DE10307849A1

DE10307849A1 - Verfahren zur Ressourcenplanung

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Publication number: DE10307849A1
Application number: DE10307849A
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Daferner (Fh)
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2004-09-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorhersage des Bedarfs an einer Ressource in einem Vorhersage-Zeitraum. Die Ressource wird in einem technischen Fertigungsprozeß zur Herstellung unterscheidbarer Fertigungsobjekte eines Produkt-Typs benutzt. Erfindungsgemäß werden Nutzungen der Ressource während der Fertigung eines Referenz-Typs in einem Referenz-Zeitraum für die Vorhersage verwendet. Ein Referenz-Nutzungsverlauf der Ressource im Referenz-Zeitraum wird ermittelt, indem für mehrere Referenz-Zeitpunkte des Referenz-Zeitraums die Anzahl von Fertigungsobjekten ermittelt wird, die zum jeweiligen Referenz-Zeitpunkt gleichzeitig die Ressource nutzen. Eine Vorhersage eines Nutzungsverlaufs der Ressource für den Vorhersage-Zeitraum und für den Produkt-Typ wird durch Verschieben des Referenz-Nutzungsverlaufs auf der Zeitachse und Skalieren des Referenz-Nutzungsverlaufs erzeugt. Die Erfindung liefert ein systematisches, objektives und nachvollziehbares Verfahren, um den Bedarf an der Ressource im Vorhersage-Zeitraum vorherzusagen, und benötigt kein analytisches Modell und kein lernendes Verfahren. Zusätzlich läßt sich ermitteln, an welchen Tagen des Vorhersage-Zeitraums die benötigte Anzahl von Nacharbeitsplätzen die Anzahl der zur Verfügung gestellten Plätze übersteigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Vorhersage des Bedarfs an einer Ressource. Die Ressource wird in einem technischen Fertigungsprozeß zur Herstellung unterscheidbarer Fertigungsobjekte eines Produkt-Typs benutzt. Der Ressourcen-Bedarf wird für einen bestimmten Vorhersage-Zeitraum vorhergesagt.
Im Fall der Produktion von Kraftfahrzeugen ist die Ressource, deren Bedarf vorhergesagt werden soll, beispielsweise

– der Fertigungs-prozeß selbst, z. B. eine bestimmte Fertigungsstraße,
– eine Menge von im Fertigungsprozeß verfügbaren Bearbeitungsmaschinen für die Ausführung eines Bearbeitungsschrittes an den Fertigungsobjekten, z. B. Pressen oder Lackierstraßen oder Montagestraßen für den Antriebstrang,
– eine Menge von Nacharbeitsplätzen, an denen Qualitätsmängel eines vorhergehenden Fertigungsschrittes beseitigt werden,
– eine Menge von Stellplätzen für lackierte Karosserien

Ein Anwendungsgebiet der Erfindung ist der Produktionsanlauf einer neuen Baureihe eines Kraftfahrzeugs. Wenn die Produktion einer neuen Baureihe anläuft, wird die Tagesproduktion in nerhalb eines vorher geplanten Zeitraums, der z. B. fünf Monate lang ist, gesteigert, bis eine vorgegebene tägliche Soll-Produktionsanzahl erreicht ist. Die Tagesproduktion, aufgetragen über einer Zeitachse, wird oft als Anlaufkurve bezeichnet, die vorgegebene Soll-Produktionsanzahl oft als „Kammlinie". Als Vorhersage-Zeitraum fungiert in diesem Anwendungsgebiet der Anlauf-Zeitraum der neuen Baureihe, das ist der Zeitraum zwischen der Fertigstellung des ersten Exemplars der neuen Baureihe bis zum Erreichen der Soll-Produktionsanzahl.
Häufig ist eine Soll-Anlaufkurve vorgegeben, z. B. in Abhängigkeit vom Termin der Markteinführung einer neuen Baureihe. Diese Soll-Anlaufkurve gibt die fertiggestellten Exemplare der Baureihe pro Tag über einer Zeitachse an. In der Soll-Anlaufkurve werden die Auswirkungen von Kapazitäts-Einschränkungen z. B. aufgrund von Sonn- und Feiertagen berücksichtigt. Weiterhin wird berücksichtigt, daß im Anlauf-Zeitraum die Qualität der Fertigungsobjekte (z. B. Karosserien) schlechter als nach Erreichen der Soll-Produktionsanzahl ist. Dieser Sachverhalt ist z. B. unter dem Stichwort Lernkurve bekannt. Wegen der schlechteren Qualität ist Nacharbeit erforderlich. Diese Nacharbeit erfordert Werker und Nacharbeitsplätze, außerdem Stellplätze für die Fertigungsobjekte, an denen Nacharbeiten ausgeführt werden müssen. Ein solches Fertigungsobjekt wird auf den Stellplätzen zwischengelagert, bis die Nacharbeit an ihm beginnt.
Oft muß ein Kompromiß zwischen folgenden widersprüchlichen Zielen gefunden werden:

– Die vorgegebene Soll-Anlaufkurve soll erreicht werden, z. B. um einen vorgegebenen Termin für die Markteinführung einer neuen Baureihe einzuhalten. Um die geforderte Qualität der Produkte zu gewährleisten, muß oft erhebliche Nacharbeit ausgeführt werden. Ursachen für Nacharbeit sind u. a. die, daß Zulieferteile von internen oder externen Zulieferern nicht die erforderliche Qualität haben oder daß in einem Gewerk Fehler an Fertigungsobjekten oder Bearbeitungsmaschinen auftreten.
– Jedoch steht nur eine begrenzte Anzahl von Werkern, Nacharbeitsplätzen, Nutzungszeiten von Maschinen und Stellplätzen zur Verfügung. Diese Ressourcen werden im folgenden kurz als Nacharbeitsplätze bezeichnet. Dies begrenzt die mögliche Nacharbeit und damit die Ist-Tagesproduktion während des Anlauf-Zeitraums. Falls die Ressourcen für die Nacharbeit nicht ausreichen, so tritt ein Rückstau auf, der die Ist-Produktion und den Termintreuegrad reduziert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein automatisch ausführbares und systematisches Verfahren zur Vorhersage des Bedarfs an der Ressource in dem Vorhersage-Zeitraum zu schaffen.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche festgelegt.

Gemäß der Erfindung sind vorgegeben:

– ein Vorhersage-Zeitraum, auf den sich die Bedarfs-Vorhersage bezieht,
– eine Soll-Produktionsanzahl, welche die durchschnittliche Anzahl der während einer Basis-Zeitspanne fertigzustellenden Fertigungsobjekte des Produkt-Typs angibt,
– ein Referenz-Typ von Fertigungsobjekten, die vom Fertigungsprozeß in einem Referenz-Zeitraum fertiggestellt wurden, und
– eine Referenz-Soll-Produktionsanzahl, welche die durchschnittliche Anzahl der während einer Basis-Zeitspanne fertigzustellenden Fertigungsobjekte des Referenz-Typs angibt, und
– eine Zuordnungs-Vorschrift, die jedem Zeitpunkt des Referenz-Zeitraums einen entsprechenden Zeitpunkt des Vorhersage-Zeitraums zuordnet.

Die Basis-Zeitspanne ist beispielsweise ein Werktag oder auch eine Stunde, in welcher die Ressource zur Herstellung von Exemplaren des Referenz-Typs verwendet wurde. Die Zuordnungs-Vorschrift ordnet vorzugsweise dem ersten und dem letzten Tag des Referenz-Zeitraums den ersten bzw. letzten Tag des Vorhersage-Zeitraums zu. Möglich ist, daß mehreren Tagen des Referenz-Zeitraums derselbe Tag des Vorhersage-Zeitraums zugeordnet wird.

Das Verfahren nach Anspruch 1 umfaßt folgende Schritte, die unter Verwendung einer Datenverarbeitungsanlage durchgeführt werden:

– Für jedes Fertigungsobjekt des Referenz-Typs, das im Referenz-Zeitraum die Ressource nutzte, wird eine Referenz-Nutzungs-Zeitspanne ermittelt. Die Referenz-Nutzungs-Zeitspanne ist die Zeitspanne, an dem das Fertigungsobjekt während des Referenz-Zeitraums die Ressource nutzte. Hierbei werden mindestens der Anfangs-Zeitpunkt und der Ende-Zeitpunkt der Ressourcen-Nutzung ermittelt. Der Anfangs-Zeitpunkt ist der Zeitpunkt, an dem die Nutzung der Ressource durch das Fertigungsobjekt begonnen wurde. Der Ende-Zeitpunkt ist der Zeitpunkt, an dem die Nutzung der Ressource durch das Fertigungsobjekt beendet wurde. Falls beispielsweise die Ressource der Fertigungsprozeß selber ist, wird ermittelt, wann das Fertigungsobjekt dem Fertigungsprozeß zugeführt wurde und wann es diesen wieder verlassen hat.
– Ein Referenz-Nutzungsverlauf der Ressource im Referenz-Zeitraum wird berechnet. Hierbei wird für mehrere Referenz-Zeitpunkte des Referenz-Zeitraums die Anzahl von Fertigungsobjekten ermittelt, die zum jeweiligen Referenz-Zeitpunkt gleichzeitig die Ressource nutzen. Diese Ermittlung wird durchgeführt, indem für jeden Referenz-Zeitpunkt gezählt wird, für wie viele Fertigungsobjekte ihre jeweilige Referenz-Nutzungs-Zeitspanne den Referenz-Zeitpunkt umfaßt. Falls beispielsweise die Ressource der Fertigungsprozeß selber ist, wird ermittelt, wie viele Ferti gungsobjekte der Baureihe sich zum jeweiligen Referenz-Zeitpunkt irgendwo im Fertigungsprozeß befinden. Falls die Ressource die Menge der Nacharbeitsplätze ist, wird ermittelt, wie viele Fertigungsobjekte des Referenz-Typs an einem Nacharbeitsplatz jeweils bearbeitet werden.
– Eine Vorhersage eines Nutzungsverlaufs der Ressource für den Vorhersage-Zeitraum und für den Produkt-Typ wird erzeugt. Hierfür werden für jeden Referenz-Zeitpunkt des Referenz-Zeitraums, für den die Anzahl nutzender Fertigungsobjekte ermittelt wird, folgende Schritte ausgeführt: – Mit Hilfe der Zuordnungs-Vorschrift wird der dem Referenz-Zeitpunkt zugeordnete Vorhersage-Zeitpunkt des Vorhersage-Zeitraums bestimmt. – Der Quotient aus vorgegebener Soll-Produktionsanzahl und vorgegebener Referenz-Soll-Produktionsanzahl wird bestimmt. – Das Produkt aus der Anzahl der Fertigungsobjekte, die zum Referenz-Zeitpunkt die Ressource nutzten, und dem Quotienten wird bestimmt. Denn der vorherzusagende Bedarf an einer Ressource ist typischerweise proportional zur Soll-Produktionsanzahl und damit auch proportional zum Quotienten. – Als Wert des vorhergesagten Nutzungsverlaufs zum zugeordneten Vorhersage-Zeitpunkt wird dieses Produkt verwendet.

Das Verfahren nach Anspruch 7 umfaßt folgende Schritte, die unter Verwendung einer Datenverarbeitungsanlage durchgeführt werden:

– Für jedes Fertigungsobjekt des Referenz-Typs, das im Referenz-Zeitraum die Ressource nutzte, wird wie oben beschrieben eine Referenz-Nutzungs-Zeitspanne ermittelt. Außerdem wird eine Vorhersage-Nutzungs-Zeitspanne berechnet. Die Vorhersage-Nutzungs-Zeitspanne gibt die Zeitspanne an, an dem das Fertigungsobjekt die Ressource im Vorhersage- Zeitraum nutzen würde, wenn es im Vorhersage-Zeitraum anstelle im Referenz-Zeitraum hergestellt werden würde. Die Vorhersage-Nutzungs-Zeitspanne wird mit Hilfe – der Referenz-Nutzungs-Zeitspanne und – des Zeitpunkts im Vorhersage-Zeitraum, der dem Anfangs-Zeitpunkt der Referenz-Nutzungs-Zeitspanne zugeordnet ist, berechnet. Vorzugsweise wird die Referenz-Nutzungs-Zeitspanne entlang der Zeitachse so in den Vorhersage-Zeitraum verschoben, daß der Anfangs-Zeitpunkt der Referenz-Nutzungs-Zeitspanne auf den dem Anfangs-Zeitpunkt zugeordneten Zeitpunkt verschoben wird.
– Die Vorhersage eines Nutzungsverlaufs der Ressource wird mit Hilfe der Vorhersage-Nutzungs-Zeitspannen berechnet. Für mehrere Vorhersage-Zeitpunkte des Vorhersage-Zeitraums wird die Anzahl von Fertigungsobjekten, die zum jeweiligen Vorhersage-Zeitpunkt gleichzeitig die Ressource nutzen würden, ermittelt. Diese Ermittlung wird durchgeführt, indem für jeden Vorhersage-Zeitpunkt gezählt wird, für wie viele Fertigungsobjekte ihre jeweilige Vorhersage-Nutzungs-Zeitspanne den Referenz-Zeitpunkt umfaßt.
– Das Produkt aus der Anzahl der Fertigungsobjekte, die zum Vorhersage-Zeitpunkt die Ressource nutzten, und dem Quotienten aus Soll-Produktionsanzahl und Referenz-Soll-Produktionsanzahl wird bestimmt.
– Als Wert des vorhergesagten Nutzungsverlaufs zum zugeordneten Vorhersage-Zeitpunkt wird dieses Produkt verwendet.

Als Ergebnis liefert die Erfindung eine Vorhersage eines Nutzungsverlaufs der Ressource für den Vorhersage-Zeitraum. Das Verfahren läßt sich insbesondere dann anwenden, wenn der Bedarf an der Ressource sich im Verlauf des Vorhersage-Zeitraums ändert, z. B. weil die Anzahl von fertigzustellenden Fertigungsobjekten im Verlaufe des Vorhersage-Zeitraums schrittweise gesteigert wird. Für mehrere Vorhersage- Zeitpunkte des Vorhersage-Zeitraums gibt der Nutzungsverlauf jeweils an, wie viele Fertigungsobjekte zum Vorhersage-Zeitpunkt die Ressource gleichzeitig nutzen.

Die Erfindung liefert ein systematisches, objektives und nachvollziehbares Verfahren, um den Bedarf an einer bestimmten Ressource in einem vorgegebenen Vorhersage-Zeitraum vorherzusagen. Insbesondere seine Nachvollziehbarkeit und Transparenz unterscheidet das Verfahren von der Anwendung eines lernenden Verfahren, z. B. eines neuronalen Netzes oder eines genetischen Algorithmus. Bei Anwendung eines neuronalen Netzes werden Gewichtsfaktoren bestimmt, die in der Regel keine technische Bedeutung z. B. für den Fertigungsprozeß haben, so daß ein neuronales Netz als „black box" fungiert. Weil das Verfahren nachvollziehbar und objektiv arbeitet, unterscheidet es sich von Vorhersagen von Fachexperten, die subjektiv aufgrund ihrer Erfahrung Vorhersagen treffen, die sie u. U. nur individuell und subjektiv begründen können und die oft schwer nachvollziehbar sind.

