DE10355886A1

DE10355886A1 - Verfahren zur flexiblen Produktionsplanung

Info

Publication number: DE10355886A1
Application number: DE10355886A
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Daferner (Fh); Ralf Dipl.-Ing. Eissler; Bernhard Katz
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-11-29
Filing date: 2003-11-29
Publication date: 2005-06-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Produktionsplanung für ein technisches Produkt, z. B. eines Bestandteils eines Kraftfahrzeugs. Zu einem vorgegebenen Festlegungs-Zeitpunkt wird festgelegt, wie groß die Stückzahl der Exemplare ist, deren Herstellung nach dem Festlegungs-Zeitpunkt beginnt und in einem vorgegebenen Fertigstellungs-Zeitraum abgeschlossen wird. Zum Festlegungs-Zeitpunkt liegt eine Vorhersage vor, wie viele Exemplare des Produkts im Fertigstellungs-Zeitraum benötigt werden. Festgelegt wird, wie viele Exemplare im Fertigstellungs-Zeitraum zusätzlich zu den gemäß der Vorhersage benötigten Exemplaren als Sicherheitsreserve in einem Warenlager verfügbar gehalten werden. Um die Stückzahl festzulegen, wird die Summe aus Vorhersage und Sicherheitsreserve berechnet. Ermittelt wird ein Überschußbestand an Exemplaren, die sich zum Festlegungs-Zeitpunkt im Warenlager befinden. Dann, wenn der Überschußbestand geringer als die Summe ist, wird der gesamte Überschußbestand für den Fertigstellungs-Zeitraum reserviert, und die Differenz aus Summe und Überschußbestand wird als Stückzahl festgelegt. Ansonsten werden die benötigten Exemplare allein durch Reservierung im Warenlager beschafft.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Produktionsplanung für ein technisches Produkt nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Abnehmer für das Produkt, z. B. ein Kraftfahrzeug-Produzent, trifft eine Vorhersage, wie viele Exemplare des Produkts er innerhalb eines bestimmten Zeitraums benötigt. Das Produkt, z. B. ein Cockpit oder ein Lenkrad für ein Kraftfahrzeug, bezieht der Abnehmer von einem Produkt-Hersteller, z. B. einem Zulieferer. Der Produkt-Hersteller stellt das Produkt gemäß der Spezifikation des Abnehmers und nach Vorliegen entsprechender Aufträge her. Er beginnt die Herstellung der benötigten Exemplare so früh, daß sie spätestens innerhalb des Zeitraums, in dem sie gemäß der Vorhersage benötigt werden, fertiggestellt und im Zeitraum dem Abnehmer geliefert werden. Dieser Zeitraum wird im Folgenden Fertigstellungs-Zeitraum genannt. In diesen Fertigstellungs-Zeitraum treffen die fertiggestellten Exemplare des Produkts an einer Fertigungsstraße des Kraftfahrzeug-Produzenten ein. Wie viele Exemplare des Produkts im Fertigstellungs-Zeitraum fertiggestellt werden, hängt von der Vorhersage ab.

Zu einem vorgegebenen Festlegungs-Zeitpunkt wird festgelegt, wie groß die Stückzahl der Exemplare ist, deren Herstellung nach dem Festlegungs-Zeitpunkt beginnt und in dem Fertigstellungs-Zeitraum abgeschlossen wird. Die Herstellung eines Exemplars ist dann abgeschlossen, wenn es fertiggestellt und an eine Fertigungsstraße des Abnehmers angeliefert ist. Zwischen dem Beginn der Herstellung eines Exemplars und der Auslieferung des fertiggestellten Exemplars an den Abnehmer verstreicht eine Zeitspanne, die oft als Vorlaufzeit oder auch als Wiederbeschaffungszeit bezeichnet wird. Die Zeitspanne für den Transport des Exemplars vom Hersteller zum Abnehmer fließt in die Vorlaufzeit ein. Um diese Vorlaufzeit zu berücksichtigen, liegt der Festlegungs-Zeitpunkt um mindestens die Vorlaufzeit vor dem Anfang des Festlegungs-Zeitpunkts. Wegen dieser Zeitdifferenz kann die Vorhersage von der tatsächlich im Fertigstellungs-Zeitraum benötigten Stückzahl abweichen.

Aus diesem Grund stehen dem Abnehmer im Fertigstellungs-Zeitraum – zusätzlich zu den gemäß der Vorhersage benötigten Exemplaren – weitere Exemplare des Produkts als Sicherheitsreserve zur Verfügung. Auf diese Sicherheitsreserve greift der Abnehmer in dem Fall zurück, daß mehr Exemplare als vorhergesagt benötigt werden. Auch die als Sicherheitsreserve vorgehaltenen Exemplare werden gemäß der Spezifikation des Abnehmers und nach Vorliegen entsprechender Aufträge hergestellt. Wie groß diese Sicherheitsreserve ist, wird ebenfalls so früh festgelegt, daß zwischen Festlegung der Sicherheitsreserve und dem Fertigstellungs-Zeitraum mindestens die Vorlaufzeit liegt.

Aus WO 00/46733 A1 ist ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Das dort offenbarte Verfahren legt fest, wann ein Warenlager für verschiedene Produkte durch Nachbestellungen aufgefüllt wird und wie viele Exemplare welcher Produkte bei einer Nachbestellung beauftragt werden. Verschiedene Methoden werden vorgestellt, um eine Sicherheitsreserve für das Warenlager festzulegen.

