch” o. ä., vorhanden.
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Diese
grundsätzliche
Vorgehensweise kann mehr oder weniger stark verfeinert werden. Beispielsweise
können
unterschiedlich grolle Zeiteinheiten auf dem Zeitstrahl der Plantafel
durch Codierungen wie etwa Barcodes gekennzeichnet werden.
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Je
feiner die Unterteilung in einzelne unterscheidbare Zeiteinheiten
vorgenommen wird, umso genauer lässt
sich die Planung der Produktion durchführen.
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Um
Fehler beim Übernehmen
der Planung von der Plantafel in die EDV zu vermeiden, kann diese
zusätzlich
teilweise oder vollständig
automatisiert werden. Sofern das Lesegerät kein frei von Hand geführtes Lesegerät ist, sondern
beispielsweise an einem Leseschlitten befestigt ist, der sich horizontal entlang
der Plantafel verfahren lässt,
sind dies bereits wesentliche Vorteile: Der Leseschlitten, meist
in Form eines vertikal herabhängenden
Lesestabes vor der Plantafel, ist in der Regel am oberen und unteren horizontalen
Rand der Plantafel verschiebbar geführt und wird – manuell
oder motorisch – auf
eine bestimmte Zeiteinheit auf dem horizontalen Zeitstrahl der Plantafel
eingestellt.
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Diese
Position kann manuell eingegeben werden, indem man nun den Barcode
auf der entsprechenden Zeiteinheit in die EDV einliest, wofür beispielsweise
ein Barcodeleser vertikal entlang des Lesestabes verfahrbar sein
kann.
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Der
Lesestab kann jedoch auf der Höhe
des Zeitstrahles auch einen festmontierten Leser für die Codierung,
beispielsweise einen Barcodeleser aufweisen, der dies automatisch übernimmt.
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Ebenso
kann der Leseschlitten einen Positionssensor aufweisen, der die
horizontale Position an der Plantafel ständig misst, beispielsweise
durch Messen des momentanen Abstandes vom linken Rand der Plantafel
und dadurch die Positionierung des Leseschlittens in einer bestimmten
Zeiteinheit des Zeitstrahles der Plantafel.
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Ebenso
können
die an einer bestimmten Position des Lesestabes dann unter dem Lesestab
befindlichen Codierungen der Planscheine halbautomatisch oder vollautomatisch
eingelesen werden.
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Wenn
der Lesestab nur ein einziges, in der Vertikalen entlang des Lesestabes
verfahrbares Lesegerät
aufweist, muss dieses – manuell
oder automatisch – vertikal
verfahren werden, um alle entlang des Lesestabes angeordneten Codierungen
von Planscheinen einzulesen.
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In
einer weiter automatisierten Form kann auf der Höhe jeder einzelnen Zeile der
Plantafel an diesem Lesestab ein separater Leser für die Codierungen
von Planscheinen vorhanden sein, der dies automatisch und ohne Bewegung
entlang des Lesestabes durchführt.
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Ebenso
versteht es sich, dass die maschinenlesbaren Codierungen auf den
Planscheinen und ebenso auf dem Zeitstrahl keineswegs nur optische Codierungen
wie etwa Barcodes sein müssen,
sondern es kommen hiefür
auch elektromagnetische Sender-/Empfängereinheiten wie etwa RFID-Tags und
RFID-Leser in Frage.
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Zusätzlich können für die manuelle
Handhabung an der Plantafel die einzelnen Elemente wie Planscheine,
Abschnitte in der Plantafel wie Maschinen- oder Arbeitsgruppen sowohl
in horizontaler als auch vertikaler Richtung usw. in bekannter Art
und Weise optisch, beispielsweise farblich, unterschieden werden.
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Auf
der Seite der Produktionsüberwachung im
Produktionsbereich wird vorzugsweise auf Barcodes und das Einlesen
mittels eines Barcodelesers verzichtet: Dort soll das Einstecken
eines Arbeitsscheines in das Meldefach einer Meldestelle automatisch
und ohne weiteren Arbeitsschritt an die EDV übermittelt werden, indem das
vordefinierte Meldefach einen RFID-Leser mit RFID-Antenne aufweist und
jeder Arbeitsschein (oder die transparente Kunststofftasche, in
die der auf Papier gedruckte Arbeitsschein meist eingesteckt wird)
mit einem RFID-Tag ausgestattet ist, natürlich an der passenden Stelle,
so dass beim Einstecken in das Meldefach automatisch ein Auslesen
durch den RFID-Leser erfolgt. Der RFID-Tag enthält alle relevanten Daten des
jeweiligen Arbeitsscheines, insbesondere die Auftragsnummer und/oder
Nummer des zu fertigenden Werkstückes
bzw. diese Daten sind mit der FID-Nummer des RFID-Tags gekoppelt
in der EDV hinterlegt.