Das Verfahren läßt sich insbesondere für die Vorhersage des Ressourcen-Bedarfs während eines Anlauf-Zeitraums, in dem eine Serienfertigung auf eine Soll-Produktionsanzahl hochgefahren wird, anwenden. Der Vorhersage-Zeitraum ist in diesem Fall der vorgesehene Anlauf-Zeitraum. Als Referenz-Typ wird ein ähnlicher Typ von Fertigungsobjekten verwendet, beispielsweise eine ähnliche Baureihe eines Kraftfahrzeugs. Als Referenz-Zeitraum wird in diesem Fall der Anlauf-Zeitraum verwendet, in dem die Produktion des Referenz-Typs auf die damals vorgegebene Referenz-Soll-Produktionsanzahl hochgefahren wurde.

Falls als Ressource beispielsweise die Nacharbeitsplätze zur Beseitigung von Qualitätsmängeln an Fertigungsobjekten einer neuen Baureihe fungieren, ermöglicht das Verfahren eine frühzeitige und systematische Planung für die Anzahlen der für die Baureihe bereitgestellten Nacharbeitsplätze und für den zeitlichen Verlauf dieser Anzahl. Bei Bedarf wird eine Grundlage für die Entscheidung bereitgestellt, zusätzliche Nachar beitsplätze bereitzustellen oder aber die Soll-Anlaufkurve zu revidieren.

Der Fertigungsprozeß ist hierbei vorzugsweise ein Gewerk eines gesamten Herstellungsprozesses zur Herstellung von unterscheidbaren Exemplaren eines technischen Produkts, z. B. der Rohbau oder der Inneneinbau bei der Herstellung von Kraftfahrzeugen. Die Fertigungsobjekte sind dann Zwischenprodukte bei der Herstellung des technischen Produkts. Das Verfahren läßt sich aber auch auf den gesamten Herstellungsprozeß als dem Fertigungsprozeß anwenden. Beispielsweise ist der Fertigungsprozeß Teil eines Herstellungsprozesses zur Herstellung unterscheidbarer Exemplare eines technischen Produkts (Anspruch 25). Die Fertigungsobjekte sind Exemplare des technischen Produkts oder Exemplare eines Zwischenprodukts, die bei der Herstellung des technischen Produkts entsteht, z. B. lackierte Karosserien ohne Inneneinbauten

Außer für das Hochfahren eines Fertigungsprozesses für einen neuen Produkt-Typ läßt sich das Verfahren z. B. auch dazu verwenden, die Fertigung eines Produkt-Typs in einer zweiten Fertigungsstätte hochzufahren, wobei der Produkt-Typ in einer ersten Fertigungsstätte bereits seit längerem gefertigt wird. In diesem Fall stimmen Produkt-Typ und Referenz-Typ überein, und Produktionszahlen aus dem Anlauf-Zeitraum in der ersten Fertigungsstätte liefern die Referenz-Verläufe für den Vorhersage-Zeitraum und die zweite Fertigungsstätte.

Eine weitere Anwendung der Erfindung liegt darin, das Herunterfahren eines Fertigungsprozesses zu planen. Z. B. nach Auslaufen einer Serienfertigung für eine Kraftfahrzeug-Baureihe wird die Produktion nicht schlagartig auf Null reduziert, sondern schrittweise heruntergefahren. Die Soll-Produktionsanzahl sinkt innerhalb eines Zeitraums vom Maximum (von der „Kammlinie" bei Produktion der Baureihe unter Vollast) bis auf Null herab. Am letzten Tag vor diesem Zeitraum wird noch die maximale Soll-Produktionsanzahl vorgegeben, am letzten Tag dieses Zeitraums wird das letzte Exemplar der Baureihe hergestellt. Häufig wird in demselben oder einem ü berlappenden Zeitraum die Produktion einer anderen Baureihe hochgefahren, und die Ressourcen werden schrittweise in die Produktion der neuen Baureihe überführt. Als Vorhersage-Zeitraum wird der gerade beschriebene Zeitraum des Herunterfahrens verwendet.

Das Verfahren läßt sich auch für den Fall anwenden, daß eine Produktion nach einem vorübergehenden Produktionsstillstand oder einer Produktionseinschränkung z. B. aufgrund einer gravierenden Störung wieder hochgefahren werden soll oder eine Planung für einen solchen Fall vorbeugend erzeugt werden soll. Eine ähnliche Situation für einen dem Produkt-Typ ähnlichen Referenz-Typ ist bereits aufgetreten. Als Referenz-Zeitraum wird vorzugsweise der Zeitraum zwischen Auftreten der früheren Störung und dem Zeitpunkt, an dem der Zustand vor der Störung wieder erreicht wurde, verwendet. Der Vorhersage-Zeitraum beginnt mit dem Auftreten der neuen Störung und endet z. B. nach Ablauf einer vorgegebenen Erholungs-Zeitspanne.

Weil die protokollierten Daten über Ressourcen-Nutzungen durch einen Referenz-Typ von Fertigungsobjekten verwendet wird, ist kein analytisches Modell des Fertigungsprozesses oder des Anlauf-Vorgangs erforderlich. Das Aufstellen eines solchen Modells ist oft zeitaufwendig und fehlerträchtig, weswegen es vorteilhaft ist, ohne ein solches Modell auszukommen. Die benötigten Daten über die Produktion des Referenz-Typs während des Referenz-Zeitraums sind typischerweise in Form von rechnerauswertbaren Betriebsprotokollen vorhanden, so daß kein zusätzlicher Aufwand für die Beschaffung der benötigten Daten erforderlich ist. Weiterhin benötigt das Verfahren relativ wenig Rechenkapazität und Speicherplatz.

Die Ausführungsform nach Anspruch 4 und die nach Anspruch 11 berücksichtigt einen Unterschied zwischen Soll-Produktionsanzahl und Referenz-Soll-Produktionsanzahl auf andere Weise für den Fall, daß die Soll-Produktionsanzahl kleiner als die Referenz-Soll-Produktionsanzahl ist. Aus allen Fertigungsobjekten des Referenz-Typs, die im Referenz- Zeitraum die Ressource nutzten, wird eine Menge von Fertigungsobjekten dergestalt ausgewählt, daß der Anteil der ausgewählten Fertigungsobjekte an allen nutzenden Fertigungsobjekten dem Quotienten aus Soll-Produktionsanzahl und Referenz-Soll-Produktionsanzahl gleicht oder wenigstens nahekommt. Die Auswahl wird z. B. mit Hilfe eines Zufallszahlen-Generators oder aber mit Hilfe von Eigenschaften der Fertigungsobjekte durchgeführt. Falls beispielsweise die Soll-Produktionsanzahl 100 und die Referenz-Soll-Produktionsanzahl 200 Exemplare pro Tag beträgt, so werden von den insgesamt 1000 Fertigungsobjekten des Referenz-Typs, die im Referenz-Zeitraum die Ressource nutzen, 500 ausgewählt. Durch eine zufällige Auswahl werden Einflüsse aufgrund von unvermeidlichen Streuungen im Fertigungsprozeß verringert.

Das Auswahl-Kriterium kann sich auf Eigenschaften der Fertigungsobjekte oder des herzustellenden Produkts beziehen und/oder auf Fertigungsschritte oder Fertigungstechnologien, die bei der Herstellung der Fertigungsobjekte ausführbar sind (Anspruch 13).

Gemäß Anspruch 4 werden nur für die ausgewählten Fertigungsobjekte die Referenz-Nutzungs-Zeitspannen ermittelt, die übrigen Fertigungsobjekte werden nicht für die Vorhersage berücksichtigt. Ein Quotient aus Soll-Produktionsanzahl und Referenz-Soll-Produktionsanzahl wird nicht gebildet, weil der Unterschied zwischen Soll-Produktionsanzahl und Referenz-Soll-Produktionsanzahl bereits durch die Auswahl berücksichtigt wird. Als Wert des Referenz-Nutzungsverlaufs zu einem Referenz-Zeitpunkt wird die Anzahl derjenigen ausgewählten Fertigungsobjekte, die zum Referenz-Zeitpunkt die Ressource nutzten, verwendet.

Die Ausgestaltung nach einem der Ansprüche 2, 3, 5, 6, 10 oder 12 berücksichtigt die Möglichkeit, daß die Ressource für den Produkt-Typ im Vorhersage-Zeitraum anders und damit länger oder kürzer verwendet wird als für den Referenz-Typ im Referenz-Zeitraum. Beispielsweise wird eine Bearbeitungsmaschine aufgrund von technischen Verbesserungen nur noch eine kürzere Zeitspanne verwendet. Oder aber eine komplizierte Elektronik oder eine größere Variantenvielfalt erfordern mehr Zeit für den Inneneinbau. Wie lange die Ressource im Vorhersage-Zeitraum tatsächlich verwendet wird, ist nicht bekannt, sondern soll vorhergesagt werden. Daher ist gemäß Anspruch 10 vorgesehen, die Änderung zwischen Referenz-Typ und Produkt-Typ durch einen vorgegebenen Simulations-Nutzungsdauer-Faktor zu berücksichtigen. Dieser gibt die Veränderung der Ressourcen-Nutzung im Vorhersage-Zeitraum für den Produkt-Typ gegenüber der im Referenz-Zeitraum für den Referenz-Typ an.

Anspruch 14 zeigt einen Weg auf, den vorgegebenen Simulations-Nutzungsdauer-Faktor im Verlaufe des Vorhersage-Zeitraums aufgrund der tatsächlichen Nutzungsdauer der Ressource zu bestimmen. Eine Schätzung des Simulations-Nutzungsdauer-Faktors wird nicht benötigt. Diese Anpassung ist möglich, wenn die ersten Fertigungsobjekte des Produkt-Typs den Fertigungsprozeß verlassen haben und somit ermittelt werden kann, wie lange diese tatsächlich die Ressource im Vorhersage-Zeitraum nutzten. Für mindestens einen Vorhersage-Zeitpunkt des Vorhersage-Zeitraums wird ermittelt, wie viele Fertigungsobjekte des Produkt-Typs die Ressource zum Vorhersage-Zeitpunkt tatsächlich nutzten. Der Simulations-Nutzungsdauer-Faktor wird bevorzugt als Quotient aus

– Anzahl der Fertigungsobjekte, welche die Ressource zum Vorhersage-Zeitpunkt tatsächlich nutzten, und
– für den Vorhersage-Zeitpunkt vorhergesagter Anzahl nutzender Fertigungsobjekte

berechnet.

Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, eine Schätzung für den Simulations-Nutzungsdauer-Faktor vorzugeben und diese Schätzung aufgrund des gemäß dem Anspruch 14 bestimmten Quotienten zu korrigieren oder anzupassen, beispielsweise indem eine gewichtete Summe aus einer vorgegebenen Schätzung und dem Quotienten im Verfahren nach Anspruch 14 verwendet wird.

In der Ausgestaltung nach Anspruch 2 werden die Werte für die Ressourcen-Nutzung im Vorhersage-Zeitraum mit dem Simulations-Nutzungsdauer-Faktor multipliziert. Die Ausgestaltung nach Anspruch 3 sieht vor, nicht die tatsächlichen Referenz-Nutzungs-Zeitspannen zu verwenden, sondern statt dessen Simulations-Nutzungs-Zeitspanne zu berechnen. Die Länge dieser Simulations-Nutzungs-Zeitspanne ist gleich dem Produkt aus Simulations-Nutzungsdauer-Faktor und Länge der tatsächlichen Referenz-Nutzungs-Zeitspanne. Vorzugsweise wird als Anfangs-Zeitpunkt der Simulations-Nutzungs-Zeitspanne der tatsächliche Anfangs-Zeitpunkt der Referenz-Nutzungs-Zeitspanne verwendet und als Ende-Zeitpunkt ein gegenüber dem tatsächlichen Ende-Zeitpunkt gemäß dem Simulations-Nutzungsdauer-Faktor verschobener Zeitpunkt.

Falls beispielsweise für ein Fertigungsobjekt die Nutzung der Ressource an einem bestimmten Tag um 8.00 Uhr begann und an demselben Tag um 10.20 Uhr beendet wurde, so beträgt die Nutzungsdauer 120 Minuten. In diesem Beispiel wurde von 9:00 bis 9:20 Uhr eine Pause gemacht, die aus der tatsächlichen Nutzungsdauer herausgerechnet wird. Daher hat die tatsächliche Referenz-Nutzungs-Zeitspanne eine Länge von 120 Minuten. Falls weiterhin der Simulations-Nutzungsdauer-Faktor 0,5 beträgt, wird als Simulations-Nutzungs-Zeitspanne eine Zeitspanne verwendet, die um 8.00 Uhr beginnt und 120 Minuten 0,5 = 60 Minuten später endet, also um 9.00 Uhr. Vorzugsweise werden zwar planmäßige Pausen sowie planmäßige Stillstandszeiten z. B. aufgrund von regelmäßigen Inspektionen und Wartungen der Ressource herausgerechnet, nicht aber außerplanmäßige Stillstandszeiten z. B. aufgrund von Störungen.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 8 berücksichtigt die Möglichkeit, daß die Veränderungen zwischen Referenz-Zeitraum und Vorhersage-Zeitraum in der Nutzung der Ressource nur einen Teil der Fertigungsobjekte betreffen, beispielsweise die mit einer bestimmten Sonderausstattung oder einem bestimmten Teilsystem. Vorgegeben ist ein Auswahl-Kriterium zur Auswahl der betreffenden Fertigungsobjekte aus allen Fertigungsobjek ten, die im Referenz-Zeitraum die Ressource nutzten. Bei der Berechnung des Referenz-Nutzungsverlaufs werden nur für diese automatisch ausgewählten Fertigungsobjekte Simulations-Nutzungs-Zeitspannen verwendet, für die übrigen Fertigungsobjekte hingegen die tatsächlichen Referenz-Nutzungs-Zeitspannen.

Gemäß Anspruch 11 werden nur für die ausgewählten Fertigungsobjekte die Referenz-Nutzungs-Zeitspannen ermittelt und die Vorhersage-Nutzungs-Zeitspannen berechnet. Als Wert des vorhergesagten Nutzungsverlaufs zu einem Vorhersage-Zeitpunkt wird die Anzahl derjenigen ausgewählten Fertigungsobjekte, die zum Vorhersage-Zeitpunkt die Ressource nutzen würden, verwendet.