In EP 0 733 986 B1 wird ein Verfahren offenbart, um eine minimale Stückzahl von Exemplaren festzulegen, die nachbestellt und in ein Warenlager geliefert werden. Hierbei wird die Einhaltung einer Sicherheitsreserve gewährleistet.

Beide Verfahren erfordern statistische Modelle für den Herstellungsprozeß. Diese Modelle beschreiben insbesondere die Kosten, welche die Herstellung von Exemplaren und die Lagerung im Warenlager verursachen, in Abhängigkeit von der Produktionsplanung. Das Aufstellen und Aktualisieren eines solchen Modells ist oft zeitaufwendig, fehleranfällig und teuer und erfordert viele Daten, die in der Praxis oft nicht verfügbar sind.

In DE 19930446 C1 werden ein Verfahren und ein System zur Überwachung der verfügbaren Ressourcen in einem Herstellungsprozeß mit einem Systemanbieter, der von Zulieferern als den Liefergliedern des Netzwerks beliefert wird, offenbart. Der Systemanbieter stellt den Liefergliedern Vorhersagen über die benötigte Stückzahl von Exemplaren an Produkt-Bestandteilen zur Verfügung. Die Lieferglieder melden, wie viele Exemplare von Bestandteilen in ihren Pufferspeichern zur Verfügung stehen. Ermittelt wird, ob die Stückzahlen im Pufferspeicher den vorhergesagten Bedarfen des Systemanbieters genügen oder nicht. Nicht offenbart wird, wie die Produktion eines Liefergliedes an wechselnde und mit Unsicherheit behaftete Vorhersagen für benötigte Stückzahlen angepaßt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, durch welches nur so viele Exemplare des Produkts hergestellt werden, wie gemäß der Vorhersage im Fertigstellungs-Zeitraum benötigt oder als Sicherheitsreserve verfügbar gehalten werden, ohne daß ein Modell des Herstellungsprozesses benötigt wird.

Die Erfindung offenbart ein systematisches Verfahren, um sicherzustellen, daß so viele Exemplare im Fertigstellungs-Zeitraum zur Verfügung stehen, wie benötigt oder als Sicherheitsreserve verfügbar gehalten werden. Ein Überschußbestand an fertiggestellten, aber noch nicht benötigten Exemplaren wird bei Bedarf ganz oder teilweise reserviert und damit im Fertigstellungs-Zeitraum verwendet, und zwar dann, wenn feststeht, wie viele Exemplare zum Überschußbestand gehören. Dadurch wird die Stückzahl der Exemplare, die zusätzlich produziert werden, reduziert, ohne daß Exemplare fehlen.

Das erfindungsgemäße Verfahren paßt die Produktionsplanung für das Produkt an den vorhergesagten Bedarf an. Die im Fertigstellungs-Zeitraum für die Sicherheitsreserve erforderlichen Exemplare werden zusammen mit den gemäß der Vorhersage benötigten Exemplaren hergestellt oder im Überschußbestand reserviert. Damit ermöglicht es das Verfahren, die Herstellung des Produkts an eine wechselnde Nachfrage anzupassen, und zwar so schnell wie es trotz der Vorlaufzeit zwischen Beginn der Herstellung und Anlieferung des Produkts möglich ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert kein Modell des Herstellungsprozesses und auch keine historischen Daten, z. B. von früheren Fertigstellungs-Zeiträumen. Das Aufstellen und das Aktualisieren eines Kostenmodells sind oft mit erheblichem Aufwand verbunden.

Die Daten, die für die Festlegung der Stückzahl zur Verfügung stehen, sind

– die Vorhersagen,
– die Daten, die für die Festlegung der Sicherheitsreserve benötigt werden, und
– der Überschußbestand im Warenlager.

Diese Daten stehen zum Festlegungs-Zeitpunkt zur Verfügung.

Das Verfahren läßt sich für jedes technische Produkt, das mit einer Vorlaufzeit hergestellt wird, anwenden, z. B. für Kraftfahrzeuge und deren Bestandteile, andere Verkehrsmittel, Konsumgüter und Produkte der Grundstoffindustrie. Im Falle von Kraftfahrzeug-Bestandteilen kann das technische Produkt das komplette Fahrzeug, ein Bestandteil für ein neues Kraftfahrzeug oder ein Ersatzteil für ein bereits im Verkehr be findliches Kraftfahrzeug ein. Ersatzteile werden auch für solche Kraftfahrzeuge hergestellt, die nicht mehr produziert werden, für die der Hersteller aber Ersatzteile binnen kurzer Zeit an Kunden zu liefern hat. Die Lieferzeit, die dem Kraftfahrzeug-Hersteller nach Eingang eines Kundenauftrags für ein Ersatzteil zur Verfügung steht, ist deutlich geringer als die Vorlaufzeit für dieses Ersatzteil. Daher produziert der Hersteller Ersatzteile auf Vorrat, nämlich aufgrund von Vorhersagen für die erwartete Nachfrage, und nicht erst nach Vorliegen eines Kundenauftrags.