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Wird
nun ein Planungsfehler durch eine Kompatibilitätsüberprüfung festgestellt oder später bei
der Produktion eine abweichende Produktion von deren Planung festgestellt,
so wird ein Warnsignal ausgegeben und zwar vorzugsweise in der Produktions-Planungs-
und -Überwachungs-Abteilung,
gegebenenfalls auch zusätzlich
am Ort der Produktion.
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Dies
kann ein optisches oder akustisches Warnsignal sein und beispielsweise
auf den Monitoren der Produktionsplaner ausgegeben werden oder auch
mit Hilfe eines simplen Blinklichts, beispielsweise direkt in der
Produktion.
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Diejenigen
Aufträge,
deren Bearbeitung nicht im derzeit geplanten Zeitraum sondern erst
später
ansteht, und die sich somit momentan noch in der Vorplanung befinden,
werden in sogenannte Auftragsmappen eingesteckt, wovon es für jeden Auftrag nur
eine gibt. Diese Auftragsmappe durchläuft – wie die Arbeitsscheine in
der Produktion – zusammen
mit dem entsprechenden Auftrag die einzelnen Stufen der Vorplanung,
also in der Regel Entwicklung, Konstruktion, Technik, Einkauf, Arbeitsvorbereitung,
etc., und wird in in diesen Abteilungen jeweils installierte Vorplanungs-Meldefächer eingesteckt.
Ebenso wie die Arbeitsscheine sind die einzelnen Auftragsmappen – in denen
bereits die späteren
Arbeitsscheine eingesteckt sind oder auch ein separat erstelltes
Papier – wiederum
mit einer maschinenlesbaren Kodierung, insbesondere einem RFID-Tag,
ausgestattet, der alle relevanten Informationen dieses Auftrages enthält. Ebenso
sind die Vorplanungs-Meldefächer vorzugsweise
wie die Meldestellen in der Produktion mit dem entsprechenden Lesegerät, also
einem RFID-Leser einschließlich
RFID-Antenne ausgestattet und über
eine Datenleitung direkt mit der Produktionsplanung und -steuerung
verbunden. Damit hat diese Abteilung nicht nur die Planung und Durchführung der
derzeitigen Produktion, sondern auch der nächsten anstehenden Produktionszeiträume und deren
Vorplanung im Überblick.
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c) Ausführungsbeispiele
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Ausführungsformen
gemäß der Erfindung sind
im Folgenden beispielhaft näher
beschrieben. Es zeigen:
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1:
einen Produktionsbetrieb,
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2: einen Teil einer AV-Plantafel,
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3: eine einzelne Meldestelle, und
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4:
die Vorplanung.
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1 zeigt
ein symbolisches Betriebsgebäude
mit einer Produktions-Planung und -Steuerung 8 im obersten
Stockwerk und darunter liegend zwei Produktionsebenen 6a,
b, in denen ein Auftrag 22 abgearbeitet werden soll, indem
dieser Auf trag nacheinander die einzelnen notwendigen Arbeitsstationen 3a,
b... durchläuft,
soweit notwendig.
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In
der Produktionsplanung 8 ist die AV-Plantafel 1 dargestellt,
sowie eine Produktions-Steuerungs-EDV 20, deren EDV-Programm 17 einerseits mit
den Meldestellen 4a, b in der Produktion verbunden ist
und anderseits mittels eines Barcode-Lesers 19 auch den Stand der
Planung von der Plantafel 1 in die EDV 20 einlesen
kann.
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In
der Produktion ist für
jedes symbolische Stockwerk, welches jeweils mehrere Arbeitsstationen 3a,
b, z. B. einzelne Maschinen, umfasst, nur jeweils eine gemeinsame
Meldestelle 4a bzw. 4b vorgesehen, von denen jede
mehrere Meldefächer 5a,
b, c für jede
einzelne Arbeitsstation 3a, b, c aufweist, und darüber hinaus
evtl. Meldefächer
für z.