Die Ressource, deren Bedarf vorhergesagt werden soll, ist gemäß Anspruch 15 beispielsweise der Fertigungsprozeß selber, z. B. eine bestimmte Fertigungsstraße. Ein Fertigungsobjekt nutzt in dieser Ausführungsform dann die Ressource, wenn es sich im Fertigungsprozeß befindet. Für jedes Fertigungsobjekt des Referenz-Typs, das sich zum Referenz-Zeitpunkt im Fertigungsprozeß befand, wird als Referenz-Nutzungs-Zeitspanne diejenige Zeitspanne, in der sich das Fertigungsobjekt im Fertigungsprozeß befand, ermittelt.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 15 vermag sowohl das Verfahren nach Anspruch 1 als auch das nach Anspruch 7 weiterzubilden. Bildet es das Verfahren nach Anspruch 1 weiter, so wird beim Berechnen des Referenz-Nutzungsverlaufs die Anzahl von Fertigungsobjekten, die sich zum jeweiligen Referenz-Zeitpunkt gleichzeitig im Fertigungsprozeß befinden, ermittelt. Bildet es das Verfahren nach Anspruch 7 weiter, so wird als Vorhersage-Nutzungs-Zeitspanne diejenige Zeitspanne berechnet, in der sich ein Fertigungsobjekt im Fertigungsprozeß befinden würde. Berechnet wird die Anzahl von Fertigungsobjekten, die sich zu einem Vorhersage-Zeitpunkt gleichzeitig im Fertigungsprozeß befinden würden.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 16 vermag sowohl das Verfahren nach Anspruch 1 als auch das nach Anspruch 7 weiterzubilden. Bildet es das Verfahren nach Anspruch 1 weiter, so wird beim Berechnen des Referenz-Nutzungsverlaufs die Anzahl von Fertigungsobjekten, an denen zum jeweiligen Referenz-Zeitpunkt gleichzeitig der Bearbeitungsschritt ausgeführt wurde, ermittelt. Bildet es das Verfahren nach Anspruch 7 weiter, so wird als Vorhersage-Nutzungs-Zeitspanne diejenige Zeitspanne ermittelt, in der das Fertigungsobjekt eine Bearbeitungseinrichtung der Menge nutzen würde, berechnet. Berechnet wird die Anzahl von Fertigungsobjekten, die zu einem Vorhersage-Zeitpunkt gleichzeitig eine Bearbeitungseinrichtung der Menge nutzen würden.

Typischerweise steht die Ressource nur in begrenzter Anzahl oder begrenztem Umfange zur Verfügung. Beispielsweise vermag ein Fertigungsprozeß insgesamt nur eine bestimmte Anzahl an Fertigungsobjekten aufzunehmen. Oft werden in demselben Fertigungsprozeß verschiedene Typen gefertigt. Beispielsweise ist nur eine bestimmte Anzahl von Plätzen verfügbar, auf denen Karosserien von Kraftfahrzeugen im Fertigungsprozeß bearbeitet oder zwischengelagert werden können. Insbesondere dann ist die Anzahl von Fertigungsobjekten des Produkt-Typs, die sich gleichzeitig im Fertigungsprozeß befinden dürfen, nach oben beschränkt. Diese Anzahl kann von Tag zu Tag variieren, beispielsweise steigt sie während des Anlauf-Zeitraums für den Produkt-Typ bis zu einem dann gleichbleibenden Maximalwert an. Gemäß Anspruch 18 wird ein Soll-Nutzungsverlauf vorgegeben. Dieser Soll-Nutzungsverlauf gibt für mehrere Vorhersage-Zeitpunkte des Vorhersage-Zeitraums jeweils eine obere Schranke für die Anzahl von Fertigungsobjekten des Produkt-Typs, die zum jeweiligen Vorhersage-Zeitpunkt die Ressource nutzen, vor.

Erfindungsgemäß wird ein Nutzungsverlauf der Ressource vorhergesagt. Die Ausgestaltung nach Anspruch 18 sieht vor, zusätzlich einen Differenz- Nutzungsverlauf zu ermitteln. Hierbei wird für jeden Vorhersage-Zeitpunkt die Differenz aus o berer Schranke und Wert des Vorhersage-Nutzungsverlaufs zum Vorhersage-Zeitpunkt berechnet.

Aufgrund dieses Differenz-Nutzungsverlaufs läßt sich automatisch erkennen, an welchen Vorhersage-Zeitpunkten mit Engpässen im Fertigungsprozeß hinsichtlich der Ressource zu rechnen ist. An diesen Vorhersage-Zeitpunkten stehen beispielsweise nicht genügend Bearbeitungs- oder Stellplätze zur Verfügung. Aufgrund der Vorhersage kann man beispielsweise zusätzliche genügend Bearbeitungs- oder Stellplätze für Fertigungsobjekte des Produkt-Typs bereitstellen, die Bearbeitung von Fertigungsobjekten anderer Typen reduzieren oder im Anlauf-Zeitraum weniger Fertigungsobjekte des Produkt-Typs herstellen. Der Differenz-Nutzungsverlauf gibt Hinweise, an welchen Tagen diese Veränderungen vorzugsweise vorzunehmen sind. Die Gegenmaßnahmen lassen sich aufgrund des Differenz-Nutzungsverlaufs frühzeitig planen, was erheblich kostengünstiger und weniger fehleranfällig ist als schnelle Maßnahmen erst nach Eintreten eines Engpasses.

Möglich ist, daß der Soll-Nutzungsverlauf direkt vorgegeben wird. Beispielsweise ist ein maximaler Soll-Bestand an Fertigungsobjekten aller Typen im Fertigungsprozeß vorgegeben, und dieser wird auf verschiedene Typen aufgeteilt. Diese Aufteilung kann für verschiedene Vorhersage-Zeiträume variieren. Die jeweils für den Produkt-Typ vorgesehene Bestandszahlen liefern den Soll-Nutzungsverlauf. Die Ausgestaltung nach Anspruch 19 zeigt einen anderen Weg für den Fall, daß die Ressource der Fertigungsprozeß selber ist, auf: Ein Soll-Produktionsverlauf ist vorgegeben. Dieser Soll-Produktionsverlauf gibt für jeden Vorhersage-Zeitpunkt vor, wie viele Fertigungsobjekte des Produkt-Typs zum Vorhersage-Zeitpunkt während der Basis-Zeitspanne jeweils fertigzustellen sind. Beispielsweise werden für verschiedene Tage des Vorhersage-Zeitpunkts die jeweils pro Stunde fertigzustellenden Fertigungsobjekte vorgegeben. Weiterhin wird ein funktionaler Zusammenhang zwischen

– der Anzahl von pro Basis-Zeitspanne fertiggestellten Fertigungsobjekten
– und der Anzahl von gleichzeitig im Fertigungsprozeß befindlichen Fertigungsobjekten

ermittelt. Ein derartiger funktionaler Zusammenhang wird beispielsweise durch eine Regressionsanalyse über eine Stichprobe mit Fertigungsobjekten verschiedener Referenz-Typen aus dem jeweiligen Anlauf-Zeitraum ermittelt. Der funktionale Zusammenhang gilt dann für eine ganze Kategorie von Fertigungsobjekten, beispielsweise allen Oberklasse-Kraftfahrzeugen eines Herstellers. Der Soll-Nutzungsverlauf wird aus dem Soll-Produktionsverlauf und dem funktionalen Zusammenhang ermittelt. Beispielsweise liefert der funktionale Zusammenhang die Anzahl von gleichzeitig im Fertigungsprozeß befindlichen Fertigungsobjekten als Funktion der Anzahl von pro Basis-Zeitspanne fertiggestellten Fertigungsobjekten. Dann wird diese Funktion auf den vorgegebenen Soll-Produktionsverlauf angewendet und liefert den Soll-Nutzungsverlauf.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 20 des erfindungsgemäßen Verfahren sieht umgekehrt vor, daß ermittelt wird, wie viele Fertigungsobjekt im Vorhersage-Zeitraum höchstens produziert werden können. Die Ressource ist wiederum der Fertigungsprozeß selber. Für jeden Referenz-Zeitpunkt wird die Anzahl von Fertigungsobjekte, die sich zum Referenz-Zeitpunkt im Fertigungsprozeß befinden, ermittelt und als Wert des Referenz-Nutzungsverlaufs verwendet. Als Ergebnis wird ein maximal erreichbarer Produktionsverlauf für den Vorhersage-Zeitraum ermittelt. Hierbei wird für mehrere Vorhersage-Zeitpunkte ermittelt, wie viele Fertigungsobjekte des Produkt-Typs während der Basis-Zeitspanne jeweils höchstens fertiggestellt werden können. Um den maximal erreichbaren Produktionsverlauf zu ermitteln, wird ein weiterer funktionaler Zusammenhang ermittelt und verwendet, nämlich ein funktionaler Zusammenhang zwischen

– der Anzahl von gleichzeitig im Fertigungsprozeß befindlichen Fertigungsobjekten
– und der Anzahl von pro Basis-Zeitspanne fertiggestellten Fertigungsobjekten.

Auch dieser weitere funktionale Zusammenhang wird beispielsweise mit Hilfe von Stichproben von mehreren verschiedenen Typen von Fertigungsobjekten gewonnen.

Der maximal erreichbare Produktionsverlauf für den Vorhersage-Zeitraum läßt sich beispielsweise dazu verwenden, um frühzeitig Kapazitäten in nachfolgenden Fertigungsprozessen zu planen oder um zu ermitteln, wie viele Produkte zu welchem Zeitpunkt des Vorhersage-Zeitraums jeweils für Kunden. zur Verfügung stehen. Damit wird ein systematischer und nachvollziehbarer Weg aufgezeigt, um Produktionszahlen vorherzusagen.

In der Ausgestaltung nach Anspruch 16 ist die Ressource, auf die sich die Vorhersage bezieht, eine Menge von im Fertigungsprozeß verfügbaren Bearbeitungsmaschinen für die Ausführung eines Bearbeitungsschrittes an den Fertigungsobjekten, z. B. Pressen oder Lackierstraßen oder Montagestraßen für den Antriebstrang. Falls das Verfahren nach Anspruch 16 das Verfahren nach Anspruch 1 fortbildet, so sagt der ermittelte Referenz-Nutzungsverlauf den Bedarf an diesen Bearbeitungsmaschinen vorher. Für jeden Referenz-Zeitpunkt wird hierfür die Anzahl von Fertigungsobjekten, die zum Referenz-Zeitpunkt eine Bearbeitungseinrichtung der Menge benutzen, ermittelt. Diese Anzahl wird als Wert des Referenz-Nutzungsverlaufs verwendet.

Bei der Bestimmung des Referenz-Nutzungsverlaufs wird gemäß Anspruch 16 ermittelt, an welchen Fertigungsobjekten des Referenz-Typs im Referenz-Zeitraum der Bearbeitungsschritt durch eine Bearbeitungsmaschine der Menge ausgeführt wurde. Für jedes dieser Fertigungsobjekte wird als Referenz-Nutzungs-Zeitspanne die Zeitspanne, in der das Fertigungsobjekt eine Bearbeitungseinrichtung der Menge nutzt, ermittelt. Möglich ist, daß dieser Bearbeitungsschritt nur an einigen Exemplaren ausgeführt wird, z. B. weil die Exemplare des Referenz-Typs in unterschiedlichen Varianten gefertigt werden. Beispielsweise erhalten nur einige Kraftfahrzeuge ein Schiebedach, und nur in diese Kraftfahrzeuge ist eine Aussparung im Dach für ein Schiebedach zu fertigen. In diesem Fall wird keine Referenz-Nutzungs-Zeitspanne ermittelt, und die Fertigungsobjekte ohne diesen Bearbeitungsschritt werden für die Vorhersage nicht verwendet.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 17 berücksichtigt die Möglichkeit, daß die Referenz-Nutzungs-Zeitspanne nicht exakt ermittelt werden kann, beispielsweise weil die zur Ermittlung erforderlichen Daten nicht aufgezeichnet wurden oder nicht zur Verfügung stehen. Diese Situation liegt beispielsweise dann vor, wenn im Referenz-Zeitraum nicht protokolliert wurde, wann ein Fertigungsobjekt des Referenz-Typs einer bestimmten Bearbeitungsmaschine zugeführt wurde, oder wenn derartige Aufzeichnungen nicht mehr verfügbar sind. Diese Situation kann aber auch dadurch hervorgerufen werden, daß der Bearbeitungsschritt an Fertigungsobjekten des Referenz-Typs anders als an Fertigungsobjekten des aktuellen Produkt-Typs ausgeführt wird und daher die tatsächlichen Referenz-Nutzungs-Zeitspannen im Referenz-Zeitraum nicht unmittelbar für die Vorhersage verwendet werden können. In diesem Falle wird die nicht ermittelbare Referenz-Nutzungs-Zeitspanne gemäß Anspruch 17 näherungsweise ermittelt. Hierfür wird die Zeitspanne, in der das Fertigungsobjekt sich im Fertigungsprozeß befindet, ermittelt. Die gesuchte Referenz-Nutzungs-Zeitspanne liegt innerhalb dieser Verweildauer-Zeitspanne.

Vorgegeben ist eine Schätzung für die durchschnittlich für die Ausführung des Bearbeitungsschrittes an einem Fertigungsobjekt des Produkt-Typs benötigte Zeitdauer. Diese Schätzung kann von der Schätzung für den Referenz-Typ abweichen und z. B. aufgrund von Expertenaussagen oder Erfahrungswerten oder von Stichproben über mehrere Referenz-Typen gewonnen werden. Weiterhin ist eine Schätzung für die Positionierung der Zeit spanne der Ressourcen-Nutzung relativ zur Verweil-Zeitspanne eines Fertigungsobjekts des Produkt-Typs im Fertigungsprozeß vorgegeben. Beispielsweise wird der Bearbeitungsschritt stets am Anfang oder am Ende oder drei Stunden, nachdem das Fertigungsobjekt dem Fertigungsprozeß zugeführt wurde, begonnen.

Vorzugsweise wird die Referenz-Nutzungs-Zeitspanne näherungsweise dergestalt ermittelt, daß ihre Länge gleich der durchschnittlichen Ausführungs-Zeitdauer ist und annähernd so in der Verweildauer-Zeitspanne des Fertigungsobjekts positioniert ist, wie es die vorgegebene Positionierung festlegt.

Gemäß Anspruch 21 wird der Anteil derjenigen Fertigungsobjekte des Produkt-Typs, an denen der Bearbeitungsschritt durchgeführt wird, an den Fertigungsobjekten des Produkt-Typs, die sich im Referenz-Zeitraum im Fertigungsprozeß befanden, ermittelt oder geschätzt. Beispielsweise wird ermittelt oder geschätzt, wie viele Kraftfahrzeuge des Produkt-Typs ein Schiebedach aufweisen. Die Schätzung für die durchschnittliche Ausführungszeit wird mit diesem Anteil multipliziert. Falls beispielsweise die durchschnittliche Ausführungszeit, um an einem Fertigungsobjekt des Produkt-Typs eine Aussparung für ein Schiebedach zu fertigen, 20 Minuten beträgt und falls durchschnittlich ein Viertel aller Kraftfahrzeuge des Produkt-Typs mit Schiebedach ausgeliefert werden, so wird als durchschnittliche Ausführungszeit für die Fertigung der Aussparung das Produkt aus 20 Minuten und 25%, also 5 Minuten, verwendet.