In der Ausgestaltung nach Anspruch 2 werden weitere Exemplare als reservierbarer Überschußbestand verwendet. Diese weiteren Exemplare werden so gefertigt, daß ihre Herstellung in einem weiteren Fertigstellungs-Zeitraum, der vor dem aktuellen Fertigstellungs-Zeitraum liegt, beendet wird. Damit dies möglich ist, wird die Herstellung der weiteren Exemplare vor dem aktuellen Festlegungs-Zeitpunkt begonnen. Ermittelt wird, wie viele Exemplare im weiteren Fertigstellungs-Zeitraum weder benötigt werden noch als Sicherheitsreserve vorzuhalten sind. Diese nicht benötigten Exemplare werden als reservierbarer Überschußbestand verwendet. Dadurch stehen für die Reservierung nicht nur diejenigen Exemplare zur Verfügung, die zum aktuellen Festlegungs-Zeitpunkt bereits fertiggestellt worden sind, sondern auch diejenigen, deren Herstellung zum aktuellen Festlegungs-Zeitpunkt begonnen, aber noch nicht beendet wurde und die im aktuellen Fertigstellungs-Zeitraum fertiggestellt und angeliefert sein werden.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen Bestandteil eines neuen Kraftfahrzeuges als dem technischen Produkt, z. B. einem Lenkrad mit Lederbezug. Jeder Bestandteil des Kraftfahrzeuges ist durch eine Sachnummer gekennzeichnet, die es von allen anderen Bestandteilen unterscheidet. Die Exemplare des Kraftfahrzeugs werden in diesem Beispiel gemäß verbindlich vorliegender Kundenaufträgen von einem Kraftfahrzeug-Produzenten gefertigt. Der Kundenauftrag spezifiziert z. B. Baureihe, Motor, Aufbauart, Farbe und Sonderausstattungen des gewünschten Kraftfahrzeugs. Nach Eingang des Kundenauftrags beginnt die Produktion eines zum Kundenauftrag passenden Kraftfahrzeugs. Auch Bestandteile der Kraftfahrzeuge, die von Zulieferern hergestellt, angeliefert und in die Kraftfahrzeuge eingebaut werden, werden so gefertigt, daß sie zu bestimmten durch Kundenaufträge spezifizierten Kraftfahrzeugen passen. Viele Zulieferer von Kraftfahrzeug-Bestandteilen haben ihre Fertigung auf die Fertigung des Kraftfahrzeug-Produzenten zugeschnitten und liefern die Bestandteile erst dann an eine Fertigungsstraße in der Fertigungsstätte des Kraftfahrzeug-Produzenten an, wenn die Bestandteile zum Einbau benötigt werden.

In diesem Ausführungsbeispiel werden die benötigten Bestandteile in einem Liefernetzwerk mit Liefergliedern hergestellt. Der Kraftfahrzeug-Produzent fungiert als Endabnehmer. Ein solches Netzwerk ist z. B. aus DE 19930446 C1 bekannt.
Ein Zulieferer für einen Bestandteil erhält für jeden Fertigstellungs-Zeitraum einen Auftrag. Der Auftrag spezifiziert die Stückzahl und technischen Merkmale der Exemplare, die im Fertigstellungs-Zeitraum an die Fertigungsstraße des Kraftfahrzeug-Produzenten zu liefern sind. Vorzugsweise geht der Auftrag in Form eines elektronischen Lieferabrufs gemäß VDA 4904 ein, so daß zwischen Absenden und Eingang des Auftrags nur sehr wenig Zeit verstreicht und der Zulieferer sofort nach Erhalt des elektronischen Auftrags mit der Herstellung beginnt.
Ein solcher Auftrag kann vom Endabnehmer an seine Systemzulieferer gehen, das sind diejenigen Zulieferer, die direkt an den Endabnehmer liefern. Er kann auch von einem Lieferglied zu einem im Netzwerk vorhergehenden, d. h. flußaufwärts befindlichen Vorlieferanten, gehen.