B. „Transport”, „Unterbrechung” und „Fertig”.
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Diese
Sonderfächer
können
aber auch anstelle einem Stockwerk oder einer Produktionsebene jeder
einzelnen Arbeitsstation 3a... zugeordnet werden und ebenso
kann statt der dargestellten Aufteilung an jeder einzelnen Arbeitsstation 3a...
eine einzelne Meldestelle 4a..., dann ggf. jeweils nur
mit einem einzigen Meldefach 5a..., zugeordnet sein. Die Meldestellen 4a,
b.. sind direkt über
Signalleitungen mit der EDV 20 verbunden.
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Dargestellt
ist weiter ein Signalgeber 9 in der Produktionsplanung 8 und
ggf. vor Ort in der Produktion – dann
sinnvollerweise direkt an den Meldestellen 4a, b – der Signalgeber 9 soll
eine Abweichung des Ist-Ablaufes der Produktion von der Soll-Planung anzeigen.
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2 zeigt die Plantafel 1, an der üblicherweise
der Produktionsplaner vor Beginn der Produktion für einen
bestimmten Planungszeitraum 18, beispielsweise einen Monat
oder länger,
seine Produktion plant, in einem Ausschnitt.
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Die
Plantafel 1 ist in Spalten entsprechend den einzelnen Zeiteinheiten,
im vorliegenden Fall den Arbeitstagen beginnend mit dem 02.02.,
eingeteilt, während
ver tikal in den einzelnen Zeilen die möglichen Arbeitsstationen 3a,
b, in diesem Fall einzelne Maschinen – beispielsweise Sägen mit
unterschiedlicher maximaler Länge
und Bohrwerke mit unterschiedlichem maximalem Bohrdurchmesser etc. – aufgetragen
sind.
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Zum
Einsetzen an der Plantafel 1 hat der Produktionsplaner
für jeden
Auftrag 22A, B, .... eine abschließende Menge von Planscheinen 11a,
b, ... zur Verfügung,
die ihm von der Arbeitsvorbereitung zur Verfügung gestellt wurden. Jeder
Planschein 11a, b stellt eine der für die Abwicklung des Auftrages 22 benötigten Arbeitsstationen 3a,
b dar. Die Planscheine 11a, b,... sind in der Regel alle
gleich lang, jedoch ist auf ihnen horizontal am oberen Rand ein
individueller Zeitstrahl 2' aufgetragen
und die horizontale Länge
des Zeitstrahles 2' entspricht
in gleichen Zeiteinheiten wie auf dem Zeitstrahl 2 der
Plantafel 1 der hierfür
in dieser Arbeitsstation 3a benötigten, geplanten Zeitdauer.
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Die
einzelnen Planscheine 11a, b sind für die Zugehörigkeit zu einem bestimmten
Auftrag 22A oder 22B gekennzeichnet, meist optisch
durch eine übereinstimmende
Farbe, erfindungsgemäß zusätzlich durch
eine maschinenlesbare Kodierung, hier einen Barcode 13a,
b, ... in der neben dem spezifischen Auftrag, in der Regel der Auftragsnummer, auch
die spezifische für
diesen Arbeitsschritt und Arbeitsschein 11a, b benötigte Arbeitsstation 3a,
b kodiert ist als auch die benötigte
Zeitdauer an dieser Arbeitsstation 3a. Gegebenenfalls können hier
noch weitere Informationen kodiert werden.
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Der
Produktionsplaner wird nun für
die Planung eines bestimmten Zeitraumes 18 alle unterzubringenden
Planscheine 11a, b nacheinander in der technisch notwendigen
Reihenfolge in die Zeilen der jeweiligen Arbeitsstation so einordnen,
dass er alle Aufträge 22A,
B... im vorgegebenen Zeitraum 18 abarbeiten kann, entweder
ausgehend von einem vorgegebenen Lieferdatum des jeweiligen Auftrages oder
ausgehend von einem vorgegebenen Produktionsbeginn.
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Wenn
im vorliegenden Beispiel mit den beiden Aufträgen 22A und 22B zeitgleich
am 02.02. begonnen werden soll, ist dies zunächst unkritisch, da der eine
Auftrag 22A auf der 5m-Säge und der andere Auftrag 22B auf
der 8m-Säge
gesägt
werden kann.
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Beide
werden mit jeweils zwei Tagen zum Sägen von der Arbeitsvorbereitung
veranschlagt, weshalb die entsprechenden Zeitstrahlen 2' auf den Arbeitscheinen 11a,
b jeweils die Länge
von zwei Arbeitstagen aufweisen.
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Anschließend müssen beide
Aufträge 22A,
B jedoch auf dem Bohrwerk mit 80 mm maximalem Bohrdurchmesser, also
dem größten Bohrwerk,
gebohrt werden.