Anspruch 22 bezieht sich auf den Fall, daß die Ressource eine Menge von Stellplätzen im Fertigungsprozeß für Fertigungsobjekte des Produkt-Typs ist. Derartige Stellplätze werden z. B. benötigt, um ein Fertigungsobjekt zwischenzulagern, bis der nächste Bearbeitungsschritt begonnen werden kann oder bis ein fertiggestelltes Kraftfahrzeug an den Kunden übergeben wird. Möglich ist, daß ein Fertigungsobjekt des Referenz-Typs im Referenz-Zeitraum mehrmals einen Stellplatz der Menge nutzte. Daher werden als Referenz-Nutzungs-Zeitspannen diejenige Zeitspanne, in der das Fertigungsobjekt auf einem Stell platz der Menge gelagert wurde, ermittelt. Falls Anspruch 22 das Verfahren nach Anspruch 1 fortbildet, wird ermittelt, wie viele Fertigungsobjekte zum Referenz-Zeitpunkt einen Stellplatz der Menge nutzen. Aus den Anzahlen der nutzenden Fertigungsobjekte wird ein Referenz-Nutzungsverlauf der Ressource im Referenz-Zeitraum berechnet.

Gemäß Anspruch 23 ist die Ressource eine Menge von Teil-Ressourcen, die zur Behebung einer bestimmten Menge von Fehlern am Fertigungsobjekt benötigt wird. Die Menge von Fehlern umfaßt beispielsweise alle Sorten von Lackierungsfehlern wie Nasen und Lücken und Fehlfarben. Zu den Teil-Ressourcen gehören z. B. Nacharbeitsplätze sowie Werker, welche an den Nacharbeitsplätzen die Fehlerbehebung ausführen. Ermittelt wird zunächst, an welchen Fertigungsobjekten des Referenz-Typs im Referenz-Zeitraum im Fertigungsprozeß mindestens ein Fehler der Fehler-Menge aufgetreten ist. Nur diejenigen Fertigungsobjekte werden für die Berechnung des Referenz-Nutzungsverlaufs verwendet, an denen mindestens ein Fehler der Fehler-Menge aufgetreten ist. Denn die übrigen Fertigungsobjekte benötigen keine Teil-Ressourcen der Menge. Für jedes Fertigungsobjekt, an dem ein Fehler der Fehler-Menge aufgetreten ist, wird als Referenz-Nutzungs-Zeitspanne diejenige Zeitspanne, in der die Beseitigung des Fehlers am Fertigungsobjekt durchgeführt wird, ermittelt. Vorzugsweise werden dabei folgender Anfangs- und Ende-Zeitpunkt ermittelt:

– als Anfangs-Zeitpunkt der Zeitpunkt, an dem die Beseitigung des Fehlers begonnen wurde, und
– als Ende-Zeitpunkt der Zeitpunkt, an dem die Beseitigung des Fehlers beendet wurde.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen:
1. die Reihenfolge von acht Gewerken eines Fertigungsprozesses zur Herstellung von Kraftfahrzeugen;
2. eine Soll-Anlaufkurve für den Vorhersage-Zeitraum;
3. Anfangs- und Ende-Zeitpunkte für zehn Fertigungsobjekte der Referenz-Baureihe B im Teilprozeß 100.8;
4. die aus 3 abgeleitete Anzahl von Nacharbeitsplätzen;
5. die im Referenz-Zeitraum ermittelte Anzahl von benötigten Nacharbeitsplätzen;
6. die für den Vorhersage-Zeitraum vorhergesagte Anzahl von benötigten Nacharbeitsplätzen vor der Skalierung;
7, die für den Vorhersage-Zeitraum vorhergesagte Anzahl von benötigten Nacharbeitsplätzen nach der Skalierung;
8. durch Übertragung vorhergesagte Anfangs- und Ende-Zeitpunkte für fünf Fertigungsobjekte im Teilprozeß 100.8;
9. Anfangs- und Ende-Zeitpunkte für zehn Fertigungsobjekte verschiedener Baureihen im Teilprozeß 100.8;
10. Ermittlung des funktionalen Zusammenhangs zwischen Ausstoß von und Bestand an Fertigungsobjekten;
11. Ableitung des Soll-Bestandsverlaufs aus dem Soll-Produktionsverlauf;
12. Anzahl von Plätzen, die aufgrund des Soll-Produktionsverlaufs benötigt werden;
13. Anzahl von Plätzen, die erfindungsgemäß vorhergesagt werden;
14. Vergleich von vorhergesagtem Bedarf an Stellplätzen und maximal möglicher Anzahl von Stellplätzen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit Hilfe einer Datenverarbeitungsanlage, z. B. eines Arbeitsplatzrechners, durchgeführt. Dieser Rechner hat vorzugsweise Lesezugriff auf mehrere im folgenden beschriebene Datenbanken, nämlich eine Nacharbeits-Datenbank, eine Fertigungs-Datenbank und eine Auftrags-Datenbank. Die erfindungsgemäß erzeugten Vorhersagen lassen sich auf einem Bildschirm graphisch darstellen oder in einer Graphik ausdrucken.
Die Erfindung wird am Beispiel eines Fertigungsprozesses zur Herstellung von Kraftfahrzeugen erläutert. Dieser Fertigungsprozeß umfaßt folgende zehn Gewerke, die ein Fertigungsobjekt nacheinander durchläuft:

– Fahrzeug-Einplanung,
– Vorlauf-Logistik 100.1: der erforderliche Vorlauf für die Produktion, z. B. um Lieferanten zu informieren und/oder zu beauftragen,
– Rohbau 100.2,
– Oberfläche 100.3, insbes. Lackierung,
– Produktions-Logistik 100.4, durch die insbesondere Zeiten für
– Transporte innerhalb der Fertigungsstätte,
– unterschiedliche Arbeitszeiten der „Gewerke"
– und Zusammenstellen der Produkte in der Reihenfolge, in der nachfolgende Teilprozesse diese benötigen,
– berücksichtigt werden,
– Inneneinbau 100.5 als Teilprozeß, der alle Montagen in das Innere des Autos zusammenfaßt, z. B. Cockpit, Sitze, Verkleidungen,
– Fahrwerk 100.6 als Teilprozeß, der alle Montagen von unten zusammenfaßt, z. B. Motor, Triebstrang, Achsen, Räder, Kabel,
– Einfahren 100.7 einschließlich Einstellungen z. B. an Beleuchtung, Bremsen, Fahrwerk
– Wagen-Fertigstellung 100.8 einschließlich erforderlicher Nacharbeiten, und
– Schlußabnahme.

1 zeigt die zeitliche Reihenfolge, in der Fertigungsobjekte diesen Fertigungsprozeß durchlaufen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Ressource, deren Bedarf erfindungsgemäß vorhergesagt wird, eine Menge von Nacharbeitsplätzen im Teilprozeß 100.8 („Wagen-Fertigstellung"). Diese Menge von Nacharbeitsplätzen ist in 1 durch das Bezugszeichen 200 angedeutet. In diesen Nacharbeitsplätzen werden verschiedene Fehler und Qualitätsmängel, die in vorhergehenden Teilprozessen des Fertigungsprozesses aufgetreten sind, beseitigt. Diejenigen Fertigungsobjekte, also diejenigen noch unfertigen Kraftfahrzeuge, die Fehler und Qualitätsmängel aufweisen, werden aus den Standard-Produktionslinien ausgeschleust und den Nacharbeitsplätzen zugeführt. Weil im Teilprozeß 100.8 mehrere Baureihen von Kraftfahrzeugen parallel bearbeitet werden und weil Nacharbeitsplätze eine knappe und teure Ressource sind, wird eine möglichst genaue und nachvollziehbare Vorhersage der benötigten Anzahl von Nacharbeitsplätzen benötigt.
Im Vorhersage-Zeitraum soll die Produktion einer neuen Baureihe A von Kraftfahrzeugen auf eine vorgegebene Soll-Produktionsanzahl von 1000 Kraftfahrzeugen pro Tag hochgefahren werden. Die neue Baureihe A fungiert also als Produkt-Typ des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Basis-Zeitspanne ist ein Tag. Als Referenz-Typ fungiert eine alte Baureihe B, für die das Hochfahren auf die Referenz-Soll-Produktionsanzahl von 2000 Kraftfahrzeugen pro Tag bereits abgeschlossen wurde und in Form von rechnerverfügbaren Betriebsprotokollen vorliegt.
Der Vorhersage-Zeitraum besteht in diesem Beispiel aus 90 aufeinander folgenden Arbeitstagen V_1,..., V_90. Für jeden dieser 90 Tage soll die Anzahl von Nacharbeitsplätzen, die an diesem Tag für die Nacharbeiten an Fertigungsobjekten der Baureihe B benötigt werden, vorhergesagt werden. In diesem Beispiel kann ein Nacharbeitsplatz an einem Tag für Fertigungsobjekte einer Baureihe und am Folgetag für eine andere Baureihe verwendet werden, jedoch ist kein Wechsel innerhalb eines Tages möglich. Daher reicht es auch, für jeden Tag die jeweils benötigte Anzahl vorherzusagen. Das Verfahren ermöglicht es aber ohne zusätzliche Schritte auch, eine Vorhersage z. B. für jede Stunde des Vorhersage-Zeitraums zu erzeugen.
Der Referenz-Zeitraum ist doppelt so lang und besteht aus 180 aufeinander folgenden Arbeitstagen R_1,..., R_180. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, Bedarfswerte aus dem Referenz-Zeitraum auf den Vorhersage-Zeitraum zu übertragen. Daher wird den ersten beiden Tagen des Referenz-Zeitraums, also R_1 und R_2, der erste Tag des Vorhersagen-Zeitraums, also V_1, zugeordnet. R_3 und R 4 wird der zweite Tag, also V_2 zugeordnet und so fort.
Eine Soll-Anlaufkurve für die Produktion der Baureihe A ist vorgegeben und wird beispielhaft in 2 gezeigt. Auf der x-Achse sind die 90 Tage des Vorhersage-Zeitraums eingetragen, in 2 werden nur 10 dieser Tage gezeigt. Auf der y-Achse ist die Anzahl von Kraftfahrzeugen eingetragen, die am jeweiligen Tag des Vorhersage-Zeitraums fertiggestellt werden und den Fertigungsprozeß verlassen sollen. Die Soll-Produktionsanzahl ist durch die horizontale Gerade 300.1 in 2 dargestellt. Ab dem ersten Tag nach Ablauf des Vorhersage-Zeitraums wird, so ist es vorgegeben, die Soll-Produktionsanzahl erreicht.
In einer Auftrags-Datenbank sind für jedes Kraftfahrzeug die Ausstattungs-Merkmale registriert, die der Kunde dieses Kraftfahrzeugs bestellt hat. Jeder Datensatz umfaßt folgende Festlegungen:

– eine eindeutige Kennung („Produktionsnummer") desjenigen Kraftfahrzeugs, das aufgrund des Auftrags angefertigt wurde,
– die Baureihe, für die Referenz-Fertigungsobjekte also jedesmal die Baureihe B,
– eine Aufbauart, z. B. Limousine oder Coupe,
– Linkslenker oder Rechtslenker,
– Farbe der Lackierung
– Art der Lackierung (z. B. Metallic-Lackierung),
– eine Motor-Variante,
– Allrad- oder Einachsantrieb,
– geschlossenes Dach oder Schiebedach,
– mit oder ohne Durchlademöglichkeit im Fahrzeuginneren,
– mit oder ohne Anhängerkupplung,
– gewünschte Sonderausstattungen für den Inneneinbau, z. B. bestimmte Leder oder Stoffe oder eine elektronische Navigationshilfe,
– gewünschte Sonderausstattungen für Fahrwerk einschließlich Antriebstrang, z. B. Kraftstoffanlage, Felgen,
– elektronische Hilfssysteme, z. B. Fensterheber oder elektronischer Bremsassistent,
– und ein vereinbarter Auslieferungstermin und ein davon abgeleiteter Schlußabnahmetermin.

In einer Fertigungs-Datenbank wurde automatisch aufgezeichnet und abgespeichert, welche Fertigungsobjekte, hier Kraftfahrzeuge der Baureihe B, wann im Teilprozeß 100.8 („Wagen-Fertigstellung") waren. Jeder Datensatz in der Fertigungs-Datenbank umfaßt folgende Daten über die Kraftfahrzeuge:

– eine eindeutige Kennung („Produktionsnummer") desjenigen Kraftfahrzeugs, auf den sich der Datensatz bezieht,
– Anfangs-Zeitpunkt, an dem das Fertigungsobjekt, hier das Kraftfahrzeug, dem Teilprozeß 100.8 („Wagen-Fertigstellung") zugeführt wurde,
– Ende-Zeitpunkt, an dem das Fertigungsobjekt, hier das Kraftfahrzeug, den Teilprozeß 100.8 („Wagen-Fertigstellung") verläßt.

Die rechnerverfügbaren Betriebsprotokolle, die im Referenz-Zeitraum für die Nacharbeiten an Exemplaren der alten Baureihe B aufgezeichnet und in einer Nacharbeits-Datenbank abgespeichert wurden, umfassen folgende Daten über die Kraftfahrzeuge:

– eine eindeutige Kennung („Produktionsnummer") desjenigen Fertigungsobjekts, an dem Nacharbeiten ausgeführt wurden,
– eine Codierung für die Art des Fehlers, der durch die Nacharbeit beseitigt wurde,
– eine Codierung für den Ort des Fehlers, der durch die Nacharbeit beseitigt wurde.

Falls an demselben Kraftfahrzeug mehrere Fehler durch die Nacharbeiten beseitigt wurden, so umfaßt die Nacharbeits-Datenbank mehrere Datensätze für dieses Kraftfahrzeug, nämlich einen Datensatz pro Fehler.
Über die eindeutige Kennung lassen sich automatisch zu jedem Datensatz in der Auftrags-Datenbank der richtige Datensatz in der Fertigungs-Datenbank und der richtige Datensatz in der Nacharbeits-Datenbank ermitteln. Umgekehrt lassen sich dank der Kennung automatisch zu jedem Datensatz in der Nacharbeits-Datenbank der richtige Datensatz in der Fertigungs-Datenbank und der in der Auftrags-Datenbank ermitteln.
Idealerweise wurde zusätzlich für jedes Fertigungsobjekt protokolliert und in der Nacharbeits-Datenbank abgespeichert, wann die Nacharbeit an diesem Fertigungsobjekt begann und wann sie beendet wurde. In diesem Ausführungsbeispiel wurden diese Anfangs- und Ende-Zeitpunkte aber nicht abgespeichert. Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ersetzt die fehlenden protokollierte Daten durch näherungsweise ermittelte Daten, was im folgenden erläutert wird.
Eine Soll-Durchlauf zeit durch den Teilprozeß 100.8 wird ermittelt. Diese Soll-Durchlauf zeit gilt für Fertigungsobjekte, an denen keine Nacharbeiten vorgenommen werden. Sie wird vorzugsweise als Quotient aus der Anzahl der Bearbeitungsplätze, die im Teilprozeß 100.8 für die Bearbeitung von fehlerfreien Fertigungsobjekten der Baureihe B verwendet wurden, und der Soll-Produktionsanzahl für die Baureihe B ermittelt. Bei 2000 Bearbeitungsplätzen ohne Nacharbeitsplätze im Teilprozeß 100.8 und einer Referenz-Produktionsanzahl von 2000 Fertigungsobjekten pro Tag wird eine Soll-Durchlauf zeit von 1 Tag = 24 Stunden ermittelt.
Näherungsweise wird angenommen, daß die tatsächliche Zeitspanne, die ein Fertigungsobjekt der Baureihen A und B im Teilprozeß 100.8 verweilt, sich auf die folgenden beiden Zeitspannen aufteilt:

– die für alle Fertigungsobjekte der Baureihe B gleiche Soll-Durchlauf zeit ohne Nacharbeit
– und die anschließende Nacharbeitszeit, die von Fertigungsobjekt zu Fertigungsobjekt variiert.