Möglich ist auch, daß der Endabnehmer ein Lieferglied, das nicht Systemzulieferer ist, direkt beauftragt. Beispielsweise liefert ein Systemzulieferer A vormontierte Kraftfahrzeug- Türen einschließlich Tür-Innenverkleidung, Fensterscheiben, Fensterheber und weiterer Komponenten an den Endabnehmer. Hierfür bezieht A die Komponenten der Tür von drei Zulieferern B1, B2 und B3. Der Endabnehmer, also der Kraftfahrzeug-Produzent, erzeugt seine Aufträge in Form von Lieferabrufen für Tür-Komponenten und leitet diese Lieferabrufe direkt an die Zulieferer B1, B2 und B3 weiter. Diese Tür-Komponenten werden bei B1, B2 und B3 gemäß dieser Lieferabrufe gefertigt, zu A geliefert, dort zu je einer fertigen Tür vormontiert und von A an den Endabnehmer geliefert. Die Komponenten-Zulieferer B1, B2 und B3 brauchen keine eigene Planung durchzuführen, der Systemzulieferer A ebenfalls nicht.
In diesem Ausführungsbeispiel wird als Vorlaufzeit die Zeitspanne bezeichnet, die zwischen dem Beginn der Bestandteil-Herstellung und der Anlieferung eines fertiggestellten Bestandteils in die Fertigungsstraße verstreicht. Diese Vorlaufzeit kann von Bestandteil zu Bestandteil variieren. Sie wird im Folgenden für einen Bestandteil als vorgegeben und bekannt vorausgesetzt. Ein Verfahren zur Bestimmung der Vorlaufzeit ist aus DE 10250313 A1 bekannt.
Jeder Monat besteht in diesem Beispiel aus drei aufeinander folgenden Fertigstellungs-Zeiträumen. Jeder Fertigstellungs-Zeitraum hat also eine Dauer von einer Dekade. Das Verfahren läßt sich genauso für Fertigstellungs-Zeiträume von anderer Länge oder für Fertigstellungs-Zeiträume von unterschiedlichen Längen oder für einen einzigen Fertigstellungs-Zeitraum anwenden.
Zu jedem Fertigstellungs-Zeitraum gehört ein Festlegungs-Zeitpunkt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Zulieferer für den Bestandteil mit der Herstellung und Lieferung derjenigen Exemplare so wie gerade beschrieben beauftragt, die im Fertigstellungs-Zeitraum an die Fertigungsstraße zu liefern sind. Der jeweilige Festlegungs-Zeitpunkt ist so gewählt, daß zwischen ihm und dem Anfang des Fertigstellungs-Zeitraums mindestens die Vorlaufzeit liegt. Andererseits wird der Festlegungs-Zeitpunkt so spät wie möglich gelegt, damit die Vorhersage möglichst dicht am Fertigstellungs-Zeitraum liegt und damit möglichst genau mit dem tatsächlichen Bedarf übereinstimmt.
Die Vorlaufzeit kann für alle Fertigstellungs-Zeiträume konstant sein. Sie kann auch von Fertigstellungs-Zeitraum zu Fertigstellungs-Zeitraum variieren. Dann liegt zwischen dem Fertigstellungs-Zeitraum und dem zugeordneten Festlegungs-Zeitpunkt ein Zeitabstand, der von Fertigstellungs-Zeitraum zu Fertigstellungs-Zeitraum variieren kann und größer oder gleich der jeweiligen Vorlaufzeit ist.
Die Vorhersagen für die Stückzahl von Exemplaren eines Bestandteils, die der Kraftfahrzeug-Produzent im Fertigstellungs-Zeitraum benötigt, leitet der Produzent aus Vorhersagen für die Nachfrage, also die verkaufte Stückzahl von Kraftfahrzeugen ab. In diesen Vorhersagen wird die vorhergesagte Nachfrage in unterschiedliche Kraftfahrzeug-Varianten unterschieden. Die Varianten unterscheiden sich hinsichtlich Baureihe, Motor, Aufbauart, Farbe und/oder Sonderausstattungen. Aus diesen Vorhersagen werden Vorhersagen für die benötigte Stückzahl von Exemplaren des Bestandteils abgeleitet, und zwar

