Modulares Planungswerkzeug zum Produktionsmanagement in der Elektronikproduktion

dc.contributorFeldmann, Klaus
dc.contributorSauer, W.
dc.contributor.advisorFeldmann, Klaus
dc.contributor.authorRottbauer, Harald
dc.contributor.editorGeiger, Manfred
dc.contributor.editorFeldmann, Klaus
dc.date.accessioned2020-02-06
dc.date.available2020-02-04
dc.date.created2001
dc.date.issued2020-02-06
dc.description.abstractThe market situation in electronics production has declined dramatically due to rapid technological changes. Due to the demand for an increasing adaptability of the companies, flanking to the drip issues of production management are becoming the focus of attention. The aim of the present work was to develop a modular planning tool to support production management in electronics production. In order to increase the versatility of electronics manufacturers, the modular planning tool should support production management in planning tasks on both the strategic and the tactical-operational level. This includes the complete assessment of changes in the production strategy as well as measures for process design in response to technological or capacitive changes. The starting point of this work is an analysis of the technological and organizational trends in electronics production in machine and device construction. In addition to the extremely unfavorable field of tension between high-tech and low-volume, from the point of view of electronics production in mechanical engineering, the discontinuation of functional modules is a specific problem due to the long life cycles of the products of downstream mechanical and device engineering. The demand for increasing adaptability of production companies is closely related to the make-or-buy decision problem. This results not least from the fact that with increasingly rapid technology cycles in electronics production, make-or-buy decisions also have to be carried out more and more frequently. The risk of loss of know-how due to wrong decisions is particularly high in electronics production due to the rapid technological change. Against this background, a module for make-or-buy management was developed as part of this work. The module provides the option of carrying out a differentiated evaluation depending on different make-or-buy objects, for example depending on the product life cycle phase of an electronic assembly. The essential components of the make-or-buy rating system are criteria catalogs for assessing the ability to develop and manufacture in-house. A central problem of today's production management on the tactical-operational level is that data from the process level for the complete assessment of changes in the production strategy and measures for process design in response to technological or capacitive changes are often not available. Because of this, the approach of simulation-based process engineering was developed as part of this work. The basis for the implementation of simulation-based process engineering is the industry process model developed for electronics production in machine and device construction, which includes both the manufacturing processes and the manufacturing support processes. To ensure quick access to the data from the process level, the simulation tool was integrated into the process engineering module as an assessment method. The combined use of business process and process simulation can, for example, show the causal relationships between alternative make-or-buy strategies and the underlying business and production processes. In parallel to the use of the simulation tools QUEST for the process simulation and ARIS for the business process simulation, a simple, analytical calculation procedure for the analysis of the effects of make-or-buy decisions on the production processes was derived. The use of simulation tools in the context of production management helps to reduce the risk of wrong decisions. In addition, the simulation provides valuable data from the process level, for example to assess the effects of different make-or-buy strategies on resource utilization in the course of implementing make-or-buy strategies. With the aim of supporting production management on both the strategic and the tactical-operational level and thus increasing the versatility of the companies, the developed module for make-or-buy management and the developed module for process engineering were combined through a common data model and integrated into a modular planning tool. The assessment of the measures in the context of production management, taking into account the character that changes the cost structure, takes place on the basis of the approach to simulation-based profitability analysis developed in this work. The idea of this approach is to couple the simulation tool with cost accounting elements. The reference point for setting up a cost model is again the industry process model developed as part of this work. The performance data of the simulation represent valuable input information from the process level. Comparability of the measures in the context of production management, taking into account the rationalization potential available in the company, is based on the process cost rates for the production-supporting processes and on the basis of dynamic line and machine hourly rates for the manufacturing processes. In view of the increasing importance of production networks, the developed, modular planning tool for production management in electronics production has been expanded to production