Möglich ist, daß an einzelnen Fertigungsobjekten auch während des Anlauf-Zeitraums überhaupt keine Nacharbeiten auszuführen waren.
Aus dem Anfangs- und dem Ende-Zeitpunkt, die für jedes Fertigungsobjekt in der Fertigungs-Datenbank abgespeichert sind, und der Soll-Durchlaufzeit lassen sich der Anfangs- und der Ende-Zeitpunkt, an dem das Fertigungsobjekt der Nacharbeit zugeführt wurde bzw. die Nacharbeit beendet wurde, näherungsweise ermitteln. 3 illustriert diese Zeitpunkte beispielhaft für zwölf Fertigungsobjekte 10.5, 10.12,..., 10.8 der alten Baureihe B. Auf der x-Achse ist ein Ausschnitt aus dem Referenz-Zeitraum, nämlich die vier Tage R_10, R_11, R_12 und R 13 des Referenz-Zeitraums, aufgetragen. Eingetragen sind für die zwölf Fertigungsobjekte die jeweiligen Zeitspannen für den Soll-Durchlauf durch den Teilprozeß 100.8 und die Nacharbeiten, die im Teilprozeß 100.8 ausgeführt wurden. Zum Anfangs-Zeitpunkt 400.1 wurde das Fertigungsobjekt 10.1 dem Teilprozeß 100.8 zugeführt, und der Soll-Durchlauf begann. Zum Zeitpunkt 410.1 war der Soll-Durchlauf beendet, und die Nacharbeit begann. Zum Ende-Zeitpunkt 420.1 war die Nacharbeit am Fertigungsobjekt 10.1 beendet. Die Zeitpunkte 400.1 und 420.1 sind in der Fertigungs-Datenbank als Teil des Datensatzes für das Fertigungsobjekt 10.1 abgespeichert, der Zeitpunkt 410.1 wird aus dem Anfangs-Zeitpunkt 400.1 und der Soll-Durchlaufzeit berechnet. Jedes Fertigungsobjekt benötigt zu einem Zeitpunkt entweder keinen oder genau einen Nacharbeitsplatz. Zeiten, an denen ein Fertigungsobjekt von einem Nacharbeitsplatz des Teilprozesses 100.8 zu einem anderen transportiert oder zwischengelagert wurde, werden einem Nacharbeitsplatz zugeschlagen. In diesem Beispiel werden die Nacharbeitsplätze nicht voneinander unterschieden.
4 illustriert die Anzahl der Nacharbeitsplätze, die für Nacharbeiten an den zehn Fertigungsobjekten der 3 benötigt werden. In 4 sind die Zeitspannen der 3 für vier Tage des Referenz-Zeitraums erneut dargestellt, auf der x-Achse sind die Tage des Referenz-Zeitraums eingetragen. In der dargestellten Ausführungsform wird automatisch ermittelt, wie viele Fertigungsobjekte gleichzeitig Nacharbeitsplätze benötigt haben. Zum Zeitpunkt 500.11 des Tages R_11 werden 5 Nacharbeitsplätze gleichzeitig benötigt. Zum Zeitpunkt 500.11 des Tages R_11 werden 5 Nacharbeitsplätze gleichzeitig benötigt. Zum Zeitpunkt 500.12 des Tages R_12 werden 6 Nacharbeitsplätze gleichzeitig benötigt. Diese Ermittlung wird beispielsweise dadurch automatisch ausgeführt, daß wie oben beschrieben die Anfangs- und Ende-Zeitpunkte der Ressourcen-Nutzung ermittelt werden und anschließend für jeden Tag und jede volle Stunde dieses Tages ermittelt wird, wie viele Fertigungsobjekte gleichzeitig zu dieser vollen Stunde jeweils einen Nacharbeitsplatz gleichzeitig benötigt haben. Pro Tag sind dies 24 Zeitpunkte, nämlich 0:00 Uhr, 1:00 Uhr,..., 23:00 Uhr. Für jeden Tag wird die maximale Anzahl ermittelt und als Anzahl nutzender Fertigungsobjekte für diesen Tag verwendet. In 4 unten ist die Anzahl jeweils benötigter Nacharbeitsplätze eingetragen. Auf der x-Achse in 4 unten sind die Tage des Referenz-Zeitraums eingetragen, auf der y-Achse die Anzahl jeweils benötigter Nacharbeitsplätze.
In einer alternativen Ausführungsform wird statt dessen für jeden Tag die Anzahl von Fertigungsobjekten ermittelt, die irgendwann an diesem Tag einen Nacharbeitsplatz benötigt haben. Im Beispiel der 4 werden dann für den Tag R_11 ebenfalls 5 Nacharbeitsplätze ermittelt, für den Tag R_12 hingegen 8 anstelle 6 Nacharbeitsplätze.
5 zeigt die Anzahl von Nacharbeitsplätzen, die für die Fertigungsobjekte der Baureihe B im Referenz-Zeitraum benötigt wurden. Diese Anzahlen wurden wie gerade beschrieben ermittelt. Auf der x-Achse sind die Tage des Referenz-Zeitraums eingetragen, auf der y-Achse die Anzahl der jeweils für die Baureihe B benötigten Nacharbeitsplätze.
In 6 ist links das Diagramm von 5 und rechts das Ergebnis der Verschiebung auf der Zeitachse dargestellt. Auf der x-Achse sind in 6 links die Tage des Referenz-Zeitraums und in 6 rechts die Tage des Vorhersagezeitraums eingetragen. Auf der y-Achse sind die jeweils benötigten Nacharbeitsplätze für die alte Baureihe B (links) bzw. neue Baureihe A (rechts) eingetragen. Bei der Verschiebung werden jeweils zwei aufeinanderfolgende Tage des Referenz-Zeitraums auf einen Tag des Vorhersage-Zeitraums abgebildet. Beispielsweise werden die beiden ersten Tage R_1 und R_2 beide auf V_1 abgebildet. Wie oben beschrieben wurde ermittelt, daß am Tag R_1 10 Nacharbeitsplätze und am Tag R_2 15 Nacharbeitsplätze für Fertigungsobjekte der alten Baureihe B ermittelt wurden. Diese beiden Anzahlen werden addiert und vorhergesagt, daß – bei gleicher Soll-Produktionsanzahl – am Tag V_1 10 + 15 = 25 Nacharbeitsplätze für Fertigungsobjekte der neuen Baureihe A benötigt werden.
Weil der Vorhersage-Zeitraum kürzer als der Referenz-Zeitraum ist, werden – bei gleicher Soll-Produktionsanzahl – im Vorhersage-Zeitraum deutlich mehr Nacharbeitsplätze benötigt. Im folgenden Schritt wird die Vorhersage skaliert. Die Soll-Produktionsanzahl für die Referenz-Baureihe B betrug 2000 Fahrzeuge pro Tag. Die Soll-Produktionsanzahl für die Vorhersage-Baureihe A beträgt 1000 Fahrzeuge pro Tag. Als Skalierungs-Faktor wird der Quotient aus diesen beiden Soll-Produktionsanzahlen, nämlich 1000/2000 = 0,5, ermittelt und als Faktor verwendet. Für den Tag V_1 werden demnach 25 · 0,5 = 12,5 Nacharbeitsplätze vorhergesagt. Die Vorhersagen werden auf ganze Zahlen aufgerundet. 7 zeigt das Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens, nämlich die vorhergesagte Anzahl von Nacharbeitsplätzen für jeden Tag des Vorhersage-Zeitraums. Auf der x-Achse sind die Tage des Vorhersage-Zeitraums eingetragen, auf der y-Achse die für den jeweiligen Tag vorhergesagte Anzahl belegter Nacharbeitsplätze.
Das gerade beschriebene Verfahren wird vorzugsweise vollautomatisch durch ein Computerprogramm durchgeführt, das auf einem handelsüblichen Arbeitsplatzrechner abläuft. Dieses Programm hat Lesezugriff auf die Auftrags-Datenbank, Fertigungs-Datenbank und die Nacharbeits-Datenbank. Es realisiert die oben beschriebenen Verfahrensschritte. Die Diagramme in den Figuren 2 bis 7 illustrieren die Verfahrensschritte. Das Computerprogramm erzeugt in einer Ausgestaltung des Verfahrens die Diagramme, damit ein Benutzer die Verfahrens schritte nachvollziehen kann. Möglich ist aber auch, daß das Computerprogramm ausschließlich die Ergebnisse ausgibt, z. B. in Form des Diagramms aus 7 oder in Form einer Tabelle, die für jeden Tag des Vorhersage-Zeitraums die an diesem Tag benötigten Nacharbeitsplätze auflistet. Der Fachmann kennt Software-Werkzeuge, um den oben beschriebenen Ablauf zu implementieren, beispielsweise das Entwicklungswerkzeug „Borland Delphi". Eine Beschreibung ist unter http://www.borland.com/delphi/, abgefragt am 30. 1. 2003, verfügbar.
In der gerade beschriebenen Ausführungsform wurde die Anpassung, die aufgrund unterschiedlicher Soll-Produktionsanzahlen erforderlich ist, durch Skalierung mittels des Quotienten durchgeführt.
Eine weitere Ausführungsform besteht daraus, zunächst die Menge aller Fertigungsobjekte der Baureihe B zu ermitteln, die während des Referenz-Zeitraums hergestellt wurden. Mit Hilfe eines Zufallszahlengenerators wird aus dieser Menge zufällig exakt oder wenigstens annähernd die Hälfte der Fertigungsobjekte ausgewählt. Annähernd die Hälfte wird daher ausgewählt, daß wie oben beschrieben der Quotient aus Soll-Produktionsanzahl für Baureihe A und Referenz-Soll-Produktionsanzahl für Baureihe B 0,5 beträgt. Falls die Menge aus einer ungeraden Anzahl von Fertigungsobjekten besteht, kann nicht exakt, sondern nur annähernd die Hälfte ausgewählt werden. Das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren wird anschließend nicht für alle Fertigungsobjekte der Baureihe B durchgeführt, sondern nur für die zufällig ausgewählten Fertigungsobjekte. Die Skalierung am Schluß des Verfahrens entfällt.
Eine dritte Ausführungsform berücksichtigt Unterschiede zwischen der alten Baureihe B und der neuen Baureihe A. Beispielsweise wurden die Ausstattungsmerkmale „elektronische Navigationshilfe" und „elektronischer Bremsassistent" für die Baureihe B nur als Sonderausstattung angeboten, während sämtliche Fahrzeuge der Baureihe A diese beiden Ausstattungsmerk male bereits ab Werk aufweisen. Daher werden für die Vorhersage sämtliche Fertigungsobjekte der Baureihe B herangezogen, die mindestens eines dieser Ausstattungsmerkmale besitzen. Weiterhin wird die Tatsache berücksichtigt, daß jedes dieser Ausstattungsmerkmale die Nacharbeitszeit im Fertigungsprozeß 100.8 verlängert. Diese Verlängerung wird vorzugsweise mit Hilfe von Simulations-Nutzungsdauer-Faktoren berücksichtigt. Diese Faktoren geben an, um welchen Faktor sich die Nacharbeitszeit für Fertigungsobjekte der Baureihe A gegenüber verschiedenen Ausstattungsmerkmalen der Baureihe B verlängert. Folgende vier Faktoren werden in diesem Beispiel vorgegeben:
Die Nacharbeitszeit für ein Fertigungsobjekt der Baureihe A verlängert sich durchschnittlich um den Faktor 1,4 im Vergleich zu einem Fertigungsobjekt der Baureihe B ohne elektronischer Navigationshilfe und ohne elektronischen Bremsassistenten.
Im Referenz-Zeitraum wurden insgesamt 1.500 Fertigungsobjekt der Baureihe B gefertigt, davon 1.000 Fertigungsobjekt ohne elektronischer Navigationshilfe und ohne elektronischen Bremsassistenten, aber nur 100 Fertigungsobjekte der Baureihe B mit elektronischer Navigationshilfe und mit elektronischem Bremsassistenten. Weil die Referenz-Soll-Produktionsanzahl für die Baureihe B 2000 Fahrzeuge pro Tag betrug und die Soll-Produktionsanzahl für die Baureihe A sich auf 100 Fahrzeuge pro Tag beläuft, werden 0,5 · 1.500 = 700 Fertigungsob jekt der Baureihe B ausgewählt, und zwar alle 500 Fertigungsobjekte mit elektronischer Navigationshilfe oder mit elektronischem Bremsassistenten oder beidem sowie zufällig 250 Fertigungsobjekte aus den 1.000 Fertigungsobjekten ohne Navigationshilfe und ohne Bremsassistent. Die Anfangs- und der Ende-Zeitpunkte, an denen die Nacharbeit an den 100 Fertigungsobjekten mit Navigationshilfe und mit Bremsassistenten begann bzw. endete, werden wie oben beschrieben ermittelt. Für die übrigen 650 Fertigungsobjekte werden die Anfangs-Zeitpunkte ebenfalls wie oben beschrieben ermittelt, jedoch werden die Ende-Zeitpunkte durch die Simulations-Ende-Zeitpunkte ersetzt. Diese Ermittlung wird am Beispiel des Fertigungsobjekts 10.1 aus 3 erläutert. Der Anfangs-Zeitpunkt 410.1 lag am Tag R_11 um 11:00 Uhr, der Ende-Zeitpunkt 420.1 am Tag R_12 um 19:00 Uhr. Das Fertigungsobjekt 10.1 benötigte demnach 24 + 8 = 32 Stunden lang einen Nacharbeitsplatz im Teilprozeß 100.8. Das Fertigungsobjekt 10.1 ist eines ohne Navigationshilfe und ohne Bremsassistenten, daher wird 1,4 als Simulations-Nutzungsdauer-Faktor verwendet. Die Simulations-Nutzungsdauer beträgt demnach 1,4·32 = 44,8 Stunden = 1 Tag, 20 Stunden, 48 Minuten. Diese Zeitspanne wird zum Anfangs-Zeitpunkt von 11:00 Uhr am Tag R_11 addiert. Als Simulations-Ende-Zeitpunkt wird 7:48 Uhr am Tag R_13 ermittelt. Dieser Simulations-Ende-Zeitpunkt ersetzt den Ende-Zeitpunkt 420.1 in 3. Die weiteren Verfahrensschritte werden wie oben beschrieben durchgeführt.
In den gerade beschriebenen Ausführungsformen wird zuerst die Anzahl der im Referenz-Zeitraums benötigten Nacharbeitsplätze für die Baureihe B ermittelt und anschließend durch Verschieben und Skalieren die im Vorhersage-Zeitraum benötigte Anzahl für die Baureihe A bestimmt. Eine alternative Ausführungsform sieht das umgekehrte Vorgehen vor.
Zunächst wird aus der Menge aller Fertigungsobjekte der Baureihe B, die im Referenz-Zeitraum den Teilprozeß 100.8 verlassen haben, so wie oben beschrieben eine Teilmenge ausgewählt. Durch die Auswahl der Teilmenge wird der Unterschied zwischen der Soll-Produktionsanzahl und der Referenz-Produktionsanzahl berücksichtigt. Im obigen Beispiel besteht die Teilmenge aus halb so vielen Fertigungsobjekten der Baureihe B wie die gesamte Menge.
Als nächstes werden die Anfangs- und Ende-Zeitpunkte, an denen die ausgewählten Fertigungsobjekte dem Teilprozeß 100.8 zugeführt wurden bzw. ihn verließen, vom Referenz-Zeitraum auf den Vorhersage-Zeitraum übertragen. Hierbei wird ein Anfangs-Zeitpunkt 7:00 Uhr am Tag R_1 auf einen Anfangs-Zeitpunkt 7:00 Uhr am Tag V_1 übertragen, ein Anfangs-Zeitpunkt 7:00 Uhr am Tag R_2 ebenfalls auf den Anfangs-Zeitpunkt 7:00 Uhr am Tag R_2. Entsprechend wird ein Anfangs-Zeitpunkt 12:00 Uhr am Tag R_10 auf den Anfangs-Zeitpunkt 12:00 Uhr am Tag V_5 übertragen.
8 zeigt beispielhaft die Anfangs- und Ende-Zeitpunkte für sechs Fertigungsobjekte im Teilprozeß 100.8, die durch Übertragung auf den Vorhersage-Zeitraum vorhergesagt werden. Von den zwölf in 3 gezeigten Fertigungsobjekten werden sechs ausgewählt. Die übertragenen Anfangs- und Ende-Zeitpunkte werden in 8 gezeigt. Auf der x-Achse sind die Tage des Vorhersage-Zeitraums aufgetragen, in 8 beispielhaft vier Tage V_5 bis V_8.
Vorzugsweise werden die mittels der Übertragung gewonnenen Ende-Zeitpunkte durch Simulations-Ende-Zeitpunkte ersetzt. Hierfür werden wie oben beschrieben Simulations-Nutzungszeit-Faktoren verwendet. Im Beispiel der 8 wird ein solcher Schritt nicht durchgeführt.
Berechnet wird die Anzahl benötigter Nacharbeitsplätze. Diese Ermittlung wird ebenfalls in 8 veranschaulicht. Zum Zeitpunkt 500.7 am Tag V_7 des Vorhersage-Zeitraums werden 4 Nacharbeitsplätze für die fünf Fertigungsobjekte benötigt. Diese Berechnung wird für alle Tage des Vorhersage-Zeitraums durchgeführt und liefert den Vorhersage-Nutzungsverlauf.
Eine Fortbildung der Erfindung sieht vor, die Simulations-Nutzungsdauer-Faktoren im Verlaufe des Vorhersage-Zeitraums an die Ergebnisse von ersten Messungen an tatsächlich produzierten Fertigungsobjekten der neuen Baureihe A anzupassen. Dies wird im folgenden beispielhaft erläutert.
Die möglichen Fehlerorte und Fehlerarten werden in Gruppen zusammengefaßt. Für jede Gruppe wird ein eigener Simulations-Nutzungsdauer-Faktor festgelegt. Beispielsweise wird für die Gruppe „Fahrwerk", die alle Fehler am Fahrwerk zusammenfaßt, der Faktor 0,8 festgelegt. Dieser Faktor resultiert aus der Schätzung, daß Fehler am Fahrwerk, die Nacharbeiten im Teilprozeß 100.8 erforderlich machen, an Fertigungsobjekten der neuen Baureihe A seltener als an Fertigungsobjekten der alten Baureihe B auftreten, nämlich die neue Fehlerhäufigkeit auf 80% der alten Fehlerhäufigkeit reduziert werden kann. Weiterhin wird davon ausgegangen, daß die Nacharbeit an einem fehlerhaften Fertigungsobjekt der Baureihe A genauso lange dauert wie an einem fehlerhaften Fertigungsobjekt der Baureihe B.
Aus den Einträgen in der Nacharbeits-Datenbank läßt sich automatisch ableiten, welche Fehlergruppen im Referenz-Zeitraum an welchen Fertigungsobjekten der Baureihe B aufgetreten sind. In diesem Beispiel wurde aber nicht protokolliert, wann welche Nacharbeiten begonnen und beendet wurden. Daher wird weiterhin aufgrund von protokollierten Zeitabständen und/oder von Erfahrungswissen ein relativer Durchschnittswert für die Dauer von Nacharbeiten an jeder einzelnen Fehlergruppe ermittelt. Die Fehlergruppe „Fahrwerk" erhält den Wert 2, die Fehlergruppe „Innenraum" den Wert 1. Im Durchschnitt dauert eine Nacharbeit am Fahrwerk doppelt so lange wie eine im Innenraum. Mit der Fehlerhäufigkeit haben diese Werte nichts zu tun, diese werden direkt aus der Nacharbeits-Datenbank ermittelt.
Folgende Fehlergruppen, Simulations-Nutzungsdauer-Faktoren und Durchschnittswerten für die Dauer wurden festgelegt:
Die Fortbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt folgende Schritte:
So wie oben beschrieben werden Fertigungsobjekte, die im Referenz-Zeitraum den Teilprozeß 100.8 verlassen haben, ausgewählt. Die Anfangs- und Ende-Zeiträume der ausgewählten Fertigungsobjekte werden auf den Vorhersage-Zeitraum übertragen, wie dies in 8 veranschaulicht ist. Die durch Übertragung ermittelten Ende-Zeitpunkte, z. B. der Ende-Zeitpunkt 430.1, werden durch Simulations-Ende-Zeitpunkte ersetzt. Hierzu wird für jedes ausgewählte eine Simulations-Nutzungszeit innerhalb des Vorhersage-Zeitraums ermittelt.
In den angewendeten Berechnungsvorschriften werden folgende Bezeichnungen verwendet:
Falls an einem Fertigungsobjekt j keine Nacharbeit im Teilprozeß 100.8 durchgeführt wurde, so ist NZ[j] = 0 und E[j] der Zeitpunkt, an dem die Standard-Bearbeitung des Fertigungsobjekts j abgeschlossen wurde. In jedem Fall ist NZ [j] = E [j] – A [j] . Weiterhin gilt offensichtlich: NZ[j] = NZ[j,1] + ... + NZ[j,N],weil jeder Fehler genau einer Fehlergruppe angehört und jede Nacharbeit wegen eines Fehlers der N Fehlergruppen ausgeführt wird.
Die Werte für Hf_Ref[i] werden direkt aus den Datensätzen in der Nacharbeits-Datenbank ermittelt. Falls für jedes Fertigungsobjekt j und jede Fehlergruppe i protokolliert wurde, wann die Nacharbeiten am Fertigungsobjekt j zur Beseitigung der Fehlergruppe i begonnen und wann sie beendet wurden, so wird NZ[j,i] direkt aus den protokollierten und in der Nacharbeits-Datenbank abgespeicherten Datensätzen gewonnen. Falls dies nicht der Fall ist, wird davon ausgegangen, daß die Fehler sich gleichmäßig auf alle Fertigungsobjekte verteilen. Eine Näherungslösung wird wie folgt bestimmt:
Vereinfachend wird davon ausgegangen, daß die Veränderungen zwischen der Baureihe A und der Baureihe B sich im Durchschnitt gleichmäßig auf alle ausgewählten Fertigungsobjekte auswirken. Die Simulations-Nutzungsdauer-Faktoren verändern proportional die Auftretens-Häufigkeiten der Fehlergruppen. Daher wird folgende Rechenvorschrift angewendet:
Der Simulations-Ende-Zeitpunkt wird wie folgt bestimmt: E_sim [j] = A_üb [j] + NZ_sim [j]
Anschließend wird – analog zu dem durch 8 illustrierten Verfahren – für jeden Tag des Vorhersage-Zeitraums ermittelt, wie viele der ausgewählten Fertigungsobjekte einen Nacharbeitsplatz nutzen. Hierfür wird eine Menge T_1,...,T_m von Zeitpunkten, z. B. die vollen Stunden, des Tages bestimmt und für jeden dieser Zeitpunkte T k ermittelt, an wie vielen Fertigungsobjekten zum Zeitpunkt T k Nacharbeit - im Teilprozeß 100.8 ausgeführt wird, indem automatisch gezählt wird, für wie viele Fertigungsobjekte j gilt: A_üb [j ] <= T_k <= E_sim [j].
Ein Zeitpunkt mit der größten Anzahl von Fertigungsobjekten, an denen Nacharbeit ausgeführt wird, wird ermittelt. Die Anzahl an diesem Zeitpunkt liefert den Wert des Vorhersage-Nutzungsverlaufs am jeweiligen Tag des Vorhersage-Zeitraums.
Sei NA[k] dieser Wert des Vorhersage-Nutzungsverlaufs am Tag V_k des Vorhersage-Zeitraums, also die vorhergesagte Anzahl der am Tag V_k benötigten Nacharbeitsplätze im Teilprozeß 100.8. Zusätzlich wird näherungsweise ermittelt, wie viele dieser Nacharbeitsplätze für die Beseitigung welcher Fehlergruppe benötigt wird. Diese Vorhersage erlaubt es beispielsweise, rechtzeitig benötigtes Werkzeug oder benötigte Ersatzteile bereitzustellen.
Sei NA[k,i] die Anzahl von Nacharbeitsplätzen, die am Tag V_k zur Beseitigung von Fehlern der Fehlergruppe i benötigt werden. NA[k,i] wird durch folgende Rechenvorschrift bestimmt:
Zu mindestens einem Zeitpunkt T des Vorhersage-Zeitraums wird ermittelt, wie viele Fertigungsobjekte der neuen Baureihe A bis zum Zeitpunkt T die Standard-Bearbeitung im Teilprozeß 100.8 durchlaufen haben und einer Qualitätskontrolle unterzogen wurden. Weiterhin wird für jede Fehlergruppe i ermittelt, an wie vielen dieser Fertigungsobjekte mindestens ein Fehler der Fehlergruppe i aufgetreten ist. Beide Werte werden vorzugsweise aus Betriebsdaten, die laufend protokolliert werden, automatisch ermittelt. Sei Hf Ist[i] der Anteil der Fer tigungsobjekte mit Fehlergruppe i an allen bis zum Zeitpunkt T geprüften Fertigungsobjekten.
Der für die Fehlergruppe i vorgegebene Simulations-Nutzungsdauer-Faktor SNF[i] wird mit Hilfe von Hf Ist[i] korrigiert oder ersetzt, beispielsweise indem in der obigen Berechnungsvorschrift anstelle SNF[i] einer der folgenden Ausdrücke verwendet wird: Hf_Ist [i]/Hf_Ref [i]oder Hf_Ist [i]/Hf_Ref [i]·SNF [i]
Diese Korrektur oder Ersetzung läßt sich für mehrere Zeitpunkte des Vorhersage-Zeitraums durchführen. Damit wird ein systematisches Verfahren angewendet, um die Ergebnisse von Qualitätskontrollen im Vorhersage-Zeitraum in die Vorhersage einfließen zu lassen.
Durch die bislang beschriebenen Ausführungsformen wird ein Nutzungsverlauf der Ressource Nacharbeitsplätze für den Vorhersage-Zeitraum vorhergesagt. Eine Fortbildung der Erfindung sieht vor, daß automatisch ermittelt wird, ob und wenn ja an welchen Tagen des Vorhersage-Zeitraums wie viele Nacharbeitsplätze fehlen werden. Hierfür wird ein Soll-Produktionsverlauf für die Baureihe A im Vorhersage-Zeitraum vorgegeben. 2 zeigt beispielhaft eine Soll-Anlaufkurve als Beispiel eines Soll-Produktionsverlaufs.
Durch Analyse von Betriebsprotokollen für verschiedene Baureihen während der gesamten Produktionszeit wird ein funktionaler Zusammenhang zwischen