– entweder mit Hilfe einer Stückliste für jede Kraftfahrzeug-Variante, die festlegt, wie viele Exemplare welcher Bestandteile in einem Exemplar der Kraftfahrzeug-Variante vorhanden sind,
– oder dadurch, daß für jeden Bestandteil eine logische Bedingung aufgestellt wird, die festlegt, in welchen Kraftfahrzeug-Varianten der Bestandteil wie oft auftritt, wobei das Vorhandensein des Bestandteils vom Vorhandensein oder dem Nicht-Vorhandensein anderer Bestandteile abhängen kann.

Im Beispiel der vormontierten Tür werden zunächst aus den Vorhersagen für die Kraftfahrzeug-Varianten Vorhersagen für die jeweils benötigten Tür-Varianten abgeleitet und anschlie ßend aus den Tür-Vorhersagen Vorhersagen für die Stückzahl der jeweils benötigten Tür-Komponenten bestimmt.
Vorzugsweise wird zusätzlich berücksichtigt, daß einige gelieferte Exemplare des technischen Produkts Mängel aufweisen und daher als Ausschluß klassifiziert und nicht verwendet werden. Der zu erwartende Ausschuß wird als Faktor größer als 1 oder als Zuschlag zu den Vorhersagen berücksichtigt. Falls z. B. vorhergesagt wird, daß x% der gelieferten Teile Ausschuß sein werden, so wird die Vorhersage entsprechend vergrößert, und zwar um den Faktor 1/(1 – x%). In diesem Ausführungsbeispiel sind mit den Vorhersagen die um den Faktor oder Zuschlag vergrößerten Vorhersagen gemeint.
Der Faktor oder der Zuschlag für den Ausschuß wird vorzugsweise aus historischen Daten für ähnliche Kraftfahrzeug-Bestandteile aus früheren Baureihen gewonnen. Für den Ausschußfaktor lassen sich historische Daten besser verwenden als für den Unsicherheitsfaktor, der aus den Vorhersagen resultiert. Denn der Ausschuß hängt von technischen Gegebenheiten ab, die Vorhersagen zusätzlich auch von Marktbedingungen, die schneller und schwerer vorhersagbar variieren.
Wegen der Zeitdifferenz zwischen Festlegungs-Zeitpunkt und Fertigstellungs-Zeitraum kann die Vorhersage von der tatsächlich benötigten Stückzahl abweichen. Beispielsweise haben sich gesetzliche Rahmenbedingungen in einer Weise geändert, die zum Festlegungs-Zeitpunkt nicht vorhersehbar waren. Oder Wettbewerber bringen Produkte mit technischen Neuerungen auf den Markt, was die Marktanteile verändert. Oder saisonale Einflüsse, z. B. das Wetter, beeinflussen den Absatz.
Wegen dieser Abweichung stehen dem Abnehmer im Fertigstellungs-Zeitraum – zusätzlich zu den gemäß der Vorhersage benötigten Exemplaren – weitere Exemplare des Produkts als Sicherheitsreserve zur Verfügung. Auf diese Sicherheitsreserve greift der Abnehmer in dem Fall zurück, daß mehr Exemplare als vorhergesagt benötigt werden. Auch die als Sicherheitsreserve vorgehaltenen Exemplare werden gemäß der Spezifikation des Abnehmers und nach Vorliegen entsprechender Aufträge hergestellt. Sie unterscheiden sich nicht von den Exemplaren, die zur Deckung des vorhergesagten Bedarfs hergestellt werden. Wie groß die Sicherheitsreserve in einem Fertigstellungs-Zeitraum ist, wird ebenfalls so früh festgelegt, daß zwischen Festlegung der Sicherheitsreserve und dem Fertigstellungs-Zeitraum mindestens die Vorlaufzeit liegt. Die Sicherheitsreserve für einen Fertigstellungs-Zeitraum wird ebenfalls spätestens im zugehörigen Festlegungs-Zeitpunkt festgelegt, damit die Vorlaufzeit zur Herstellung und Anlieferung zur Verfügung steht. Die Sicherheitsreserve kann von Fertigstellungs-Zeitraum zu Fertigstellungs-Zeitraum variieren, sie ist also nicht notwendigerweise ein zu jedem Zeitpunkt verfügbarer Mindestbestand in einem Warenlager.
Der Kraftfahrzeug-Produzent greift auch dann auf die Sicherheitsreserve zurück, wenn zum jeweiligen Fertigstellungs-Zeitraum der Ausschuß größer als vorhergesagt ist und ihm daher ohne Sicherheitsreserve fehlerfreie Exemplare fehlen würden.
Die Sicherheitsreserve wird beim Kraftfahrzeug-Produzenten und/oder beim Bestandteil-Hersteller in einem oder mehreren Warenlagern für Fertigteile vorgehalten. Die Sicherheitsreserve kann auf mehrere Warenlager aufgeteilt sein, z. B. ein Warenlager mit einem kürzeren Transportweg zur Fertigungsstraße und höheren Lagerungskosten und ein Warenlager mit einem längeren Transportweg und geringeren Lagerungskosten.
In diese Warenlager werden Exemplare des Bestandteils, die in einem Fertigstellungs-Zeitraum fertiggestellt wurden, die der Kraftfahrzeug-Produzent aber nicht verwendet hat, für eine spätere Wiederverwendung zwischengelagert. Die Warenlager können sich beim Kraftfahrzeug-Produzenten und/oder beim Zulieferer für den Bestandteil befinden oder auf mehrere räumlich verteilte Teillager aufgeteilt sein.
Im Beispiel der vormontierten Türen befindet sich das Warenlager für die Türen beispielsweise beim Endabnehmer, und ein kurzfristiger Transport von Türen zu einer Fertigungsstraße ist jederzeit möglich. Weder die Komponenten-Zulieferer B1, B2 und B3 noch der Systemzulieferer A unterhalten ein eigenes Warenlager.
In dieses Warenlager wird ein fehlerfreies Exemplar nach Ende des Fertigstellungs-Zeitraums dann aufgenommen, wenn es im Fertigstellungs-Zeitraum nicht in ein Kraftfahrzeug eingebaut wurde. Mögliche Gründe dafür, daß mehr fehlerfreie Exemplare produziert als eingebaut wurden, sind:

– Im Fertigstellungs-Zeitraum wurden weniger Exemplare tatsächlich benötigt als vorhergesagt, weil die Vorhersage zu hoch war und daher weniger Kraftfahrzeuge als vorhergesagt beauftragt wurden oder Aufträge storniert wurden.
– Die für den Fertigstellungs-Zeitraum vorgehaltene Sicherheitsreserve wurde überhaupt nicht oder nur teilweise verwendet.
– Weniger Exemplare als vorhergesagt waren fehlerhaft, d. h. die tatsächliche Ausschußquote erwies sich als geringer als vorhergesagt.

Eine beliebige Menge von Exemplaren in diesem Warenlager läßt sich für einen späteren Fertigstellungs-Zeitraum reservieren, und zwar an dem zu diesem späteren Zeitraum gehörenden Festlegungs-Zeitpunkt. Ein reserviertes Exemplar steht im späteren Fertigstellungs-Zeitraum zum Einbau oder als Sicherheitsreserve zur Verfügung. Die zum Festlegungs-Zeitpunkt fertiggestellten und reservierbaren, aber nicht reservierten und aktuell nicht benötigten und nicht als Sicherheitsreserve verwendeten Exemplare bilden den Überschußbestand im Warenlager.
Vorzugsweise gehören darüber hinaus solche Exemplare zum Überschußbestand, deren Herstellung zum Festlegungs-Zeitpunkt begonnen, aber noch nicht beendet wurde und von denen bereits zum Festlegungs-Zeitpunkt feststeht, daß sie in dem Fertigstellungs-Zeitraum, in dem sie fertiggestellt werden, weder benötigt noch als Sicherheitsreserve verwendet wurden.
Dieser weitere Fertigstellungs-Zeitraum liegt nach dem Festlegungs-Zeitpunkt und vor dem zum Festlegungs-Zeitpunkt gehörenden Fertigstellungs-Zeitraum.
Eine Vorhersage, wie viele Exemplare des Bestandteils in einem Fertigstellungs-Zeitraum, der in diesem Beispiel eine Dekade lang ist, benötigt werden, wird aus einer Vorhersage für den jeweiligen Monat abgeleitet. Hierbei wird davon ausgegangen, daß der Verbrauch sich gleichmäßig auf die drei Dekaden des Monats verteilt. Zu jedem Festlegungs-Zeitpunkt liegt eine Vorhersage für den Monat des zugehörigen Fertigstellungs-Zeitraums vor, insgesamt liegen nacheinander also drei Vorhersagen für denselben Monat vor. Diese Vorhersagen können voneinander differieren.
Die Sicherheitsreserve für einen Festlegungs-Zeitraum wird z. B. nach einem der Verfahren vorhergesagt, die aus WO 00/46733 A1 bekannt sind, oder nach dem im Folgenden beschriebenen Verfahren:
Vorgegeben sind eine erste Vorhersage sowie mehrere weitere Vorhersagen für die im Fertigstellungs-Zeitraum benötigte Stückzahl von Exemplaren. Die erste Vorhersage ist die verbindliche, aufgrund der die Exemplare bestellt werden. Die weiteren Vorhersagen beziehen sich auf denselben Fertigstellungs-Zeitraum. Weiterhin ist eine maximal zulässige Wahrscheinlichkeit für das Fehlen von Exemplaren im Fertigstellungs-Zeitraum vorgegeben.
Für jede weitere Vorhersage wird die relative Abweichung der weiteren Vorhersage von der ersten Vorhersage berechnet und mit Hilfe einer Abstandsfunktion bewertet. Ein Unsicherheits-Faktor wird als gewichtetes Mittel der Bewertungen der relativen Abweichungen der weiteren Vorhersagen berechnet. Weiterhin wird ein Sicherheitsfaktor, der von der Wahrscheinlichkeit abhängt und um so größer ist, je kleiner die Wahrscheinlichkeit ist, und ein Vorlaufzeit-Faktor, der von der Vorlaufzeit abhängt und um so größer ist, je größer die Vorlaufzeit ist, berechnet. Die Sicherheitsreserve wird als Pro dukt aus der ersten Vorhersage, dem Vorlaufzeit-Faktor, dem Sicherheitsfaktor und dem Unsicherheitsfaktor berechnet.
Die maximal zulässige Wahrscheinlichkeit wird aus der geforderten Produktionsliefertreue für die Kraftfahrzeuge sowie einer Stückliste des jeweiligen Kraftfahrzeugs abgeleitet. Die Produktionsliefertreue gibt an, welcher Prozentsatz der Kraftfahrzeuge spätestens zum vorab festgelegten Zeitpunkt tatsächlich fertiggestellt wird. Beispielsweise weil Qualitätsmängel durch Nacharbeiten zu beseitigen sind oder Störungen in der Fertigungsstraße auftreten können, werden einzelne Kraftfahrzeuge später als vorher festgelegt und damit nicht termintreu fertiggestellt. Die Stückliste gibt an, wie viele Exemplare des Bestandteils in ein Exemplar eines Kraftfahrzeugs eingebaut werden. Falls beispielsweise zwei Exemplare des Bestandteils in ein Kraftfahrzeug eingebaut werden, so führt das Fehlen eines Exemplars dazu, daß das Kraftfahrzeug zu spät fertiggestellt wird. Wird eine Produktionsliefertreue von 98% gefordert, so folgt eine maximal zulässige Wahrscheinlichkeit von 1% für den Bestandteil.
Aus der maximal zulässigen Wahrscheinlichkeit α wird ein Sicherheitsfaktor SF abgeleitet. Im einfachsten Fall wird hierfür die Standard-Normalverteilung verwendet. Sei Φ die Verteilungsfunktion der Standard-Normalverteilung. Als Sicherheitsfaktor SF wird in dieser Ausführungsform das einseitige (1–α)-Quantil der Verteilungsfunktion Φ verwendet. SF wird also so festgelegt, daß gilt: Φ(SF) = 1–α.
Die Vorlaufzeit VLZ wird als Vielfaches des Fertigstellungs-Zeitraums ausgedrückt. Als Vorlaufzeit-Faktor wird beispielsweise die Wurzel aus der Vorlaufzeit verwendet.
Falls v die erste Vorhersage bezeichnet und n weitere Vorhersagen vorgegeben sind, so wird der Unsicherheitsfaktor USF gemäß der Rechenvorschrift
berechnet.
Als Abstandsfunktion dist, welche die relative Abweichung der weiteren Vorhersage von der ersten Vorhersage bewertet, wird vorzugsweise folgende Funktion verwendet:
Das folgende Rechenbeispiel veranschaulicht das Ausführungsbeispiel zur Festlegung der Stückzahl, deren Herstellung jeweils nach dem Festlegungs-Zeitpunkt beginnt und im zugehörigen Fertigstellungs-Zeitraum abgeschlossen wird. Die Vorlaufzeit beträgt drei Monate gleich neun Dekaden, ist also neunmal so lang wie ein Fertigstellungs-Zeitraum.

Im Folgenden werden zunächst die Vorhersagen und Sicherheitsreserven für sechs aufeinander folgende Fertigstellungs-Zeiträume aufgelistet. In der nachfolgenden Tabelle bedeuten:

Fertigst.	Fertigstellungs-Zeitraum
Festlegung	Festlegungs-Zeitpunkt
Vorh. Monat	Vorhersage für Monat des Fertigstellungs-Zeitraums
SR Monat	Sicherheitsreserve für Monat des Fertigstellungs-Zeitraums
Komp. Ausschuß	zusätzliche Exemplare zur Kompensation des zu erwartenden Ausschusses