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Da
dies nicht gleichzeitig geschehen kann, muss der Planer entscheiden,
welcher Auftrag vorrangig ist, z. B. Auftrag 22A, weil
dieser beim Bohren die kürzere
Durchlaufzeit von nur einem Tag gegenüber zwei Tagen beim Auftrag 22B aufweist,
und wird dies entsprechend planen und anordnen.
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Beim
nächsten
Arbeitschritt, dem Fräsen, kollidieren
die beiden Aufträge 22A,
B nicht, da sie auf unterschiedlichen Fräsmaschinen gefräst werden können, usw.
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Die
Länge der
Bearbeitung ist also durch die Länge
des Zeitstrahles 2' auf
dem Arbeitsschein 11a, b symbolisiert, weshalb die Arbeitsscheine 11a,
b immer die gleiche Länge
haben können,
insbesondere die maximale Länge
der Bearbeitungszeit an einer Maschine oder Arbeitsstation. Dadurch
kann es auch geschehen, dass sich Arbeitsscheine, z. B. 11b und 11e,
gelegentlich auch in Längsrichtung überlappen können, z.
B. wenn der Zeitstrahl auf dem Arbeitsschein 11e ebenfalls
nur einen Arbeitstag lang wäre.
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Um
dann immer noch alle relevanten Informationen von den entsprechenden
Barcodes 12 ablesen zu können, wird durchgängig rechtsbündig, wie im
Fall der 2A, oder linksbündig gearbeitet:
Im vorliegenden Beispiel rechtsbündig
bedeutet, dass sowohl der Barcode 12 am rechten Ende des
Planscheines 11 angeordnet ist, als auch der Zeitstrahl 2' am rechten
Ende des Planscheines 11a, b, ... beginnt, und eventuell überlappende
weitere Planscheine davor gesetzt werden und damit das freie linke Ende
des Planscheines, welches keinen Zeitstrahl mehr trägt, überlappt.
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In
der Praxis muss der Planer natürlich
nicht nur zwei, sondern in der Regel eine sehr viel größere Anzahl
von Aufträgen
auf diese Art und Weise koordinieren, was in aller Regel nicht sofort,
sondern erst nach mehreren Optimierungsschritten, also mehrfachem
Umstecken der Planscheine 11a, b.. an der Plantafel 1,
zu einem durchführbaren
und akzeptablen Ergebnis führt.
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Diese
Planung wird von den Planern sehr gern an einer großflächigen,
mehrere Quadratmeter großen
manuellen Plantafel 1 durchgeführt, wie in 1 dargestellt,
da diese eine wesentlich bessere Übersichtlichkeit als ein relativ
kleiner Computermonitor einer EDV 20 besitzt.
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Sobald
die Planung für
einen bestimmten Planungszeitraum 18 steht, wird sie in
aller Regel an der Plantafel 1 nicht mehr verändert.
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Für die nachfolgende
tatsächliche
Durchführung
der Produktion soll jedoch mittels der EDV 20 und der dort
laufenden Produktions-Überwachungs-Programme 17 die
Einhaltung dieser Planung in der tatsächliche Produktion überwacht
werden und zwar einer Überprüfung der
erstellten Planung auf Fehler mittels EDV durchgeführt werden.
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Deshalb
muss zunächst
der Stand der Planung von der manuell erstellten Plantafel 1 in
die EDV 20 übernommen
werden. Dies erfolgt mit Hilfe des Barcode-Lesers 19 in Form eines Handlesegerätes, mit
dem beispielsweise spaltenweise der Inhalt der Plantafel 1 übernommen
wird:
Dazu ist jede Spalte der Plantafel 1, also jeder
Arbeitstag, mit einem individuellen Barcode 12a, b... ausgestattet
und jeder Planschein 11a, b mit einem individuellen Barcode 13a,
b..., die nun von dem Barcode-Leser 19 eingelesen werden.
Dabei soll gerade die Positionierung des jeweiligen Planscheines 11a, b...
auf der Plantafel erkannt werden. Deshalb wird beispielsweise spaltenweise
eingelesen:
In diesem Fall wird z. B. zunächst der Barcode 12a des
jeweiligen Arbeitstages eingescannt und anschließend alle Barcodes von Planscheinen 11a,
b, deren Barcodes 13a, b sich darunter in dieser Spalte befinden.