– der Anzahl von pro Basis-Zeitspanne fertiggestellten Fertigungsobjekten
– und der Anzahl von gleichzeitig im Teilprozeß 100.8 befindlichen Fertigungsobjekten.

ermittelt. Vorzugsweise wird die Anzahl fertiggestellter Fertigungsobjekte auf einen normierten Arbeitstag bezogen und damit berücksichtigt, daß die Betriebsnutzungszeit an manchen Tagen länger ist als an anderen. Hierfür werden eine Produktions-Tabelle für den Teilprozeß 100.8 und eine Tabelle mit Betriebsnutzungszeiten verwendet. Die Produktions-Tabelle gibt für jeden Tag eines repräsentativen Zeitraums an, wie viele Fertigungsobjekte jeweils an dem Tag den Teilprozeß 100.8 verlassen haben. Der repräsentative Zeitraum ist vorzugsweise deutlich länger als der Referenz-Zeitraum und besteht ausschließlich aus Arbeitstagen, also keinen Feiertagen. Berücksichtigt werden Fertigungsobjekte der Baureihe B und anderer Baureihen. Die Betriebsnutzungszeiten-Tabelle gibt für jeden Tag des repräsentativen Zeitraums an, wie viele Arbeitsstunden dieser Tag umfaßte. Für jeden Tag des repräsentativen Zeitraums und für jede berücksichtigte Baureihe wird die Anzahl der Fertigungsobjekte, die an diesem Tag den Teilprozeß 100.8 verlassen haben, als Prozentzahl der Soll-Produktionsanzahl („Kammlinie") für diese Baureihe ermittelt. Diese Prozentzahl wird durch die und Anzahl der Betriebsstunden an diesem Tag dividiert. Der so berechnete Quotient wird mit der durchschnittlichen Anzahl der Arbeitsstunden pro Tag multipliziert. Dadurch wird für jeden Tag des repräsentativen Zeitraums eine normierte Anzahl von Fertigungsobjekten der Baureihe, die den Teilprozeß 100.8 an dem Tag verlassen, ermittelt, und zwar als Prozentsatz der Soll-Produktionsanzahl („Kammlinie") ausgedrückt.
Diese Rechenschritte werden gemäß folgender Formel ausgeführt.
wobei
– Anzahl norm[BR,i]: normierte und als Prozentsatz ausgedrückte Anzahl der Fertigungsobjekte der Baureihe BR, die den Teilprozeß 100.8 am Tag i verlassen haben
– Anzahl[BR,i]: Anzahl der Fertigungsobjekte der Baureihe BR, die den Teilprozeß 100.8 am Tag i verlassen haben
– BNZ[i]: Betriebsnutzungszeit in Stunden am Tag i
– BNZ: durchschnittliche tägliche Betriebsnutzungszeit in Stunden
– SPZ[BR]: Soll-Produktionsanzahl der Baureihe BR
Außerdem wird für jeden Tag des repräsentativen Zeitraums ermittelt, wie viele Fertigungsobjekte der jeweiligen Baureihe sich an diesem Tag gleichzeitig im Teilprozeß 100.8 befanden. Hierfür wird die oben beschriebene Fertigungs-Datenbank verwendet, jedoch Fertigungsobjekte verschiedener Baureihen berücksichtigt. Auch die Anzahl wird als Prozentsatz der Soll-Produktionsanzahl umgerechnet. Dadurch werden die Einflüsse unterschiedlicher Soll-Produktionsanzahlen für unterschiedliche Baureihen eliminiert.
Die Ermittlung der Anzahl wird am Beispiel der 9 erläutert. Auf der x-Achse sind mehrere Tage eines repräsentativen Zeitraums aufgetragen. Die zwölf Fertigungsobjekte gehören derselben Baureihe C an. Am Tag 10 befanden sich maximal 7 Fertigungsobjekte der Baureihe C im Teilprozeß 100.8, nämlich ab dem Zeitpunkt 510.10. Am Tage 11 befanden sich maximal 9 Fertigungsobjekte im Teilprozeß 100.8, nämlich zu den Zeitpunkten 510.11 und 510.12.
Insgesamt werden damit für jeden Tag des repräsentativen Zeitraums und für jede berücksichtigte Baureihe folgende beiden Werte ermittelt:

– die normierte und als Prozentsatz ausgedrückte Anzahl der Fertigungsobjekte der Baureihe, die den Teilprozeß 100.8 an dem Tag verlassen haben,
– und die normierte und als Prozentsatz ausgedrückte Anzahl der Fertigungsobjekte der Baureihe, die sich an dem Tag gleichzeitig im Teilprozeß 100.8 befanden.