Korr. Bedarf vorhergesagter Bedarf für Monat

des Fertigstellungs-Zeitraums, korrigiert wegen des zu erwartenden Ausschusses

„Vorhersage" bezeichnet die Stückzahl der Teile, die gemäß der Vorhersage im Monat benötigt werden. Der für einen Monat vorhergesagte Bedarf ist die Summe aus Vorhersage und Sicherheitsreserve für den Monat.
Für Monat 4 wurde im Festlegungs-Zeitpunkt Monat 1/Tag 1 ein Bedarf von 295 Exemplaren (243 benötigt, 52 als Sicherheitsreserve) vorhergesagt. Weiterhin wird für alle Dekaden ein Ausschuß von 5% vorhergesagt. Um N fehlerfreie Exemplare zu erhalten, ist bei einem erwarteten Ausschuß von β ein Zuschlag von N·β/(1–β) erforderlich. Für den Monat 4 werden daher im Festlegungs-Zeitpunkt Monat 1/Tag 1 zusätzlich 295·5%/(1–5%) = 16 Exemplare (nach Aufrunden) benötigt, um den erwarteten Ausschuß zu kompensieren. Insgesamt wird daher ein korrigierter Bedarf von 243 + 52 + 16 = 311 Exemplaren vorhergesagt. Die übrigen Vorhersagen werden nach der gleichen Methode erzeugt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird zu jedem Festlegungs-Zeitpunkt einmal durchgeführt. Die folgende Tabelle veranschaulicht die jeweiligen Ergebnisse. In dieser Tabelle bedeuten:

Fertigst.	Fertigstellungs-Zeitraum
Korr. Bedarf Dekade	verbleibender korrigierter Bedarf für die Dekade
Überschußbestand	Überschußbestand, der im Fertigstellungs-Zeitraum auftreten wird
reserviert	im Festlegungs-Zeitpunkt für den Fertigstellungs-Zeitraum reserviert
Prod.-Beginn	festgelegte Stückzahl von Exemplaren, deren Herstellung nach dem Festlegungs-Zeitpunkt begonnen und zum Fertigstellungs-Zeitraum beendet wird.

Der verbleibende Bedarf für eine Dekade als einem Fertigstellungs-Zeitraum ist der Bedarf, der verbleibt, wenn vom Bedarf für den Monat der Bedarf für die vorhergehenden Dekaden des Monats subtrahiert wird.
In der Spalte „korr. Bedarf Monat" sind die Zahlen aus der ersten Tabelle übernommen.
Weil der Fertigstellungs-Zeitraum Monat 4/Dekade 1 die erste von drei Dekaden des Monats 4 ist, wird für diese Dekade ein Bedarf von 311/3 abgeleitet, was nach Aufrunden 104 Exemplare ergibt. Daher beträgt der verbleibende korrigierte Bedarf für Monat 4/Dekade 1 104 Exemplare.
Im Warenlager befindet sich zum Festlegungs-Zeitpunkt Monat 1/Tag 1 ein Überschußbestand von 40 Exemplaren. Alle 40 Exemplare werden für den Fertigstellungs-Zeitraum Monat 4/Dekade 1 reserviert. Der vorhergesagte Bedarf beträgt insgesamt 99 Exemplare. Daher wird festgelegt, daß die Herstellung von 59 Exemplaren begonnen wird. Der Zulieferer erhält einen Lie ferabruf über 59 Exemplare. Diese 59 Exemplare werden zum Fertigstellungs-Zeitraum Monat 4/Dekade 1 geliefert.
Im Festlegungs-Zeitpunkt Monat 1/Tag 11 wurde für Monat 4 ein Bedarf von 381 Exemplaren (260 benötigt, 121 als Sicherheitsreserve) vorhergesagt. Weil der Fertigstellungs-Zeitraum Monat 4/Dekade 2 die zweite von drei Dekaden des Monats 4 ist, wird für diese Dekade und die letzte ein verbleibender korrigierter Bedarf von insgesamt 381 – 99 = 282 Exemplaren ermittelt. Dieser wird auf die beiden verbleibenden Dekaden aufgeteilt, so daß für die Dekade 2 ein Bedarf von 141 Exemplaren abgeleitet wird.
Zum Festlegungs-Zeitpunkt Monat 1/Tag 11 gibt es keinen Überschußbestand. Daher wird festgelegt, daß die Herstellung von 141 Exemplaren begonnen wird.
Die Vorhersage für den Monat 4 wird in der dritten Dekade erneut nach oben korrigiert. Für Monat 4 wurde im Festlegungs-Zeitpunkt Monat 1/Tag 21 ein Bedarf von 675 Exemplaren (310 benötigt, 365 als Sicherheitsreserve) vorhergesagt. Weil in den ersten beiden Fertigstellungs-Zeiträumen 99 bzw. 141 Exemplare zur Verfügung stehen werden, verbleiben für den dritten Fertigstellungs-Zeitraum 675 – (99 + 141) = 435 Exemplare. Festgelegt wird im Festlegungs-Zeitpunkt Monat 1/Tag 21, daß die Herstellung dieser 435 Exemplare begonnen wird.
In Monat 2/Dekade 1 wird ein korrigierter Bedarf von 284 Exemplaren für Monat 5/Dekade 1 vorhergesagt. Dieser wird wiederum gleichmäßig auf die drei Dekaden von Monat 5 aufgeteilt, so daß für die erste nach Runden ein Bedarf von 95 Exemplaren verbleibt. Ermittelt wird, daß sich im Warenlager ein Überschußbestand von 100 Exemplaren befindet. Diese resultieren aus nicht benötigten Exemplaren aus früheren Fertigstellungs-Zeiträumen. Von diesen 100 Exemplaren werden 95 für Monat 5/Dekade 1 reserviert. Damit ist der gesamte erwartete Bedarf einschließlich Sicherheitsreserve und Zuschlag für Ausschuß abgedeckt, so daß in Monat 2/Dekade 1 nicht mit der Herstellung zusätzlicher Exemplare begonnen wird.
Für Monat 5/Dekade 2 wird ein korrigierter Bedarf von 140 Exemplaren vorhergesagt. Zur Deckung dieses Betrags werden die 5 noch nicht reservierten Exemplare des Überschußbestandes reserviert. Festgelegt wird, daß in Monat 2/Dekade 2 die Herstellung der restlichen 135 Exemplare begonnen wird.
Für Monat 5/Dekade 3 wird ein korrigierter Bedarf von 138 Exemplaren vorhergesagt. Ermittelt wird, daß sich in Monat 5/Dekade 3 ein zusätzlicher reservierbarer Überschußbestand von 10 Exemplaren im Warenlager befinden wird. Dieser wird für Monat 5/Dekade 3 reserviert. Festgelegt wird in Monat 2/Dekade 3, daß die Herstellung von 128 Exemplaren begonnen wird.