networks in machine and device construction. This additional dimension of versatility facilitates access to technologies that are not available in the company and supports the compensation of fluctuations in load. In addition, two approaches to cooperative planning of distributed manufacturing locations, namely an approach to basic data management and an approach to web-based simulation, were presented. On the basis of the approaches presented, the PC-supported planning tool ProEPM (production management in electronics production in mechanical engineering) was implemented in Microsoft ACCESS. The planning tool supports a systematic approach in the context of production management and thus provides a secure basis for entrepreneurial decisions. Special emphasis was placed on the consistent user guidance. In order to minimize the effort for the acquisition of the necessary planning data, the interface to the simulation tool QUEST from Deneb was implemented as a prototype as an example. Finally, the experience from the use of the developed PC-based planning tool ProEPM to support production management in electronics production in machine and device construction was presented using two application examples. The results were shown and discussed through exemplary graphical evaluations. With reference to the experience gained in a sample company in the course of a workshop, the practical suitability of the PC-supported planning tool ProEPM developed in the course of this work to support production management in electronics production in machine and device construction was demonstrated.en
dc.description.abstractIn der Elektronikproduktion ist die Einschätzbarkeit der Marktsituation aufgrund der raschen technologischen Veränderungen dramatisch zurückgegangen. Vor dem Hintergrund der Forderung nach einer zunehmenden Wandlungsfähigkeit der Unternehmen rücken „flankierend zum Löttropfen Fragestellungen des Produktionsmanagements stärker in den Mittelpunkt der Betrachtung. Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand darin, ein modulares Planungswerkzeug zur Unterstützung des Produktionsmanagements in der Elektronikproduktion zu entwickeln. Um die Wandlungsfähigkeit der Elektronikproduzenten zu steigern, sollte das modulare Planungswerkzeug das Produktionsmanagement bei Planungsaufgaben sowohl auf der strategischen als auch auf der taktisch-operativen Ebene unterstützen. Dies schließt die vollständige Beurteilung von Veränderungen der Produktionsstrategie sowie von Maßnahmen zur Prozessgestaltung als Reaktion auf technologische oder kapazitive Veränderungen mit ein. Ausgangspunkt dieser Arbeit ist eine Analyse der technologischen und organisatorischen Trends in der Elektronikproduktion im Maschinen- und Gerätebau. Neben dem äußerst ungünstigen Spannungsfeld von high-tech und low-volume stellt aus Sicht der Elektronikproduktion im Maschinenbau die Abkündigung von Funktionsbausteinen aufgrund der langen Lebenszyklen der Produkte des nachgelagerten Maschinen- und Gerätebaus ein spezifisches Problem dar. Die Forderung nach zunehmender Wandlungsfähigkeit von Produktionsunternehmen steht in engem Zusammenhang mit dem Make-or-Buy Entscheidungsproblem. Dies resultiert nicht zuletzt daraus, dass mit zunehmend raschen Technologiezyklen in der Elektronikproduktion auch Make-or-Buy Entscheidungen immer häufiger durchgeführt werden müssen. Die Gefahr von Know-how Verlusten infolge von Fehlentscheidungen ist in der Elektronikproduktion aufgrund des raschen technologischen Wandels besonders hoch. Vor diesem Hintergrund wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Modul zum Make-or-Buy Management entwickelt. Das Modul sieht die Möglichkeit vor, in Abhängigkeit von unterschiedlichen Make-or-Buy Objekten eine differenzierte Bewertung, beispielsweise in Abhängigkeit von der Produktlebenszyklusphase einer elektronischen Baugruppe, vorzunehmen. Wesentliche Bestandteile der aufgestellten Bewertungssystematik Make-or-Buy stellen Kriterienkataloge zur Beurteilung der Eigenentwicklungs- und Eigenfertigungsfähigkeit dar. Ein zentrales Problem des heutigen Produktionsmanagements auf der taktisch-operativen Ebene besteht darin, dass Daten aus der Prozessebene zur vollständigen Beurteilung von Veränderungen der Produktionsstrategie sowie von Maßnahmen zur Prozessgestaltung als Reaktion auf technologische oder kapazitive Veränderungen häufig nicht vorliegen. Vor diesem Hintergrund wurde im Rahmen dieser Arbeit der Ansatz des simulationsgestützten Prozess-Engineerings entwickelt. Grundlage für die Durchführung des simulationsgestützten Prozess-Engineerings ist das für die Elektronikproduktion im Maschinen- und Gerätebau entwickelte Branchenprozessmodell, das sowohl die Fertigungsprozesse als auch die fertigungsunterstützenden Prozesse umfasst. Um einen schnellen Zugriff auf die Daten aus der Prozessebene sicherzustellen, wurde das Werkzeug Simulation als Bewertungsmethode in das Modul zum Prozess-Engineering eingebunden. Durch den kombinierten Einsatz von Geschäftsprozessund Ablaufsimulation können beispielsweise die Wirkzusammenhänge zwischen alternativen Make-or-Buy Strategien und den zu Grunde liegenden Geschäfts- und Produktionsprozessen aufgezeigt werden. Parallel zum Einsatz der Simulationswerkzeuge QUEST für die Ablaufsimulation und ARIS für die Geschäftsprozesssimulation wurde ein einfaches, analytisches Berechnungsverfahren zur Analyse der Auswirkungen von Make-or-Buy Entscheidungen auf die Produktionsprozesse hergeleitet. Der Einsatz von Simulationswerkzeugen im Rahmen des