Aus diesen Daten wird der oben erwähnte funktionale Zusammenhang wenigstens näherungsweise ermittelt. 10 illustriert diese Ermittlung. Die x-Achse steht für die normierte und als Prozentsatz ausgedrückte Anzahl der Fertigungsobjekte der Baureihe, die sich gleichzeitig im Teilprozeß befinden. Die y-Achse steht für die normierte und als Prozentsatz ausgedrückte Anzahl der Fertigungsobjekte der Baureihe, die den Teilprozeß 100.8 verlassen haben. Für jeden Tag und jede Baureihe werden die beiden werte, die wie oben beschrieben ermittelt wurden, in dieses x-y-Diagramm eingetragen. Eine Regressionsgerade 530, die durch den Nullpunkt dieses Diagramms verläuft, wird ermittelt und als funktionaler Zusammenhang verwendet.
Die Regressionsgerade liefert einen funktionalen Zusammenhang für die Anzahl von Fertigungsobjekte, die von einem Teilprozeß fertiggestellt werden können, in Abhängigkeit von der Anzahl von Fertigungsobjekten, die sich in einem Teilprozeß befinden.
Der funktionale Zusammenhang wird – bei Bedarf auch mehrmals
– dazu verwendet, um aus einem vorgegebenen Soll-Produktionsverlauf einen Soll-Bestandsverlauf abzuleiten. Beide Verläufe beziehen sich auf die 90 Tage V_1,..., V_90 des Vorhersage-Zeitraums. Der Soll-Produktionsverlauf legt in diesem Beispiel fest, wie die Anzahl der Fertigungsobjekte, die täglich den Teilprozeß 100.8 verlassen, von Null auf die Soll-Produktionsanzahl von 1000 Fahrzeugen pro Tag gesteigert wird. Der Soll-Bestandsverlauf gibt für jeden Tag des Vorhersage-Zeitraums an, wie viele Fertigungsobjekte sich an dem Tag bei Realisierung dieses Soll-Produktionsverlaufs gleichzeitig im Teilprozeß 100.8 befinden.
11 illustriert diese Ableitung des Soll-Bestandsverlaufs aus dem Soll-Produktionsverlauf. 1000 Fahrzeuge pro Tag sind 100% der Soll-Produktionsanzahl. Das linke Diagramm in
11 zeigt den vorgegebenen Soll-Produktionsverlauf, das rechte Diagramm den funktionalen Zusammenhang, nämlich die Regressionsgerade 530. Im linken Diagramm sind auf der x-Achse die Tage des Vorhersage-Zeitraums eingetragen, auf der y-Achse die am Tag jeweils zu erreichende Anzahl produzierter Fahrzeuge. Im rechten Diagramm sind auf der x-Achse die normierten Anzahlen der Fertigungsobjekte, die sich gleichzeitig im Teilprozeß 100.8 befinden, und auf der y-Achse die normierten Anzahlen der Fertigungsobjekte, die den Teilprozeß 100.8 verlassen haben Der Punkt 540.1 legt fest, wie viele Fertigungsobjekte am Tag V_50 den Teilprozeß 100.8 verlassen sollen. Diese Anzahl wird in einen Prozentsatz von 540% der Soll-Produktionsanzahl von 1000 Fahrzeugen pro Tag umgerechnet. Zu diesem Prozentsatz gehört der Punkt 540.2 auf der Regressionsgerade 530. Abgeleitet wird ein Bestand von 80% der Soll-Produktionsanzahl Fertigungsobjekten, die sich am Tag V_50 gleichzeitig im Teilprozeß 100.8 befinden. Bei 1000 Fahrzeugen pro Tag sind dies 800 Fahrzeuge.
Ein Fertigungsobjekt im Teilprozeß 100.8 durchläuft zunächst den Standard-Bearbeitungsprozeß. Ist es fehlerhaft, wird es einem Nacharbeitsplatz zugeführt. Ein Fertigungsobjekt im Teilprozeß 100.8 befindet sich daher entweder auf einem Bearbeitungs- oder einem Nacharbeitsplatz. Die Anzahl von Fertigungsobjekten einer Baureihe, die sich gleichzeitig im Teilprozeß 100.8 befindet, ist daher gleich der Anzahl der durch die Baureihen belegten Bearbeitungsplätze und Nacharbeitsplätze. 12 veranschaulicht die Anzahl von Plätzen im Teilprozeß 100.8, die zur Erreichung des vorgegebenen Soll-Produktionsverlaufs, benötigt wird. Diese Anzahl wird wie in 11 erläutert durch Invertierung des funktionalen Zusammenhangs ermittelt. Auf der x-Achse sind die Tage des Vorhersage-Zeitraums aufgetragen, auf der y-Achse die Anzahl von gemäß der Vorhersage benötigter Nacharbeitsplätze.
Mit Hilfe der oben beschriebenen Fertigungs-Datenbank wird so wie oben beschrieben für jeden Tag des Referenz-Zeitraums ermittelt, wie viele Fertigungsobjekte der alten Baureihe B sich an dem Tag im Teilprozeß B befanden. Hieraus wird durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Vorhersage für die Anzahl der Fertigungsobjekte der neuen Baureihe A, die sich im Vorhersage-Zeitraum im Teilprozeß 100.8 befinden. Bei dieser Anwendung des Verfahrens ist die Ressource der Teilprozeß 100.8 selber, und die Nutzung der Ressource ist gleichbedeutend mit dem Aufenthalt im Teilprozeß 100.8.
13 veranschaulicht im linken Diagramm die Daten, die aus der Fertigungs-Datenbank für die alte Baureihe B gewonnen werden, und im rechten Diagramm die Vorhersage der Nutzung der Ressource „Teilprozeß 100.8" und für den Vorhersage-Zeitraum. Im linken Diagramm sind auf der x-Achse die Tage des Referenz-Zeitraums eingetragen, auf der y-Achse Fertigungsobjekte der Baureihe B und deren Aufenthalts-Zeitspannen im Teilprozeß 100.8. Im rechten Diagramm sind auf der x-Achse die Tage des Vorhersage-Zeitraums eingetragen, auf der y-Achse die Anzahl von Fertigungsobjekte, die sich gleichzeitig im Teilprozeß 100.8 befinden.
Die erfindungsgemäß ermittelte Vorhersage wird mit dem Bedarf an Plätzen im Teilprozeß verglichen, der aufgrund des Soll-Produktionsverlaufs im Vorhersage-Zeitraum ermittelt wurde. 14 veranschaulicht das Ergebnis dieses Vergleichs, der wie alle anderen zuvor beschriebenen Schritte vorzugsweise vollautomatisch mit Hilfe eines Arbeitsplatzrechners durchgeführt wird. In dasselbe Diagramm sind die erfindungsgemäß ermittelte Vorhersage aus 13 und der Bedarf, der wie in 12 gezeigt aufgrund des Soll-Produktionsverlaufs bestimmt wurde, eingetragen. Die Vorhersage ist durch senkrechte Schraffur, der Bedarf durch waagrechte Schraffur gekennzeichnet. Auf der x-Achse sind die Tage des Vorhersage-Zeitraums eingetragen, auf der y-Achse die Anzahl der jeweils benötigten Nacharbeitsplätze.
Im Beispiel der 14 ergibt der Vergleich, daß an den meisten Tagen des Vorhersage-Zeitraums genügend Plätze zur Verfügung stehen werden, um den Soll-Produktionsverlauf zu erreichen. An den drei mit senkrechten Pfeilen gekennzeichneten Tagen werden hingegen gemäß der Vorhersage nicht genügend Plätze zur Verfügung stehen. An diesen drei Tagen übersteigt der Bedarf die Vorhersage.
Eine mögliche Abhilfe ist die, die Anzahl der Plätze, die im Teilprozeß 100.8 für die neue Baureihe A im Vorhersage-Zeitraum zur Verfügung gestellt werden, zu erhöhen.
Eine weitere mögliche Abhilfe ist die, den Soll-Produktionsverlauf zu reduzieren. Ein systematischer und nachvollziehbarer Weg, dies zu tun, ist der, das in 11 illustrierte Vorgehen umzukehren. Ausgehend von der in
13 rechts gezeigten Vorhersage des Nutzungsverlaufs, also der vorhergesagten Anzahl von Plätzen im Teilprozeß 100.8, wird mit Hilfe der Regressionsgerade 530 der maximal erreichbare Soll-Produktionsverlauf abgeleitet.
Bezugszeichenliste