Claims

Verfahren zur Produktionsplanung für ein technisches Produkt, wobei – zu einem vorgegebenen Festlegungs-Zeitpunkt eine Vorhersage vorliegt, wie viele Exemplare des Produkts in einem vorgegebenen Fertigstellungs-Zeitraum benötigt werden, – zum Festlegungs-Zeitpunkt festgelegt wird, wie viele Exemplare im Fertigstellungs-Zeitraum zusätzlich zu den gemäß der Vorhersage benötigten Exemplaren als Sicherheitsreserve in einem Warenlager verfügbar gehalten werden, und – zum Festlegungs-Zeitpunkt festgelegt wird, wie groß die Stückzahl an Exemplaren ist, deren Herstellung nach dem Festlegungs-Zeitpunkt beginnt und im Fertigstellungs-Zeitraum abgeschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegung der herzustellenden Stückzahl die folgenden Schritte umfaßt: – Berechnen der Summe aus Vorhersage und Sicherheitsreserve, – Ermitteln der Stückzahl eines Überschußbestandes an Exemplaren, die – sich zum Festlegungs-Zeitpunkt im Warenlager befinden, – zwischen Festlegungs-Zeitpunkt und Anfang des Fertigstellungs-Zeitraums nicht benötigt und nicht als Sicherheitsreserve verfügbar gehalten werden und – nicht für den Fertigstellungs-Zeitraum reserviert sind, – dann, wenn die Überschußbestand-Stückzahl geringer als die Summe ist, Reservieren des gesamten Überschußbestandes für den Fertigstellungs-Zeitraum und Festlegen der Differenz aus Summe und Überschußbestand-Stückzahl als Stückzahl, – und dann, wenn die Überschußbestand-Stückzahl größer oder gleich der Summe ist, Reservieren eines Teils des Überschußbestands, dessen Stückzahl gleich der Summe ist, für den Fertigstellungs-Zeitraum und Festlegen, daß keine weiteren Exemplare im Fertigstellungs-Zeitraum fertiggestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß – zum Festlegungs-Zeitpunkt eine Vorhersage vorliegt, wie viele Exemplare in einem weiteren vorgegebenen Fertigstellungs-Zeitraum benötigt werden, wobei der Anfang des weiteren Fertigstellungs-Zeitraums nach dem Festlegungs-Zeitpunkt liegt oder mit diesem zusammenfällt und dessen Ende vor dem An fang des Fertigstellungs-Zeitraums liegt oder mit diesem zusammenfällt, – eine Sicherheitsreserve für den weiteren Fertigstellungs-Zeitraum festgelegt wird, – ermittelt wird, wie groß die Stückzahl derjenigen weiteren Exemplare ist, deren Herstellung vor dem Festlegungs-Zeitpunkt begonnen wurde und im weiteren Fertigstellungs-Zeitraum beendet werden wird, – und dann, wenn die ermittelte Stückzahl weiterer Exemplare größer als die Summe aus Vorhersage und Sicherheitsreserve für den weiteren Fertigstellungs-Zeitraum ist, – die Differenz aus ermittelter Stückzahl weiterer Exemplare und dieser Summe als zusätzlicher für den Fertigstellungs-Zeitraum reservierbarer Überschußbestand verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß – eine Vorlaufzeit, die zwischen Beginn der Herstellung und Auslieferung eines fertiggestellten Exemplars des Produkts verstreicht, – eine maximal zulässige Wahrscheinlichkeit für das Fehlen von Exemplaren im Fertigstellungs-Zeitraum – und mehrere weitere Vorhersagen, wie viele Exemplare des Produkts im Fertigstellungs-Zeitraum benötigt werden, vorgegeben sind, für jede weitere Vorhersage die relative Abweichung der weiteren Vorhersage von der Vorhersage berechnet und mit Hilfe einer Abstandsfunktion bewertet wird und die Sicherheitsreserve als Produkt folgender Faktoren berechnet wird: – der Vorhersage, – einem Sicherheitsfaktor, der nur von der Wahrscheinlichkeit abhängt und um so größer ist, je kleiner die Wahrscheinlichkeit ist, – einem Vorlaufzeit-Faktor, der nur von der Vorlaufzeit abhängt und um so größer ist, je größer die Vorlaufzeit ist, und – einem gewichteten Mittel der Bewertungen der relativen Abweichungen der weiteren Vorhersagen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Fertigstellungs-Zeitraums – diejenigen Exemplare, die im Fertigstellungs-Zeitraum fertiggestellt und tatsächlich nicht benötigt wurden, in das Warenlager überführt werden – und die Reservierungen von denjenigen Exemplaren, die für den Fertigstellungs-Zeitraum reserviert sind, zurückgenommen werden.
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 4 ausführbar ist, 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 Compu ter veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auszuführen.