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Zu
diesem Zweck sind die Barcodes 13a, b auf den Planscheinen 11a,
b immer an der gleichen Position, hier am linken Ende, also im Bereich
der ersten Zeiteinheit des jeweiligen Planscheines 11a, b...,
angeordnet.
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Da
der Barcode 13a, b jedes Planscheines auch Informationen
hinsichtlich der Länge
dieses Planscheines, also des jeweiligen Arbeitschrittes, enthält, als
auch die Art des Arbeitschrittes, ist mit diesem Einlesen auch bekannt,
wo der Arbeitsschritt, also der Planschein, endet und welcher Zeile,
also welcher Arbeitsstation und damit Maschine, er zugeordnet ist.
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Demgegenüber zeigen
die 2b und 2c stärker automatisierte
Einlesemöglichkeiten:
In
beiden Fällen
ist beispielsweise entlang des oberen Randes der Plantafel 1 in
horizontaler Richtung ein vertikal herabhängender Lesestab 21 geführt, entlang
dem in vertikaler Richtung untereinander auf Höhe jeder Zeile ein z. B. Barcode-Leser 19 oder
ein anderer Sensor vorhanden ist, der die Kodierungen z. B. Barcodes 13,
a, b... auf den Planscheinen 11a, b einer Spalte lesen
kann.
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An
oberster Position ist dort auch ein Sensor zum Lesen der Kodierungen
auf dem Zeitstrahl angeordnet. Die Kodierungen müssen dabei nicht unbedingt
optische Kodierungen wie die Barcodes 12a, b sein.
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2c zeigt
eine Möglichkeit,
bei der ebenfalls der vertikale, herabhängende Lesestab 21 horizontal
entlang der Plantafel 1 verschiebbar ist und dadurch nacheinander
alle Spalten abtasten kann, jedoch ist am Lesestab 21 in
vertikaler Richtung nur ein solcher Barcode-Leser 19 oder
anderer Sensor vorhanden, der automatisch oder manuell über die gesamte
Höhe des
Lesestabes 21 bewegt wer den muss und dabei nacheinander
alle dort vorhandenen Kodierungen auf den Planscheinen 11a,
b einliest.
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Bereits
dadurch wird gegenüber
dem manuellen Einlesen mit einem Handlesegerät die Möglichkeit einer Fehleingabe
massiv reduziert.
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Damit
ist die Produktionsplanung abgeschlossen, indem sie manuell erstellt
und in die Produktionsplanungs-EDV 20 eingegeben und durch diese überprüft ist.
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Bevor
nun die tatsächliche
Produktion beginnt, wird von der Arbeitsvorbereitung neben den Planscheinen 11a,
b für jeden
Auftrag 22A, B ein einziger Arbeitsschein 14A, 14B erstellt,
der mit dem Auftrag durch die Produktion wandert und von den Produktionsverantwortlichen
in das jeweilige Meldefach 5a, b.. einer Meldestelle 4a,
b, die sich in der Produktion befinden, eingesteckt wird, wie in 3b dargestellt.
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Jedes
Meldefach 5a, b entspricht dabei einer Arbeitsstation 3a,
b oder Maschine in der Produktion, und der Arbeitsschein 14a,
b wird in das entsprechende Meldefach 5a, b eingesteckt,
sobald an dieser Arbeitsstation 3a, b oder Maschine die
Arbeit an diesem Auftrag 22A oder B begonnen wird, und
daraus entnommen, sobald die Arbeit an diesem Auftrag an dieser
Maschine oder Arbeitsstation beendet ist.
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Die
Positionen der Arbeitsscheine in den einzelnen Meldefächern zeigen
dem Produktionsverantwortlichen also den tatsächlichen Ist-Stand der Produktion
der einzelnen Aufträge
an, und dieser Ist-Stand wird automatisch an die EDV 20 gemeldet, indem
alle Meldestellen 4 über
Signalleitungen mit der EDV 20 verbunden sind und jeder
Arbeitsschein 14A, B mit einer maschinenlesbaren Kodierung,
insbesondere einem RFID-Tag 15, versehen ist, und in den
Meldefächern 5a,
b ein entsprechender RFID-Leser 16 mit einer entsprechenden
RFID-Antenne 16' angeordnet – pro Maschine
oder pro Arbeitsbereich – ist,
der den entsprechenden individuellen RFID-Tag 15 automatisch
liest.
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Als
RFID-Tags 15 werden insbesondere solche verwendet, die
von einem RFID-Leser 16 auch dann
gelesen werden können,
wenn sich mehrere der Tags 15 in Blickrichtung des Lesers 16 hintereinander
befinden.