Claims

Verfahren zur automatischen Vorhersage des Bedarfs an einer Ressource (200), die in einem technischen Fertigungsprozeß (100.8) zur Herstellung unterscheidbarer Fertigungsobjekte eines Produkt-Typs benutzt wird, wobei – ein Vorhersage-Zeitraum, auf den sich die Bedarfs-Vorhersage bezieht, – eine Soll-Produktionsanzahl (300.1), welche die durchschnittliche Anzahl der während einer Basis-Zeitspanne fertigzustellenden Fertigungsobjekte des Produkt-Typs angibt, – ein Referenz-Typ von Fertigungsobjekten (10.1,...), die vom Fertigungsprozeß (100.8) unter Nutzung der Ressource in einem Referenz-Zeitraum fertiggestellt wurden, – eine Referenz-Soll-Produktionsanzahl, welche die durchschnittliche Anzahl der während einer Basis-Zeitspanne fertigzustellenden Fertigungsobjekte des Referenz-Typs angibt, und – eine Zuordnungs-Vorschrift, die jedem Zeitpunkt des Referenz-Zeitraums einen entsprechenden Zeitpunkt des Vorhersage-Zeitraums zuordnet, vorgegeben sind und das Verfahren folgende Schritte umfaßt, die unter Verwendung einer Datenverarbeitungsanlage durchgeführt werden: a) für jedes Fertigungsobjekt des Referenz-Typs, das im Referenz-Zeitraum die Ressource nutzte, Ermitteln der Referenz-Nutzungs-Zeitspanne, in der das Fertigungsobjekt während des Referenz-Zeitraums die Ressource nutzte, b) Berechnen eines Referenz-Nutzungsverlaufs der Ressource im Referenz-Zeitraum, wobei für mehrere Referenz-Zeitpunkte (500.11, 500.12) des Referenz-Zeitraums mit Hilfe der Referenz-Nutzungs-Zeitspannen die Anzahl von Fertigungsobjekten ermittelt wird, die zum jeweiligen Referenz-Zeitpunkt gleichzeitig die Ressource nutzen, c) Erzeugen eines Vorhersage-Nutzungsverlaufs der Ressource (200) für den Vorhersage-Zeitraum und für den Produkt-Typ, wobei für jeden Referenz-Zeitpunkt des Referenz-Zeitraums, für den die Anzahl nutzender Fertigungsobjekte ermittelt wird, – der zugeordnete Vorhersage-Zeitpunkt des Vorhersage-Zeitraums bestimmt wird, – das Produkt aus der Anzahl der Fertigungsobjekte, die zum Referenz-Zeitpunkt die Ressource nutzten, und dem Quotienten aus Soll-Produktionsanzahl (300.1) und Referenz-Soll-Produktionsanzahl bestimmt wird, – und das Produkt als Wert des vorhergesagten Nutzungsverlaufs zum zugeordneten Vorhersage-Zeitpunkt verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß – ein Simulations-Nutzungsdauer-Faktor vorgegeben ist, der die Veränderung der Ressourcen-Nutzung im Vorhersage-Zeitraum für den Produkt-Typ gegenüber der im Referenz-Zeitraum für den Referenz-Typ angibt, – und als Wert des vorhergesagten Nutzungsverlaufs zum Vorhersage-Zeitpunkt das Produkt aus – der Anzahl von Fertigungsobjekten, die zum Referenz-Zeitpunkt die Ressource nutzen, – dem Quotienten – und dem Simulations-Nutzungsdauer-Faktor verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß – ein Simulations-Nutzungsdauer-Faktor vorgegeben ist, der die Veränderung der Ressourcen-Nutzung im Vorhersage-Zeitraum für den Produkt-Typ gegenüber der im Referenz-Zeitraum für den Referenz-Typ angibt, – für jedes die Ressource nutzende Fertigungsobjekt eine Simulations-Nutzungs-Zeitspanne dergestalt berechnet wird, daß ihre Länge gleich dem Produkt aus Simulations-Nutzungsdauer-Faktor und Länge der Referenz-Nutzungs-Zeitspanne ist, – und die Simulations-Nutzungs-Zeitspanne anstelle der Referenz-Nutzungs-Zeitspanne verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß – die Soll-Produktionsanzahl kleiner als die Referenz-Soll-Produktionsanzahl ist, – aus allen Fertigungsobjekten des Referenz-Typs, die im Referenz-Zeitraum die Ressource nutzten, eine Menge von Fertigungsobjekten dergestalt ausgewählt wird, daß der Anteil der ausgewählten Fertigungsobjekte an allen nutzenden Fertigungsobjekten dem Quotienten aus Soll-Produktionsanzahl und Referenz-Soll-Produktionsanzahl nahekommt, – die Ermittlung der Referenz-Nutzungs-Zeitspannen für die ausgewählten Fertigungsobjekte durchgeführt wird – und als Wert des Referenz-Nutzungsverlaufs zu einem Referenz-Zeitpunkt die Anzahl derjenigen ausgewählten Fertigungsobjekte, die zum Referenz-Zeitpunkt die Ressource nutzten, verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß – ein Simulations-Nutzungsdauer-Faktor vorgegeben ist, der die Veränderung der Ressourcen-Nutzung im Vorhersage-Zeitraum für den Produkt-Typ gegenüber der im Referenz-Zeitraum für den Referenz-Typ angibt, – und als Wert des vorhergesagten Nutzungsverlaufs zum Vorhersage-Zeitpunkt das Produkt aus – der Anzahl von ausgewählten Fertigungsobjekten, die zum Referenz-Zeitpunkt die Ressource nutzten, – und dem Simulations-Nutzungsdauer-Faktor verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß – ein Simulations-Nutzungsdauer-Faktor vorgegeben ist, der die Veränderung der Ressourcen-Nutzung im Vorhersage-Zeitraum für den Produkt-Typ gegenüber der im Referenz-Zeitraum für den Referenz-Typ angibt, – für jedes ausgewählte und die Ressource nutzende Fertigungsobjekt eine Simulations-Nutzungs-Zeitspanne dergestalt ermittelt wird, daß ihre Länge gleich dem Produkt aus Simulations-Nutzungsdauer-Faktor und Länge der Referenz-Nutzungs-Zeitspanne ist, – und für jedes ausgewählte und die Ressource nutzende Fertigungsobjekt die Simulations-Nutzungs-Zeitspanne anstelle der Referenz-Nutzungs-Zeitspanne verwendet wird.
Verfahren zur automatischen Vorhersage des Bedarfs an einer Ressource (200), die in einem technischen Fertigungsprozeß (100.8) zur Herstellung unterscheidbarer Fertigungsobjekte eines Produkt-Typs benutzt wird, wobei – ein Vorhersage-Zeitraum, auf den sich die Bedarfs-Vorhersage bezieht, – eine Soll-Produktionsanzahl (300.1), welche die durchschnittliche Anzahl der während einer Basis-Zeitspanne fertigzustellenden Fertigungsobjekte des Produkt-Typs angibt, – ein Referenz-Typ von Fertigungsobjekten (10.1,...), die vom Fertigungsprozeß (100.8) unter Nutzung der Ressource in einem Referenz-Zeitraum fertiggestellt wurden, – eine Referenz-Soll-Produktionsanzahl, welche die durchschnittliche Anzahl der während einer Basis-Zeitspanne fertigzustellenden Fertigungsobjekte des Referenz-Typs angibt, und – eine Zuordnungs-Vorschrift, die jedem Zeitpunkt des Referenz-Zeitraums einen entsprechenden Zeitpunkt des Vorhersage-Zeitraums zuordnet, vorgegeben sind und das Verfahren folgende Schritte umfaßt, die unter Verwendung einer Datenverarbeitungsanlage durchgeführt werden: a) für jedes Fertigungsobjekt des Referenz-Typs, das im Referenz-Zeitraum die Ressource nutzte, – Ermitteln der Referenz-Nutzungs-Zeitspanne, in der das Fertigungsobjekt während des Referenz-Zeitraums die Ressource nutzte, – Berechnen einer Vorhersage-Nutzungs-Zeitspanne, in der das Fertigungsobjekt bei einer Fertigung im Vorhersage-Zeitraum die Ressource nutzen würde, wobei die Berechnung mit Hilfe der Referenz-Nutzungs-Zeitspanne und des Zeitpunkts im Vorhersage-Zeitraum, der dem Anfangs-Zeitpunkt der Referenz-Nutzungs-Zeitspanne zugeordnet ist, durchgeführt wird, b) Erzeugen eines Vorhersage-Nutzungsverlaufs der Ressource (200) für den Vorhersage-Zeitraum und für den Produkt-Typ, wobei für mehrere Vorhersage-Zeitpunkte des Vorhersage-Zeitraums – mit Hilfe der Vorhersage-Nutzungs-Zeitspannen die Anzahl von Fertigungsobjekten, die zum jeweiligen Vorhersage-Zeitpunkt gleichzeitig die Ressource nutzen würden, berechnet wird, – das Produkt aus der Anzahl der Fertigungsobjekte, die zum Vorhersage-Zeitpunkt die Ressource nutzen würden, und dem Quotienten aus Soll-Produktionsanzahl (300.1) und Referenz-Soll-Produktionsanzahl bestimmt wird, – und das Produkt als Wert des vorhergesagten Nutzungsverlaufs zum zugeordneten Vorhersage-Zeitpunkt verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Vorhersage-Nutzungs-Zeitspanne so berechnet wird, daß – ihr Anfangs-Zeitpunkt gleich demjenigen Zeitpunkt des Vorhersage-Zeitraums ist, der dem Anfangs-Zeitpunkt der Referenz-Nutzungs-Zeitspanne zugeordnet ist, – und ihre Länge gleich der Länge der Referenz-Nutzungs-Zeitspanne ist.
Verfahren nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß – die Ressource eine Menge von im Fertigungsprozeß verfügbaren Bearbeitungseinrichtungen für die Ausführung eines Bearbeitungsschrittes an den Fertigungsobjekten ist, – als Referenz-Nutzungs-Zeitspanne eines Fertigungsobjekts die Zeitspanne, in der das Fertigungsobjekt eine Bearbeitungseinrichtung der Menge nutzt, ermittelt wird, und – als Vorhersage-Nutzungs-Zeitspanne eines Fertigungsobjekts diejenige Zeitspanne, in der das Fertigungsobjekt eine Bearbeitungseinrichtung der Menge nutzen würde, berechnet wird, und – beim Erzeugen des Vorhersage-Nutzungsverlaufs die Anzahl von Fertigungsobjekten, an denen zum jeweiligen Vorhersage-Zeitpunkt gleichzeitig der Bearbeitungsschritt ausgeführt werden würde, berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß – ein Simulations-Nutzungsdauer-Faktor vorgegeben ist, der die Veränderung der Ressourcen-Nutzung im Vorhersage-Zeitraum für den Produkt-Typ gegenüber der im Referenz-Zeitraum für den Referenz-Typ angibt, – und die Vorhersage-Nutzungs-Zeitspanne für ein Fertigungsobjekt dergestalt berechnet wird, daß ihre Länge gleich dem Produkt aus Simulations-Nutzungsdauer-Faktor und Länge der Referenz-Nutzungs-Zeitspanne des Fertigungsobjekts ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß – die Soll-Produktionsanzahl kleiner als die Referenz-Soll-Produktionsanzahl ist, – aus allen Fertigungsobjekten des Referenz-Typs, die im Referenz-Zeitraum die Ressource nutzten, eine Menge von Fertigungsobjekten dergestalt ausgewählt wird, daß der Anteil der ausgewählten Fertigungsobjekte an allen nutzenden Fertigungsobjekten dem Quotienten aus Soll-Produktionsanzahl und Referenz-Soll-Produktionsanzahl nahekommt, – die Ermittlung der Referenz-Nutzungs-Zeitspannen und die Berechnung der Vorhersage-Nutzungs-Zeitspannen für die ausgewählten Fertigungsobjekte durchgeführt wird – und als Wert des vorhergesagten Nutzungsverlaufs zu einem Vorhersage-Zeitpunkt die Anzahl derjenigen ausgewählten Fertigungsobjekte, die zum Vorhersage-Zeitpunkt die Ressource nutzen würden, verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, – ein Simulations-Nutzungsdauer-Faktor vorgegeben ist, der die Veränderung der Ressourcen-Nutzung im Vorhersage-Zeitraum für den Produkt-Typ gegenüber der im Referenz-Zeitraum für den Referenz-Typ angibt, – und als Wert des vorhergesagten Nutzungsverlaufs zum Vorhersage-Zeitpunkt das Produkt aus – der Anzahl von ausgewählten Fertigungsobjekten, die zum Vorhersage-Zeitpunkt die Ressource nutzen würden, – und dem Simulations-Nutzungsdauer-Faktor verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl von Fertigungsobjekten mit Hilfe eines vorgegebenen Auswahl-Kriteriums, das – von Eigenschaften der Fertigungsobjekte und/oder – von Fertigungsschritten, die bei der Herstellung der Fertigungsobjekte ausführbar sind, abhängt, durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 3, 5, 6, 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß für mindestens einen Vorhersage-Zeitpunkt des Vorhersage-Zeitraums ermittelt wird, wie viele Fertigungsobjekte des Produkt-Typs die Ressource zum Vorhersage-Zeitpunkt tatsächlich nutzten, und der Simulations-Nutzungsdauer-Faktor als Quotient aus – der Anzahl der Fertigungsobjekte, welche die Ressource zum Vorhersage-Zeitpunkt tatsächlich nutzten, und – der für den Vorhersage-Zeitpunkt vorhergesagten Anzahl nutzender Fertigungsobjekte berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß – die Ressource der Fertigungsprozeß selber ist und – für jedes Fertigungsobjekt des Referenz-Typs, das sich zum Referenz-Zeitpunkt im Fertigungsprozeß befand, als Referenz-Nutzungs-Zeitspanne diejenige Zeitspanne, in der sich das Fertigungsobjekt im Fertigungsprozeß befand, ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß – die Ressource eine Menge von im Fertigungsprozeß verfügbaren Bearbeitungseinrichtungen für die Ausführung eines Bearbeitungsschrittes an den Fertigungsobjekten ist und – als Referenz-Nutzungs-Zeitspanne eines Fertigungsobjekts die Zeitspanne, in der das Fertigungsobjekt eine Bearbeitungseinrichtung der Menge nutzte, ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß für mindestens ein Fertigungsobjekt, an dem im Referenz-Zeitraum der Fertigungsschritt ausgeführt wurde, die Verweil-Zeitspanne, in der das Fertigungsobjekt sich im Fertigungsprozeß befindet, ermittelt wird, und die Referenz-Nutzungs-Zeitspanne des Fertigungsobjekts näherungsweise unter Verwendung – der Verweil-Zeitspanne – einer vorgegebenen Schätzung für die durchschnittlich für die Ausführung des Bearbeitungsschrittes an einem Fertigungsobjekt des Produkt-Typs benötigte Zeitdauer und – einer vorgegebenen Schätzung für die Positionierung der Zeitspanne der Ressourcen-Nutzung relativ zur Verweil-Zeitspanne eines Fertigungsobjekts des Produkt-Typs im Fertigungsprozeß ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß – ein Soll-Nutzungsverlauf vorgegeben wird, der für mehrere Vorhersage-Zeitpunkte des Vorhersage-Zeitraums jeweils eine obere Schranke für die Anzahl von Fertigungsobjekten des Produkt-Typs, die zum jeweiligen Vorhersage-Zeitpunkt die Ressource nutzen, vorgibt, – und ein Differenz-Nutzungsverlauf ermittelt wird, indem für jeden Vorhersage-Zeitpunkt die Differenz aus oberer Schranke und Wert des Vorhersage-Nutzungsverlaufs zum Vorhersage-Zeitpunkt berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß – die Ressource der Fertigungsprozeß selber ist, – als Soll-Nutzungsverlauf für mehrere Vorhersage-Zeitpunkte des Vorhersage-Zeitraums vorgegeben wird, wie viele Fertigungsobjekte des Produkt-Typs sich zum jeweiligen Vorhersage-Zeitpunkt höchstens im Fertigungsprozeß befinden dürfen, – ein Soll-Produktionsverlauf vorgegeben wird, der für jeden Vorhersage-Zeitpunkt vorgibt, wie viele Fertigungsobjekte des Produkt-Typs während der Basis-Zeitspanne jeweils fertigzustellen sind, – ein funktionaler Zusammenhang zwischen – der Anzahl von pro Basis-Zeitspanne fertiggestellten Fertigungsobjekten – und der Anzahl von gleichzeitig im Fertigungsprozeß befindlichen Fertigungsobjekten ermittelt wird – und der Soll-Nutzungsverlauf aus dem Soll-Produktionsverlauf und dem funktionalen Zusammenhang ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß – die Ressource der Fertigungsprozeß selber ist, – ein funktionaler Zusammenhang zwischen – der Anzahl von gleichzeitig im Fertigungsprozeß befindlichen Fertigungsobjekten – und der Anzahl von pro Basis-Zeitspanne fertiggestellten Fertigungsobjekten ermittelt wird – und aus dem vorhergesagten Nutzungsverlauf des Fertigungsprozesses und dem funktionalen Zusammenhang ein maximal erreichbarer Produktionsverlauf für den Vorhersage-Zeitraum berechnet wird, – wobei für mehrere Vorhersage-Zeitpunkte berechnet wird, wie viele Fertigungsobjekte des Produkt-Typs während der Basis-Zeitspanne jeweils höchstens fertiggestellt werden können.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß – der Anteil derjenigen Fertigungsobjekte des Produkt-Typs, an denen der Bearbeitungsschritt durchgeführt wird, an den Fertigungsobjekten des Produkt-Typs, die sich im Referenz-Zeitraum im Fertigungsprozeß befanden, wenigstens näherungsweise ermittelt wird – und die Schätzung für die durchschnittliche Ausführungszeit mit dem Anteil multipliziert und das Produkt anstelle der Schätzung der Ausführungszeit verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß – die Ressource eine Menge von Stellplätzen im Fertigungsprozeß für Fertigungsobjekte des Produkt-Typs ist und – für jedes Fertigungsobjekt des Referenz-Typs, das im Referenz-Zeitraum einen Stellplatz der Menge nutzte, als Referenz-Nutzungs-Zeitspanne diejenige Zeitspanne, in der das Fertigungsobjekt auf einem Stellplatz der Menge gelagert wurde, ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß – die Ressource eine Menge von Teil-Ressourcen ist, die zur Behebung einer bestimmten Menge von Fehlern am Fertigungsobjekt benötigt wird, und – für jedes Fertigungsobjekt des Referenz-Typs, an dem im Referenz-Zeitraum im Fertigungsprozeß mindestens ein Fehler der Fehler-Menge aufgetreten ist, als Referenz-Nutzungs-Zeitspanne diejenige Zeitspanne, in der die Beseitigung des Fehlers am Fertigungsobjekt durchgeführt wird, ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß aus der tatsächlichen Nutzungsdauer Pausen herausgerechnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Fertigungsprozeß Teil eines Herstellungsprozesses zur Herstellung unterscheidbarer Exemplare eines technischen Produkts ist und die Fertigungsobjekte Exemplare – des technischen Produkts – oder eines Zwischenprodukts, das bei der Herstellung des technischen Produkts entsteht, sind.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die folgende Bestandteile umfaßt: – Mittel zur Ermittlung der Referenz-Nutzungs-Zeitspannen, in denen die Fertigungsobjekte im Referenz-Zeitraum die Ressource nutzten, – Mittel zur Berechnung des Referenz-Nutzungsverlaufs der Ressource im Referenz-Zeitraum und – Mittel zur Erzeugung der Vorhersage des Nutzungsverlaufs der Ressource für den Vorhersage-Zeitraum.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 7 bis 14, die folgende Bestandteile umfaßt: – Mittel zur Ermittlung der Referenz-Nutzungs-Zeitspannen, in denen die Fertigungsobjekte im Referenz-Zeitraum die Ressource nutzten, – Mittel zur Berechnung der Vorhersage-Nutzungs-Zeitspannen, in denen die Fertigungsobjekte im Vorhersage-Zeitraum die Ressource nutzen würden, und – Mittel zur Erzeugung der Vorhersage des Nutzungsverlaufs der Ressource für den Vorhersage-Zeitraum.
Computerprogramm-Produkt, das direkt in den internen Speicher eines Computers geladen werden kann und Softwareabschnitte umfaßt, mit denen ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25 ausgeführt werden kann, wenn das Produkt auf einem Computer läuft.
Computerprogramm-Produkt, das auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist und das von einem Computer lesbare Programm-Mittel aufweist, die den Computer veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25 auszuführen.