Produktionsmanagements trägt dazu bei, die Risiken infolge von Fehlentscheidungen zu reduzieren. Darüber hinaus liefert die Simulation wertvolle Daten aus der Prozessebene, beispielsweise zur Beurteilung der Auswirkungen unterschiedlicher Make-or-Buy Strategien auf die Ressourcenauslastung im Zuge der Umsetzung von Make-or-Buy Strategien. Mit dem Ziel, das Produktionsmanagement sowohl auf der strategischen als auch auf der taktisch-operativen Ebene zu unterstützen und damit die Wandlungsfähigkeit der Unternehmen zu erhöhen, wurden das entwickelte Modul zum Make-or-Buy Management und das entwickelte Modul zum Prozess-Engineering über ein gemeinsames Datenmodell zu einem modularen Planungswerkzeug integriert. Die Beurteilung der Maßnahmen im Rahmen des Produktionsmanagements unter Berücksichtigung des kostenstrukturverändernden Charakters erfolgt auf Grundlage des im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Ansatzes zur simulationsgestützten Wirtschaftlichkeitsanalyse. Die Idee dieses Ansatzes besteht darin, das Werkzeug Simulation mit Elementen der Kostenrechnung zu koppeln. Bezugspunkt für das Aufstellen eines Kostenmodells ist wiederum das im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Branchenprozessmodell. Dabei stellen die Leistungsdaten der Simulation wertvolle Eingangsinformation aus der Prozessebene dar. Eine Vergleichbarkeit der Maßnahmen im Rahmen des Produktionsmanagements unter Berücksichtigung der im Unternehmen vorhandenen Rationalisierungspotenziale erfolgt auf Basis der Prozesskostensätze für die fertigungsunterstützenden Prozesse sowie auf Basis der dynamischen Linien- bzw. Maschinenstundensätze für die Fertigungsprozesse. Mit Blick auf die zunehmende Bedeutung von Produktionsnetzen wurde das entwickelte, modulare Planungswerkzeug zum Produktionsmanagement in der Elektronikproduktion im Maschinen- und Gerätebau auf Produktionsnetze erweitert. Durch diese zusätzliche Dimension der Wandlungsfähigkeit wird der Zugriff auf Technologien, die im Unternehmen nicht vorhanden sind, erleichtert sowie der Ausgleich von Belastungsschwankungen unterstützt. Zusätzlich wurden zwei Ansätze zur kooperativen Planung von verteilten Fertigungsstandorten, nämlich ein Ansatz zum Grunddaten- Management und ein Ansatz zum Web-based Simulation, vorgestellt. Auf Grundlage der vorgestellten Ansätze wurde in Microsoft ACCESS das PCgestützte Planungswerkzeug ProEPM (Produktionsmanagement in der Elektronikproduktion im Maschinenbau) implementiert. Das Planungswerkzeug unterstützt eine systematische Vorgehensweise im Rahmen des Produktionsmanagements und gibt somit unternehmerischen Entscheidungen eine sichere Basis. Besonderer Wert wurde dabei auf die durchgängige Benutzerführung gelegt. Um den Aufwand für die Akquisition der erforderlichen Plandaten zu minimieren, wurde exemplarisch für weitere Schnittstellen die Schnittstelle zu dem Simulationswerkzeug QUEST von Deneb prototypisch implementiert. Abschließend wurden anhand von zwei Anwendungsbeispielen die Erfahrungen aus dem Einsatz des entwickelten PC-gestützten Planungswerkzeuges ProEPM zur Unterstützung des Produktionsmanagements in der Elektronikproduktion im Maschinen und Gerätebau dargestellt. Die Ergebnisse wurden durch beispielhafte graphische Auswertungen aufgezeigt und diskutiert. Mit Bezug auf die Erfahrungen, die in einem Beispielunternehmen im Rahmen eines Workshops gemacht wurden, konnte die Praxistauglichkeit des im Rahmen dieser Arbeit entwickelten PC gestützten Planungswerkzeuges ProEPM zur Unterstützung des Produktionsmanagements in der Elektronikproduktion im Maschinen- und Gerätebau unter Beweis gestellt werden.de
dc.format.extent166 Seiten, 106 Bilder
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.25593/3-87525-139-3
dc.identifier.isbn3-87525-139-3
dc.identifier.opus-id13162
dc.identifier.urihttps://open.fau.de/handle/openfau/13162
dc.identifier.urnurn:nbn:de:bvb:29-opus4-131620
dc.language.isode
dc.publisherMeisenbach
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/deed.de
dc.subject.ddcDDC Classification::6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften :: 60 Technik :: 600 Technik, Technologie
dc.subject.ddcDDC Classification::6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften :: 62 Ingenieurwissenschaften :: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
dc.titleModulares Planungswerkzeug zum Produktionsmanagement in der Elektronikproduktionde
dc.typedoctoralthesis
dcterms.publisherFriedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
local.date.accepted2000-10-04
local.notesOpusNach Rechteübertragung des Meisenbach-Verlags auf die FAU digitalisiert und online gestellt durch Geschäftsstelle Maschinenbau und Universitätsbibliothek der FAU im Jahr 2020. Koordination der Reihe: Dr.-Ing. Oliver Kreis. Für weitere Informationen zur Gesamtreihe siehe https://mb.fau.de/diss
local.publisherplaceBamberg
local.sendToDnbfree*
local.series.id32
local.series.nameFertigungstechnik - Erlangen
local.series.number104
local.subject.fakultaetTechnische Fakultät / Department Maschinenbau
local.subject.fakultaetTechnische Fakultät / Department Maschinenbau / Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS)
local.subject.gndIngenieurwissenschaften
local.subject.gndMaschinenbau
local.subject.gndProduktionstechnik
local.thesis.grantorFriedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) Technische Fakultät
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Diss. Reihe Fertigungstechnik, Band 104
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