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Somit
kennt die EDV 20 und das dort laufende Überwachungsprogramm 17 der
Produktionsplanung und -überwachung
den tatsächlichen
Ist-Zustand der Produktion und vergleicht ihn ständig mit der zuvor aus der
Plantafel 1 übernommen
Soll-Planung. Bei
Abweichungen wird dann über
den Signalgeber 9 sofort ein Warnsignal ausgegeben, wobei
sowohl nach Schwere der Abweichung als auch hinsichtlich einer vorgegebenen
Tolleranzschwelle der Abweichung unterschieden werden kann.
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Zu
diesem Zweck weisen die Meldestellen 4a, b... oder gar
jedes einzelnen Meldefach 5a, b.. insbesondere Zusatzfächer wie „Transport”, „Unterbrechung” oder „Fertig” oder andere
Zusatzfächer auf,
die dem Produktionsüberwacher
Sondersituationen in der Produktion signalisieren und damit insbesondere
den Grund für
die vorhandene Abweichung von der Planung schneller klar machen
sollen.
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Auf ähnliche
Art und Weise kann auch die Vorplanung, also das Stadium vor der
jetzt beschriebenen konkreten Produktionsplanung, an die PPS-EDV 20 angebunden
werden:
Für
die Phasen der Vorplanung, also beispielsweise Entwicklung, Konstruktion,
Einkauf, Arbeitsvorbereitung (AV), wird für jeden Auftrag eine sogenannte Auftragsmappe 24a,
b, ... verwendet, in der die Daten dieses Auftrages abgelegt sind,
beispielsweise bereits der später
zu verwendende Arbeitsschein 14a, b für diesen Auftrag.
-
Die
entsprechende Arbeitsmappe durchläuft dann die einzelnen Stationen
der Vorplanung mit dem entsprechenden Auftrag, wie der Arbeitsschein später in der
Produktion.
-
Zu
diesem Zweck gibt es in jeder der Vorplanungsabteilungen eine Vorplanungs-Meldefach 25a, b,
in die die entsprechende Auftragsmappe z. B. 24a eingehängt wird,
wenn der entsprechende Auftrag in dieser Abteilung, z. B. der Konstruktion,
gerade bearbeitet wird.
-
Zwecks
automatischer Anbindung an die Produktionsplanungs- und – Überwachungs-EDV 20 ist
auch hier wiederum jede Auftragsmappe 24a, b mit einer
maschinenlesbaren Kodierung, beispielsweise einem RFID-Tag 15a,
b, ... ausgestattet, und jedes Vorplanungs-Meldefach 25a,
b mit einem RFID-Leser 16 bzw. der RFID-Antenne 16' eines solchen
Lesers 16 die Informationen aus allen RFID-Tags 15a,
b, die in diesem Meldefach stecken, automatisch auszulesen und an
die EDV 20 zu übermitteln,
und dies sind alle den jeweiligen Auftrag betreffenden relevanten
Informationen.
-
In
der Praxis kann es sich bei den Meldefächern um die bekannten Hängeregister
handeln, an deren Seitenfläche
die Antenne 16' des
RFID-Lesers 16 angeordnet ist, und bei den Auftragsmappen
um die bekannten, darin einhängbaren
Hängemappen, an
denen die RFID-Tags 15 angeordnet sind.
-
- 1
- Plantafel
- 2
- Zeitstrahl
- 2'
- Zeitstrahl
- 2a,
b
- Zeitraum
- 3a,
b
- Arbeitsstation
- 4a,
b
- Meldestelle
- 5a,
b
- Meldefach
- 6a,
b
- Produktionsebenen
- 7
- Kennzeichnungsmodul
- 8
- Produktionsplanung
und -steuerung
- 9
- Signalgeber
- 10
- Durchlaufrichtung
- 11a,
b
- Planschein
- 12a,
b
- Barcode
- 13a,
b
- Barcode
- 14a,
b
- Arbeitsschein
- 15
- RFID-Tag
- 16
- RFID-Leser
- 16'
- RFID-Antenne
- 17
- EDV-Programm
- 18
- Planungs-Zeitraum
- 19
- Barcode-Leser
- 20
- Produktions-Überwachungs-EDV
- 21
- Lesestab
- 22A,
B
- Auftrag
- 23
- Positionssensor
- 24a,
b
- Auftragsmappe
- 25a,
b
- Vorplanung-Meldefach
- 26
- Vorplanung